有關(guān)參數(shù)化設(shè)計在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用探討

楊思維++王柳莊

【摘 要】建筑設(shè)計領(lǐng)域的參數(shù)化設(shè)計作為一種新的設(shè)計類型應(yīng)用日益廣泛，由于室內(nèi)設(shè)計與建筑設(shè)計二者密不可分的關(guān)系，參數(shù)化設(shè)計必將對室內(nèi)設(shè)計帶來深刻的改變，我們有必要在室內(nèi)設(shè)計教學(xué)與實踐中做出相應(yīng)的探討，本文首先探討參數(shù)化設(shè)計的現(xiàn)狀、特點以及對室內(nèi)設(shè)計的影響，并在案例分析的基礎(chǔ)上，探討參數(shù)化在室內(nèi)設(shè)計各個方面中的應(yīng)用及趨勢。

【關(guān)鍵詞】參數(shù)化設(shè)計 室內(nèi)設(shè)計 計算機輔助設(shè)計

自上世紀(jì)八十年代人類社會全面進入計算機時代以來，計算機作為輔助設(shè)計在設(shè)計工作中發(fā)揮著日益重要的作用，對于設(shè)計師而言，層出不窮的軟件和新功能常常影響著他們的工作方式和成果。參數(shù)化設(shè)計目前已成為一種新的設(shè)計類型，不僅帶來了新的風(fēng)格并已成為未來發(fā)展的一個重要方向。作為與建筑設(shè)計延伸的室內(nèi)設(shè)計毫無疑問將緊隨其后，因此，參數(shù)化設(shè)計如何應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計成為亟需探討的問題。

1 參數(shù)化的內(nèi)涵與現(xiàn)狀

參數(shù)化設(shè)計（Parametric Design）指通過在計算機中設(shè)定參數(shù)以及使用不同的工具和算法生成設(shè)計方案的技術(shù)，在設(shè)計過程中，把各種要求和條件被數(shù)據(jù)化，利用相應(yīng)的軟件編寫程序，并把上述數(shù)據(jù)設(shè)定為各種參數(shù)關(guān)聯(lián)到一起，通過調(diào)節(jié)其中的參數(shù)從而輸出不同的結(jié)果[1]。

參數(shù)化原本應(yīng)用于數(shù)字化工業(yè)生產(chǎn)，參數(shù)化技術(shù)應(yīng)用設(shè)計過程并發(fā)展成為“參數(shù)化設(shè)計”發(fā)生于建筑設(shè)計領(lǐng)域。近年來，由于制造技術(shù)的進步和新材料、新構(gòu)造的應(yīng)用，建筑的建造方式發(fā)生了巨大變化，實現(xiàn)了從建筑設(shè)計—材料構(gòu)建定制—現(xiàn)場施工的全程數(shù)字化控制，建筑的許多構(gòu)建在工廠中預(yù)制，建筑現(xiàn)場施工的環(huán)節(jié)被減少，甚至出現(xiàn)如遠大住工集團推廣的工業(yè)化建筑，三天建成上海世博會展館，六天建造一個別墅這樣的案例[2]，這是參數(shù)化技術(shù)在建造過程中的作用。如此，建筑的設(shè)計與制造過程被全面數(shù)字化，設(shè)計師可以對一個建筑構(gòu)件進行控制，建筑的空間和形體的創(chuàng)造也可以不再遵循傳統(tǒng)的“簡單性思維”和“線性邏輯”，建筑設(shè)計師們開始從“復(fù)雜性”的角度思考建筑的可能性[3]。

數(shù)字技術(shù)為設(shè)計工作提供了強大的引擎，從20世紀(jì)80年代開始使用計算機軟件AutoCAD繪圖和輔助設(shè)計，到90年代開始的使用3D max、Vray計算機繪制仿真圖像，和至今以Rhinoceros為平臺的Grasshopper，以Micro Station為平臺的Generative Component等專門開發(fā)的軟件或插件，“參數(shù)化設(shè)計”迅速成為新的設(shè)計類型并呈現(xiàn)出生機勃勃的面貌，計算機在建筑設(shè)計中的作用日益提升。

在目前各種參數(shù)化設(shè)計軟件中，以Rhinoceros平臺為基礎(chǔ)的Grasshopper是一個相對簡易的可視化編程平臺。Rhinoceros是一個擅長處理三維曲面造型的計算機輔助設(shè)計軟件。Grasshopper的前身Explicit History本是用于管理Rhinoceros工作流程的插件，其以圖形化的編程方式實現(xiàn)參數(shù)化編程，整個編程的過程被清晰地記錄在電池圖中，每顆電池都代表了一個運算器，其中的參數(shù)可以自行修改，通過增減、調(diào)整電池或修改其中的參數(shù)即可獲得不同的結(jié)果。本身即具有強大功能的Grasshopper依然是開放的平臺，它仍可以銜接各種功能特點的次級插件，如kangaroo，weavebird， voronoi等，每一個插件都具有非常獨特的運算功能，并能夠處理和生成不同的形態(tài)。此外，Grasshopper還自帶編程工具，設(shè)計師可以根據(jù)自己的需求編寫運算器。

2 參數(shù)化設(shè)計在室內(nèi)設(shè)計中的運用探討

室內(nèi)設(shè)計是從建筑內(nèi)部把握空間，根據(jù)空間的使用性質(zhì)和所處環(huán)境，運用物質(zhì)技術(shù)及藝術(shù)手段，創(chuàng)造出功能合理、舒適美觀、符合人的生理、心理要求，令使用者心情愉快，便于生活、工作、學(xué)習(xí)的理想場所的內(nèi)部空間環(huán)境設(shè)計[4]。室內(nèi)設(shè)計主要包括空間形象、室內(nèi)裝修、室內(nèi)物理環(huán)境、室內(nèi)陳設(shè)等方面的設(shè)計。從本質(zhì)上而言，室內(nèi)設(shè)計與建筑設(shè)計是從屬關(guān)系，室內(nèi)空間一定依附于建筑形體而存在。然而在現(xiàn)實生活中，室內(nèi)設(shè)計又常常呈現(xiàn)出一種相對的獨立狀態(tài)，在既定的室內(nèi)空間中，我們?nèi)匀豢梢蕴接憻o限的可能性。

現(xiàn)代主義強調(diào)形式追隨功能，認(rèn)為空間是建筑的主體，認(rèn)為建筑的本質(zhì)在于空間的合理性和結(jié)構(gòu)的邏輯性，提倡去除裝飾，強調(diào)使用功能及造型的單純化[4]。建立在功能主義基礎(chǔ)上的現(xiàn)代建筑，其形態(tài)的主要特征是直線的、規(guī)則的幾何形體，內(nèi)部空間的形態(tài)亦呈現(xiàn)均質(zhì)化的特征，同時建筑的內(nèi)外裝飾亦以簡約風(fēng)格為主。然而縱觀歷史，人類對于建筑及室內(nèi)空間的需求早已不止于基本物質(zhì)功能，如圖1所示，從古希臘神廟的廊柱，到巴洛克時期的宏偉而繁復(fù)的裝飾，無不體現(xiàn)出人類的無盡精神追求。如今，去除裝飾、千篇一律的現(xiàn)代主義風(fēng)格逐漸被人們厭倦，許多人開始追求功能和形式的多樣化。

參數(shù)化設(shè)計提供了新的可能性，一方面，在日新月異的新技術(shù)的支持下，建筑及室內(nèi)外空間將超越現(xiàn)代建筑的一般面貌，空間形態(tài)將不再是橫平豎直的傳統(tǒng)樣式，而可能是一種不規(guī)則的、多變的形態(tài)，由此對室內(nèi)設(shè)計提出了新的要求；令一方面，即便在現(xiàn)代建筑仍占主流的狀況下，依托原有的本體，參數(shù)化設(shè)計亦能令室內(nèi)設(shè)計帶來新的面貌。在室內(nèi)設(shè)計工作中的具體表現(xiàn)，可從以下幾個方面來討論。

2.1 與建筑設(shè)計的有效對接

建筑由基本的形體和構(gòu)造組成，展開室內(nèi)設(shè)計工作時首先要研究的就是建筑提供的空間，二者常常是分離的狀態(tài)。近年來，隨著參數(shù)化設(shè)計在建筑設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用，帶來一種建筑設(shè)計與室內(nèi)設(shè)計有效銜接的新方式，無論從功能上還是形式風(fēng)格上，二者可以在設(shè)計時作為整體來考慮且相輔相成。建筑師扎哈·哈迪德設(shè)計的廣州大劇院即是代表案例之一，如圖2中，整體建筑由不規(guī)則的多邊形構(gòu)成，復(fù)雜的形態(tài)提供了形態(tài)豐富的內(nèi)部空間，建筑構(gòu)件的形態(tài)亦處理為相同的形式風(fēng)格，具有流動感的形體與線條由外而內(nèi)，并在空間中穿插，為人們帶來耳目一新的體驗。

2.2 提升室內(nèi)空間功能的合理性

如前所述，建筑提供的空間通常并未深入地考慮了人們活動的具體需求，需要室內(nèi)設(shè)計工作來對空間展開進一步的處理，以滿足人的行為與心理的需求，因此對建筑內(nèi)部空間的功能分布研究是室內(nèi)設(shè)計的核心，由于人們在某個功能空間中的行為是相對固定的，因此空間功能的確定是相對理性的工作，要充分滿足需求，必須做充分的研究和討論。每個建筑內(nèi)部都可視為一個系統(tǒng)，由不同功能單元組成，每個單元之間具備某種關(guān)系從而共同組成整體。這種系統(tǒng)本身就可用參數(shù)化軟件進行模擬，例如局部空間的功能設(shè)定、位置分布、面積；以及多個空間之間的通道的尺度、路線的設(shè)置等等，這些屬性和關(guān)系都可作為參數(shù)設(shè)定到參數(shù)化系統(tǒng)系統(tǒng)中，我們可以改變參數(shù)而得出不同的結(jié)果，通過對參數(shù)的不斷優(yōu)化和對不同輸出結(jié)果的比較我們便能得到最佳方案。

2.3 室內(nèi)具體功能的一體化設(shè)計

如果說一個建筑整體是一個大的系統(tǒng)，每一個特定的功能空間可說是一個小的系統(tǒng)。人們在這個空間中活動所產(chǎn)生的具體需求，仍然需要細(xì)分為非常多的功能模塊，如衛(wèi)生間、床、沙發(fā)、儲物柜等等，如此，我們又可以用參數(shù)化邏輯來展開設(shè)計。就如圖3中扎哈·哈迪德設(shè)計的酒店房間，把所有的功能部件整合為一體來考慮，功能上相對獨立而在形態(tài)上緊密聯(lián)系，且構(gòu)成了一個極為流暢和完整的空間形態(tài)，實現(xiàn)了形態(tài)與功能的高度統(tǒng)一，同時呈現(xiàn)出極具未來感的風(fēng)格，這是傳統(tǒng)設(shè)計方式難以實現(xiàn)的。

2.4 處理室內(nèi)局部裝飾界面

如同現(xiàn)代建筑長運用參數(shù)化設(shè)計來處理表皮一樣，我們亦可用其來處理室內(nèi)空間某個界面的形態(tài)。由于參數(shù)化設(shè)計具有的流動性與不規(guī)則的特征，同時呈現(xiàn)出相對復(fù)雜的視覺特征，例如Grasshopple及其下的各種插件能夠處理和生成不同類型的形態(tài)，即便在非常普通的現(xiàn)代建筑中，運用參數(shù)化處理局部造型亦會達成非常特別的效果。如圖4中的幾個案例為通道墻面、天花吊頂、酒店大堂背景墻等裝飾界面應(yīng)用了參數(shù)化設(shè)計軟件生成的造型，形態(tài)復(fù)雜而多變，不僅呈現(xiàn)了新穎的視覺效果，而且在空間上打破了頂面、立面、地面等裝飾界面的傳統(tǒng)狀態(tài)，使之在空間上具有一種新的聯(lián)系，增強了設(shè)計的豐富性和藝術(shù)性。

2.5 用于室內(nèi)陳設(shè)與家具設(shè)計

如圖5，當(dāng)參數(shù)化設(shè)計確立為一種藝術(shù)或設(shè)計風(fēng)格，其應(yīng)用和影響是多方面的，逐漸由規(guī)劃、景觀、建筑延伸至室內(nèi)空間，更至陳設(shè)、家具、產(chǎn)品等。當(dāng)前，參數(shù)化設(shè)計尚屬新技術(shù)應(yīng)用的初步階段，由于其設(shè)計邏輯和形態(tài)處理的方式遠超越現(xiàn)代主義的常規(guī)面貌，因此在當(dāng)下本身尚具備一定的新鮮感和神秘感。在新材料、3D打印等新技術(shù)的支撐下，參數(shù)化設(shè)計為我們帶來了新的可能性。

3 結(jié)語

發(fā)端于建筑設(shè)計領(lǐng)域的參數(shù)化設(shè)計作為一種新的設(shè)計類型應(yīng)用日益廣泛，由于室內(nèi)設(shè)計與建筑設(shè)計二者密不可分的關(guān)系，參數(shù)化設(shè)計必將對室內(nèi)設(shè)計帶來深刻的改變，我們有必要在室內(nèi)設(shè)計教學(xué)與實踐中做出相應(yīng)的探討，以應(yīng)對這種新的趨勢。當(dāng)然從本質(zhì)上而言，參數(shù)化依然屬于計算機輔助設(shè)計工具，即便它具備更多的功能，我們依然堅持人類在創(chuàng)造事物、改變世界時的主體作用，設(shè)計工作依然如此。

參考文獻：

[1]徐衛(wèi)國.“數(shù)字滲透”與“參數(shù)化主義”—關(guān)于“數(shù)字技術(shù)與建筑設(shè)計”的訪談與對話錄[J].世界建筑雜志，2013（9）：17-35.

[2]資料來源于遠大住宅工業(yè)集團股份有限公司網(wǎng)站[Z].

[3]詹和平，徐炯.以實驗的名義：參數(shù)化環(huán)境設(shè)計教學(xué)研究[M].南京：東南大學(xué)出版社，2014：24-36.

[4]張綺曼，鄭曙旸.室內(nèi)設(shè)計資料集[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002：56-60.