高度數(shù)字化時代——淺談設(shè)計的非線性思維與擴(kuò)展

【摘 要】本文通過了解參數(shù)化設(shè)計的現(xiàn)狀，淺談通過非線性設(shè)計思維，學(xué)習(xí)并感受全新設(shè)計時代帶來的設(shè)計過程的改變。本文著重對數(shù)字化發(fā)展對于設(shè)計領(lǐng)域的推動作用進(jìn)行闡述，并對設(shè)計思維的擴(kuò)展進(jìn)行探索。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化 非線性設(shè)計 設(shè)計思維

在20世紀(jì)后期，MIT的GOSSARD教授提出變量化設(shè)計一詞，而參數(shù)化設(shè)計則是在變量化設(shè)計思想以后產(chǎn)生的，這種非線性思想，在近年來的國內(nèi)外設(shè)計碰撞中越來越多的影響著設(shè)計，以及整個設(shè)計界的運作流程，促使著設(shè)計本身的革新。

一、數(shù)字化背景

隨著計算機(jī)時代的到來，腳本與代碼為主的參數(shù)化設(shè)計已經(jīng)在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用了幾十年了，隨著設(shè)計界新生概念的不斷浮現(xiàn)，尤其在建筑領(lǐng)域，越來越多的試圖揭示生命現(xiàn)象并用看似混亂卻有著自治規(guī)律的復(fù)雜性設(shè)計的出現(xiàn)，用以應(yīng)對城市高速發(fā)展所需的靈動與動態(tài)設(shè)計，同時也促使了解決建筑，環(huán)境的相關(guān)軟件的開發(fā)，參數(shù)化設(shè)計思維從單一的工業(yè)領(lǐng)域往整個設(shè)計界的擴(kuò)展。對于具有復(fù)雜性的設(shè)計實現(xiàn)迭代過程，如今也能輕而易舉的實現(xiàn)了。

二、設(shè)計界參數(shù)化現(xiàn)狀

我們普遍的將設(shè)計分為三個時代--農(nóng)耕時代、工業(yè)時代、網(wǎng)絡(luò)時代，這也是將設(shè)計從傳統(tǒng)設(shè)計到現(xiàn)代設(shè)計再到創(chuàng)新設(shè)計過程的合理解釋。同濟(jì)大學(xué)婁永琪教授形象化的將這三種過程解釋為設(shè)計1.0、設(shè)計2.0和設(shè)計3.0。而參數(shù)化設(shè)計作為創(chuàng)新設(shè)計中的一種，類似一種交叉學(xué)科的革新，我認(rèn)為這是設(shè)計界從傳統(tǒng)的“現(xiàn)代主義時代”向參數(shù)化數(shù)字化的“大數(shù)據(jù)時代”過渡的必經(jīng)時期，或者說是互聯(lián)時代的默片時期。就拿建筑來說，我們把眾多影響建筑生成的因素（比如日照、地形、風(fēng)向、氣候、周邊環(huán)境、人流、車流等）都設(shè)計生成參變量通，并過控制每個參變量的值從而改變設(shè)計結(jié)果，這種建筑函數(shù)的變量，給設(shè)計帶來了靈活性，也滿足了設(shè)計過程中的物體有機(jī)性、交互性，通過優(yōu)化變形，讓傳統(tǒng)思維所認(rèn)為的形體，功能，空間更趨于完善。

工業(yè)設(shè)計在很大程度上是帶領(lǐng)著整個設(shè)計界前行，由于建筑、環(huán)境等在設(shè)計時需要考慮的影響非常多，交互內(nèi)容更加復(fù)雜，所以相關(guān)的平臺開發(fā)往往晚于產(chǎn)品設(shè)計。在產(chǎn)品早期參數(shù)化階段，人們?yōu)榱俗屍浣⒓s束模型，將約束綜合成目標(biāo)，映射成特定的幾何/拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化為幾何約束（位置和形狀參數(shù)），形成參數(shù)化的產(chǎn)品幾何模型。早在上世紀(jì)80至90年代，波音公司就已經(jīng)采用CATIA（Computer-aided Three-dimensional Interactive Application ）技術(shù)來制造波音777并取得巨大成功，（CATIA類似于現(xiàn)在常用的CAD）它可以在制成實物前將所有零件制成數(shù)字化模型在計算機(jī)中進(jìn)行拼裝，拋棄了傳統(tǒng)的繪圖紙，因此帶來了節(jié)約開發(fā)時間和成本的好處。

在建筑界，英國著名建筑理論家 Neil leach曾說過，在他2004年到北京的時候，沒有人知道什么是編程（數(shù)字建筑），而如今，中國建筑數(shù)字化進(jìn)程很快，當(dāng)2020年到來的時候計算機(jī)輔助設(shè)計將不復(fù)存在，因為它已經(jīng)涵蓋了所有的方面，就像我們在施工現(xiàn)場不再討論電動設(shè)備因為所有的設(shè)備都是電動的那樣。

而如今，在建的上海中心就像當(dāng)初波音制作777那樣，利用RHINO、MAYA，算法工具，GRASSHOPPER，PROCESWSING等軟件進(jìn)行邏輯性設(shè)計，再通過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的交換模式如DXF、SAT等在不同參數(shù)化設(shè)計軟件與BIM中進(jìn)行交換并進(jìn)行測試分析，通過風(fēng)洞試驗，ECOTECT等模擬，尋找出最合適的形態(tài)，將制作出來的每個零件樣件進(jìn)行三維掃描在電腦中進(jìn)行先行測試組裝，再利用數(shù)字化模塊化生產(chǎn)，從而相比傳統(tǒng)方式，利用計算機(jī)平臺進(jìn)行擴(kuò)展，大大節(jié)省了時間與成本，所以很多時候也把這種類型的設(shè)計稱之為性能化設(shè)計。

三、未來數(shù)字化

就像電影《少數(shù)派報告》那樣，“物體反饋”顛覆了人對于事物規(guī)律的常態(tài)化理解，以一種思維互動的形態(tài)呈現(xiàn)。在未來高度數(shù)字化的時代，合作模式產(chǎn)生巨大變化，交互變的更加普遍，我們處在的是能提供反饋的環(huán)境。利用非線性設(shè)計思維，產(chǎn)生的是以數(shù)字化平臺為基礎(chǔ)的具有邏輯性的“設(shè)計品”，一切可變量都變的有根據(jù)可循。而現(xiàn)在當(dāng)非線性處在萌芽時期時，我們必須擁有嚴(yán)謹(jǐn)，全面的思考戰(zhàn)略，來促使不同交互行業(yè)的良訓(xùn)循環(huán)。婁永琪的設(shè)計3.0很大程度上是指設(shè)計主體的改變，由專業(yè)設(shè)計師向普通民眾轉(zhuǎn)變，從而使每個人都有能力對于身邊的行為與環(huán)境進(jìn)行一個合理反饋，進(jìn)行改變。而設(shè)計師最為重要的是創(chuàng)建平臺，對于設(shè)計與創(chuàng)造本身的規(guī)律進(jìn)行研究與革新。

結(jié) 論

在高度數(shù)字化的設(shè)計時代，逐漸會由電腦輔助的傳統(tǒng)設(shè)計向以電腦為主導(dǎo)邏輯設(shè)計轉(zhuǎn)變，由設(shè)計單一個體向設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，而如今高度數(shù)字化的優(yōu)勢已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，設(shè)計師只需通過計算機(jī)研究不同的可能性，就可以更高效的解決流程中的一系列問題。同時也希望能通過此次理論研究，引起人們對于非線性思維以及設(shè)計革新的思考。

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科研基金項目：

本文為蘇州大學(xué)第十六屆大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科研項目—“非線性建筑形體及景觀參數(shù)化設(shè)計初探”階段性成果。