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摘要：本文通过对“茶桌”参数化实验的缘由、内容、过程、结果等方面的探讨，实现参数化实验设计在当代设计实践中的创新性，并作为一种设计范式，将参数化实验的设计意义铺展开来，希望能够为参数化设计的发展寻求一条积极的道路，提高其在设计行业的影响力和冲击力。
关键词：参数化；创造性；实验
1实验缘由
随着信息技术的高速发展，数字化设计在建筑、城市规划等领域几乎成为一种范式引发各类设计院校的研究与探讨。2013年12月，毕业于英国建筑联盟学院（简称AA）的徐丰和WAX建筑工作室主持建筑师Nikolaus Wabnitz 两位老师在南京艺术学院开展了数字化设计工作营，本次工作营的主题是“茶桌”，在中国几千年历史文化中，茶桌扮演了十分重要的角色，它们中的的大多数不仅形式多变而且使用材质也各不相同，这正体现了极高的艺术性和功能性。
2实验内容
本次实验内容是利用参数化技术将传统茶桌进行形式变更，我们将使用参数化软件来模拟水流的特性，从而检测设计的多样性，制作茶桌最核心的功能部分—排水管道系统。通过前期对Rhino和Grasshopper的综合学习，已经熟练掌握了基本算法的生成过程。收到任务书后，我们开始对指定的图形脚本进行解读，理清程序语言的组织逻辑，这对于接下来为设计附加创造性的灵感、建构系统框架的逻辑模型具有重大的指导意义。
3实验过程
由于本次实验课程的时间只有两天，教学内容安排比较紧凑。实验课程被安排为三个阶段，即实验研究阶段、设计阶段和建造阶段（表1）。
阶段 时间 内容 要求
实验启动阶段 前期预习 讲解GHX电路图 熟悉掌握所给予的GHX定义，熟练掌握并修改
实验研究、设计阶段 第一天 研讨、GHX尝试与设计 修改和测试模型是否符合所要求的功能，模拟水流及排水系统
实验建造阶段 第二天 数字建造 运用多种材料并且使用不同数字制作方法（激光切割/三维打印/数控机床等）
表1：数字化工作营教学计划安排
3.1实验研究阶段
这次实验项目的设计原理源自磁场变化，我们利用半天的时间进行头脑风暴，寻找适合每组创意表现的切入点，大家集思广义：台地、河流、山峰、云朵，这些参数化设计中经常运用到的自然元素很快得到认可。设计元素确定，接下来就是测试这些元素生成的电路是否符合本次实验的功能要求，通过多次尝试，我们决定利用台地样式的流动切片来完成本次课题。
3.2实验设计阶段
方案首先利用Rhino进行定型，在X/Y平面上建立网格，确定茶桌比例大小，利用基础面上的矩形阵列确定孔隙特征，然后根据磁力线在平面上方设置若干点，利用Grasshopper将这些点转化成连接正负极的磁力点，依照力的大小将初始平面的控制点抬升不同的高度，并生成曲面，通过曲面曲率的分析进行水流测试，寻找最佳水流流向，最后根据几何体的韵律变化特点，探讨不同边数的多边形在曲面上生成的形态造型，选择最具形式感和可能性的方案。
在设计的过程中，出现了二次修改的问题，因此分为两个阶段来阐释本次实验设计。
3.2.1设计阶段一
在实验过程中，花费很长时间在探索形态，通过磁力点参数的不断变化确定“茶桌”的基本形式，并尝试通过水平、垂直两种切片效果对水流进行模拟实验（图1），经过和Nikolaus老师讨论，认为水平切片方式相对合理。形态探索初步成功后，利用参数化技术将不同形态的几何体附着在曲面上，根据场域内的磁场关系，几何体在表皮产生旋转、叠加的变化，不仅丰富了空间层次，也使水流形态百转千回。
图1 水平切片、垂直切片形态效果（作者自绘）
3.2.2设计阶段二
第一次的设计尝试虽然满足了水流的基本功能和形态需求，但并不是很理想。徐丰老师建议将模型倒置，增强模型的视觉效果，但同时也破坏了水流的表达内涵，因此形态的衍化过程又花费了很多时间，经过不断地调整，终于确定了以镂空长方体作为最终形态的茶桌样式（图2）。
图2 最终生成形态平面图及效果图（作者自绘）
3.3实验建造阶段
正如著名建筑大师路德维希·密斯·凡·德罗（Ludwig Mies van der Rohe）提出的：“少即是多”理念，参数化设计也可以通过最简单的建造方式实现复杂的系统要求，在“茶桌”的实验性设计中，我们从可塑性的材料选择、便捷的数字建造方式、简单的拼接建造过程三方面途径来探索本次实验性设计的建造策略。
3.3.1可塑性的材料选择
实验过程中，我们选择卡纸和陶瓷作为模型建造的理想材料，这种材料的思考是徐丰老师在与我们进行设计交流的过程中获得的灵感。卡纸作为前期翻模的辅助材料，方便切割成型，再利用陶瓷较强的可塑性在特定的温度下烧制定型，加上陶瓷纯洁的白色基底，呈现轻盈、统一的网格式流动曲面。
3.3.2便捷的数字建造方式
考虑到“茶桌”以孔隙变化为特色，利用Grasshopper软件烘培数字模型，通过Rhino技术组合模型组件，调节参变量的数值进行分层、拍平，经过不断的参数变化尝试，我们选择36层为最理想的模型分层方式，借助激光切割技术雕刻每层形态（图3）。在此之前，我们对市场上适用于激光切割的材料进行一系列的调研，了解到卡纸、金属、玻璃、亚克力等材料均可采用，为了保证时间的充沛性和模型的完整性，选取了最易切割的卡纸，将每一层形态进行编号切割，花费两个小时左右的时间，完成了激光切割这一流程。
图3 模型部分拍平分层与整体叠加效果（作者自绘）
3.3.3简单的拼接建造过程
将切割好的纸质形态按照编号与软件中的编号形态一一对照，为了方便拼接，从形态面积最大的中间部分开始垒叠，由于拍平后的模型造型比完整的流动造型更具形式感，在拼接的过程中会出现稍许偏差，而我们利用设计要素本身所具有的多样性，灵活的将其进行适当的调试以适应实验建造的合理性，实现了纸质材料阶段的模型效果（图4）。出于测试排水系统的科学性，模型尺寸与实物以1：1的比例呈现，长宽高分别设定为900mm×540mm×450mm，由于尺寸较大，在由纸质模型翻模成陶瓷材料造型的过程中，我们采用模块化单元分组的建造方式，划分区域范围，倒出单元模块，最后将其组装拼接，建造成完整的“茶桌”形态。
图4 初期实验尝试的纸质草模（作者自摄）
4局限与展望
由于时间的局限性，对“茶桌”实验的研究还处在一个初步探索的阶段，相对的理论和逻辑还不够清晰、明朗，在本次实验的设计生成以及参数化的控制等方面没有进行较为深入的思考，但值得一提的是经过这一次数字化的实验课程，两天体力与智力的较量，三个实验阶段的实施，激发出无限的创意灵感，掌握了多种技术操作方法，通过数字化课程，教与学互动有益，从不确定性和不可控的发散思维构想逐渐到科学性和流程性并重的设计制作，整个流程的实践意义是显而易见的。或许在现实项目的实践中，我们的实验常常缺少反馈，正如贡布里希（E.H.Gombrich）所说：“这当然不是试验者的过错”，一种实验的最终结果并不是去赞颂每一种发明，而应该试图去评价实验在哪些方面或程度上取得了预期目的[2]。利用创造性思维方式，将现代软件技术镶嵌于设计实验中，通过技术与艺术的结合，创造具有多样性的艺术形式，是我们本次实验的最大收获。
最后，感谢徐丰和Nikolaus老师在实验过程中提出的指导性意见，感谢南京艺术学院设计学院詹和平院长和徐炯老师的帮助和支持，感谢本组成员的通力配合，使本次实验性课程能够圆满结束。
参考文献：
[1]（英）贡布里希.秩序感—装饰艺术的心理学研究[M].范景中译，湖南科技出版社.2000.1.
[2]詹和平 徐炯 刘谯 卫东风.以参数化的名义：实验性设计课程教学探索[A].南京艺术学院学报.2012.2.
作者简介：
孟可鑫/1989.12.03/女/河北唐山人/南京艺术学院设计学院硕士研究生在读。
关键词：参数化；创造性；实验
1实验缘由
随着信息技术的高速发展，数字化设计在建筑、城市规划等领域几乎成为一种范式引发各类设计院校的研究与探讨。2013年12月，毕业于英国建筑联盟学院（简称AA）的徐丰和WAX建筑工作室主持建筑师Nikolaus Wabnitz 两位老师在南京艺术学院开展了数字化设计工作营，本次工作营的主题是“茶桌”，在中国几千年历史文化中，茶桌扮演了十分重要的角色，它们中的的大多数不仅形式多变而且使用材质也各不相同，这正体现了极高的艺术性和功能性。
2实验内容
本次实验内容是利用参数化技术将传统茶桌进行形式变更，我们将使用参数化软件来模拟水流的特性，从而检测设计的多样性，制作茶桌最核心的功能部分—排水管道系统。通过前期对Rhino和Grasshopper的综合学习，已经熟练掌握了基本算法的生成过程。收到任务书后，我们开始对指定的图形脚本进行解读，理清程序语言的组织逻辑，这对于接下来为设计附加创造性的灵感、建构系统框架的逻辑模型具有重大的指导意义。
3实验过程
由于本次实验课程的时间只有两天，教学内容安排比较紧凑。实验课程被安排为三个阶段，即实验研究阶段、设计阶段和建造阶段（表1）。
阶段 时间 内容 要求
实验启动阶段 前期预习 讲解GHX电路图 熟悉掌握所给予的GHX定义，熟练掌握并修改
实验研究、设计阶段 第一天 研讨、GHX尝试与设计 修改和测试模型是否符合所要求的功能，模拟水流及排水系统
实验建造阶段 第二天 数字建造 运用多种材料并且使用不同数字制作方法（激光切割/三维打印/数控机床等）
表1：数字化工作营教学计划安排
3.1实验研究阶段
这次实验项目的设计原理源自磁场变化，我们利用半天的时间进行头脑风暴，寻找适合每组创意表现的切入点，大家集思广义：台地、河流、山峰、云朵，这些参数化设计中经常运用到的自然元素很快得到认可。设计元素确定，接下来就是测试这些元素生成的电路是否符合本次实验的功能要求，通过多次尝试，我们决定利用台地样式的流动切片来完成本次课题。
3.2实验设计阶段
方案首先利用Rhino进行定型，在X/Y平面上建立网格，确定茶桌比例大小，利用基础面上的矩形阵列确定孔隙特征，然后根据磁力线在平面上方设置若干点，利用Grasshopper将这些点转化成连接正负极的磁力点，依照力的大小将初始平面的控制点抬升不同的高度，并生成曲面，通过曲面曲率的分析进行水流测试，寻找最佳水流流向，最后根据几何体的韵律变化特点，探讨不同边数的多边形在曲面上生成的形态造型，选择最具形式感和可能性的方案。
在设计的过程中，出现了二次修改的问题，因此分为两个阶段来阐释本次实验设计。
3.2.1设计阶段一
在实验过程中，花费很长时间在探索形态，通过磁力点参数的不断变化确定“茶桌”的基本形式，并尝试通过水平、垂直两种切片效果对水流进行模拟实验（图1），经过和Nikolaus老师讨论，认为水平切片方式相对合理。形态探索初步成功后，利用参数化技术将不同形态的几何体附着在曲面上，根据场域内的磁场关系，几何体在表皮产生旋转、叠加的变化，不仅丰富了空间层次，也使水流形态百转千回。
图1 水平切片、垂直切片形态效果（作者自绘）
3.2.2设计阶段二
第一次的设计尝试虽然满足了水流的基本功能和形态需求，但并不是很理想。徐丰老师建议将模型倒置，增强模型的视觉效果，但同时也破坏了水流的表达内涵，因此形态的衍化过程又花费了很多时间，经过不断地调整，终于确定了以镂空长方体作为最终形态的茶桌样式（图2）。
图2 最终生成形态平面图及效果图（作者自绘）
3.3实验建造阶段
正如著名建筑大师路德维希·密斯·凡·德罗（Ludwig Mies van der Rohe）提出的：“少即是多”理念，参数化设计也可以通过最简单的建造方式实现复杂的系统要求，在“茶桌”的实验性设计中，我们从可塑性的材料选择、便捷的数字建造方式、简单的拼接建造过程三方面途径来探索本次实验性设计的建造策略。
3.3.1可塑性的材料选择
实验过程中，我们选择卡纸和陶瓷作为模型建造的理想材料，这种材料的思考是徐丰老师在与我们进行设计交流的过程中获得的灵感。卡纸作为前期翻模的辅助材料，方便切割成型，再利用陶瓷较强的可塑性在特定的温度下烧制定型，加上陶瓷纯洁的白色基底，呈现轻盈、统一的网格式流动曲面。
3.3.2便捷的数字建造方式
考虑到“茶桌”以孔隙变化为特色，利用Grasshopper软件烘培数字模型，通过Rhino技术组合模型组件，调节参变量的数值进行分层、拍平，经过不断的参数变化尝试，我们选择36层为最理想的模型分层方式，借助激光切割技术雕刻每层形态（图3）。在此之前，我们对市场上适用于激光切割的材料进行一系列的调研，了解到卡纸、金属、玻璃、亚克力等材料均可采用，为了保证时间的充沛性和模型的完整性，选取了最易切割的卡纸，将每一层形态进行编号切割，花费两个小时左右的时间，完成了激光切割这一流程。
图3 模型部分拍平分层与整体叠加效果（作者自绘）
3.3.3简单的拼接建造过程
将切割好的纸质形态按照编号与软件中的编号形态一一对照，为了方便拼接，从形态面积最大的中间部分开始垒叠，由于拍平后的模型造型比完整的流动造型更具形式感，在拼接的过程中会出现稍许偏差，而我们利用设计要素本身所具有的多样性，灵活的将其进行适当的调试以适应实验建造的合理性，实现了纸质材料阶段的模型效果（图4）。出于测试排水系统的科学性，模型尺寸与实物以1：1的比例呈现，长宽高分别设定为900mm×540mm×450mm，由于尺寸较大，在由纸质模型翻模成陶瓷材料造型的过程中，我们采用模块化单元分组的建造方式，划分区域范围，倒出单元模块，最后将其组装拼接，建造成完整的“茶桌”形态。
图4 初期实验尝试的纸质草模（作者自摄）
4局限与展望
由于时间的局限性，对“茶桌”实验的研究还处在一个初步探索的阶段，相对的理论和逻辑还不够清晰、明朗，在本次实验的设计生成以及参数化的控制等方面没有进行较为深入的思考，但值得一提的是经过这一次数字化的实验课程，两天体力与智力的较量，三个实验阶段的实施，激发出无限的创意灵感，掌握了多种技术操作方法，通过数字化课程，教与学互动有益，从不确定性和不可控的发散思维构想逐渐到科学性和流程性并重的设计制作，整个流程的实践意义是显而易见的。或许在现实项目的实践中，我们的实验常常缺少反馈，正如贡布里希（E.H.Gombrich）所说：“这当然不是试验者的过错”，一种实验的最终结果并不是去赞颂每一种发明，而应该试图去评价实验在哪些方面或程度上取得了预期目的[2]。利用创造性思维方式，将现代软件技术镶嵌于设计实验中，通过技术与艺术的结合，创造具有多样性的艺术形式，是我们本次实验的最大收获。
最后，感谢徐丰和Nikolaus老师在实验过程中提出的指导性意见，感谢南京艺术学院设计学院詹和平院长和徐炯老师的帮助和支持，感谢本组成员的通力配合，使本次实验性课程能够圆满结束。
参考文献：
[1]（英）贡布里希.秩序感—装饰艺术的心理学研究[M].范景中译，湖南科技出版社.2000.1.
[2]詹和平 徐炯 刘谯 卫东风.以参数化的名义：实验性设计课程教学探索[A].南京艺术学院学报.2012.2.
作者简介：
孟可鑫/1989.12.03/女/河北唐山人/南京艺术学院设计学院硕士研究生在读。