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參數化簡史(下)
作者:胡雨辰     來源:FabUnion

在本質上,Revit的作者將參數化定義為,設計師可以在不同的情形下進行調整的基于參數方程的模型。在網站之后的版本中,介紹了設計師如何在Revit中改變屋頂的瀝青構造,而Revit又如何反過來“Revit”(立即修改)所有的平面、立面、剖面、施工時間表及各種其他方面的要素的(RTC 2001)。雖然Revit及其同類產品毫無疑問地使用了參數方程來進行這些自動的調整,但與如Pro/E,CATIA,甚至Sketchpad等完全的參數化建模軟件不同,Revit的參數化關系隱藏于其界面之下。Revit的重點是使用參數模型而不是建立參數模型。在RevitAutodesk收購之后,關于參數化建模的說法消失了,他們使用了建筑信息模型(BIM)來作為他們設計軟件產品的名稱(Weisberg 2008,8:47)。通過這樣,他們將BIM通過強調對于信息(參數)的管理而不是管理參數化模型本身,與參數化建模區分開來。因此,雖然絕大多數建筑設計公司可能永遠都不會使用像Digital ProjectPro/E一樣的完全的參數化軟件(甚至可能不考慮這件事),它們卻可能使用參數方程的某些特性來對它們的建筑建模。


AutoLISP的文本化編程界面

參數化建模還可以通過調用軟件包的編程方式參與到項目之中。編程界面使設計者可以通過編程來驅動軟件的功能。例如AutoCAD的開發者,甚至在1982年就發布了包含編程界面的版本,能夠使開發者自己避免大量的定制編程和特別的使用程序的開發工作(Walker 1995,115)。十年后的1992年,當Mark Burry2011,28-29)希望通過參數化途徑建立圣家堂的雙曲線模型時,他并沒有要求AutodeskAutoCAD中開發雙曲線的功能,而使用了AutoCAD的編程界面開發了他自己的工具。Burry的腳本具有三個輸入參數:起點,最低點和漸進線點。這些參數通過一系列顯函數(用AutoLISP編碼編寫)生成一條雙曲線。這段腳本,包括其輸入參數,顯函數和最終輸出結果,是對參數化數學定義原型的體現。Ipek Dino2012,210)指出,腳本本身就是參數化,參數系統主要基于算法法則,因為算法需要一個或一組值作為輸入,執行一系列運算步驟,最后產生一個或一組值作為輸出。因此,在軟件中的大多數編程界面都易于創建參數化模型。


Explicit History第一版,后來被稱作Grasshopper(圖形化編程界面)

代碼編程界面從AutoCAD早期到現在并沒有顯著的發展,而近十年卻產生了一種新的編程界面——可視化編程通過圖表而不是代碼來進行編程。上世紀90年代以來的兩個先例包括MAX/MSP,知名音樂家,Sage(之后是Houdini),知名視覺特效藝術家。建筑師的第一款可視化編程軟件來源于Generative Components,由Rober Aish(后來為Bentley System公司工作)與幾個建筑設計公司于2003年秘密開發。Robert McNeel & Associates,在獲得GenerativeComponent的授權失敗后,聘用了DavidRutten來編寫他們自己的版本(Tedeschi 2010,28)。2007年發布Explicit History之后,Rutten后來將他的可視化編程界面命名為Grasshopper。無論是Grasshopper還是Generative Component,都基于圖形(數學名詞為流程圖),它通過定義參數之間的流程關系,使用用戶定義的方程,來生成幾何形。對參數與模型的關系的改變會自動導致顯函數重新繪制幾何體。因此,其實他們并沒有改變創建參數化模型的方式。

 

結論

在過去的十年中參數化建模才脫離了高迪,奧拓和Sutherland的數學技巧,一些工程師成為了建筑設計實踐的一個常規組成部分。在數學中,參數化表示了由一系列獨立參數通過顯函數生成的變量。在建筑學中,參數化被輔以模型可能性探究的功用。這一探索通過修改模型參數和模型關系進行。在如今,參數化建模再也不是專門化參數化工具,如CATIAPro/E的專屬領域。參數化方程正悄悄地驅動著許多BIM工具,他們體現在編程語言中,他們也體現在圖形可視化編程的界面中。而也正是快速發展的參數化建模的應用,造成了對參數化這一詞理解上的一些混亂。


文章翻譯并編輯自Daniel Davis A History of Parametric

胡雨辰 同濟大學建筑與城市規劃學院碩士研究生

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