梦幻的形式与色彩----形态参数化｜课程2019年短学期《媒介与艺术》联合教学3

梦幻的形式与色彩----形态参数化课程

Fantasy Form and Color----

Parametric description of form

指导教师：Vito Bertin(柏庭卫)，杜嵘

参与学生：本科三年级14人

教学时间：2019.08.19-09.01

自然形态，指在自然法则下形成的各种可视或可触觉的形态，其中所包括的有机形态给人以和谐、自然、古朴的感觉。而有机形态的生成则是通过形式本身与外在力的相互关系和作用才得以合理存在，那么如何寻找和生成有机形态下的自然法则？形态的参数化（Parametric description of form）课程意在探讨有机形态下的自然法则与规律，运用计算机语言定义自然法则，依据自然规律生成丰富多样，千变万化的形式和色彩。

课程背景

近代先锋建筑设计领域出现全球趋同现象，“参数化主义”逐渐成为一种新风格。这种风格和技术以先进的参数设计体系和脚本编程方法为基础。为了适应这种新风格和技术，应顾大庆教授邀请，香港中文大学退休教授、浙江大学客座教授Vito Bertin(柏庭卫)主持并与我院杜嵘老师合作，于本年度短学期开设了一门关于“形态的参数化”的联合教学课程。柏庭卫教授与顾大庆教授合作工作多年，曾合著《空间、建构与设计》等专著。

课题意义与目的

本次教学旨在教授学生参数的概念和定义，考虑参数可塑的形态、差异的渐变以及参数的变化及其相互关联。教学目的是拓展学生的设计思维，培养学生对空间的逻辑推理能力，推进学生对计算几何技术的探索和研究。课程通过脚本编程的方式来讨论参数与系统之间的变化和联系。

课题设置与要求

1）理论授课与课程讨论并行：通过授课和练习教授程序语言的写作规范、如何定义规则和合理规程。通过课程讨论探讨参数变化所形成的多样形式和形态差异。

2）内容设置：课程分为两个课题

i.课题一为树形结构分析，树形结构是一层次的嵌套结构。一个树形结构的外层和内层有相似的结构，可以用递归的算法生成。

ii.课题二为网格结构分析。平面网格系统同样具有极大的灵活和变形能力，通过修改格网基本尺寸和参数可以得到无穷的图形变化。

3）成果形式：每次课堂教学结束后，同学打印并展示各类参数的设置与形式变化的图片，课程内讨论。整个课程结束时，进行作品展览和答辩。

课程安排

1）课题导入：

课程第一周以课堂讲授的方式进行教学，主要介绍树形与网格系统的结构、算法和变形逻辑，同学学习如何写程序代码实现结构算法，如何编译程序，如何在ArchiCAD图形界面中调试参数，如何输出图形结果等。

2）作业成果的课堂展示：每天课程结束后三个小时为课程作品展示和讨论时间，同学要整理课堂内容并进行组内成果介绍，Vito教授进行点评。

3）课后的拓展练习和引导：

后一周安排拓展训练课程，同学根据教授提供的纲要，在前一周的设计思路基础上进一步发展。

4）作品展示与答辩：

同学的终期成果为一本打印的图册，一张40公分*40公分的图形海报，八张10公分*10公分参数分析图。内容包括形式结构分析，算法的逻辑结构、代码参数的编译以及形式的成果图形。

成果总结

1）总结：通过算法逻辑来感知图形的自然规律和变化法则，通过修改参数变量实现形式的多样性和色彩的丰富性。在此过程中，每个同学都会经历程序的输入和编译过程，寻找程序中的“BUG”促使同学学习规范的代码输入方法，以及如何清晰表达算法结构。通过本次教学活动，同学们通过脚本练习，对参数化形成的多样形式空间有了深刻的体会。

2）问题与不足：学生对编程语言的写作不太不熟悉，对程序结构的理解需要一定的时间，未来课程可以增加有关程序算法的基本介绍和案例分析环节。