室内空间环境设计的参数化应用探究

王玮

东北大学，沈阳110819

室内空间环境设计的参数化应用探究

王玮

东北大学，沈阳110819

阐述参数化设计的含义、特征以及发展现状，进而借助实际案例探讨室内空间环境设计的参数化应用与实践，分析了参数化室内空间环境设计的发展和局限性问题。其研究具有提升设计创新能力的实用价值，可以丰富设计的方法及理论，能够推动设计的顺利发展。

室内设计；参数化设计；数字技术

一、参数化设计

1.参数化设计的含义

“参数化设计”就是将设计变量化，通过控制变量改变其结果，即借助参数化修改引擎以控制参变量的值而使之改变设计的结果[1]。参数化设计主要依托Revit Building软件的参数化图元（构件）和修改引擎两个部分而予以实施[2]。当调整、修改引擎中的参数变量时，图元也会发生不同性质的变化；当修改图元中各个构件的性质时，修改引擎中各部分之间的参数也会随之改变，可以说这两个部分是相互关联的。参数化设计的本质是一种潜在的串联关系，将设计的主要因素关联起来，通过计算机技术和数字技术形成参数模型，既可以得到设计模型，还能够获得设计变量的数据，从而提高工作的效率和工作的质量。

2.参数化设计的发展现状

追溯参数化设计之源，最早出现于建筑领域，如其中的“非线性建筑设计”就是最好的例证；接着高等院校的建筑学教学及研究不断运用非线性建筑这一概念，甚至开设了“非线性建筑”、“参数化设计”等课程。因为计算机及数字技术的发展进步，改变了设计的理论与方法，也推动了对于非线性建筑设计的探讨、研究及实践。发展至今日，参数化设计广泛应用于景观设计、建筑设计、城市设计、室内设计以及工业设计等许多个领域。

就室内空间环境设计而言，参数化可以对室内形体参数化控制、室内空间流向参数化控制以及造型节点予以设计。设计师能够从多个方面找到室内空间参数化设计之中相互关联的元素，再通过计算机软件构建出符合逻辑、符合数学关系的变量几何模型，从而获得具有科学依据的设计意旨。

现阶段参数化设计软件开发较为活跃，例如3Dsmax、Maya，随之开发出了与动画软件相关联的软件，如Top solid、CATIA、UG等。此外，还开发出各种类型的插件。这些工具能够更加有效地完成参数化设计的建模，如 Digital Project、grasshopper、Generative Component等。众多软件的开发及应用，使得不同的参数化建模软件可以针对不同的项目，综合地、有效地应用，让更多的参数化设计成为可能。

参数化设计的新发展是与3D打印技术相联系的，即通过数字化建模，使打印技术从平面到立体、从简单到复杂。可以说，参数化设计正在与时俱进，而让设计更具创新性、复杂性、节能性，并能带动各个领域的发展乃至社会的进步。

3.参数化设计的特征

（1）非线性、自然美特征。非线性不是直线，而是在一定变量关系、数学关系下的一种曲线、曲面等不确定的关系。参数化的非线性特征让复杂的设计更贴近于自然，更符合事物的自身特征。这种非线性特征所带来的非线性关系又成了复杂变量的产物。参数化设计可以产生让人无法想象的自然美图形——这些图形更加贴近自然，因为是一种复杂的非线性结构，所以就具有自然美的特性。

（2）自由性、开放性特征。自由形态是通过参数化图元与修改引擎之间不同变化关系而获得的，这种形态是自由的，是符合逻辑和数学关系的自由性模型，依托于计算机技术和软件，通过变量修改得出来的自由形态。参数化设计是开放式的图形，具有不确定的特点，能够改变原有的几何形体模型；依托开放性特征，改变传统思维模式，带动发散性思维的发展，并朝着更宽广的方向延伸、扩张。

（3）系统性、不可控特征。参数化设计具有系统性，是一个系统化但又受变量控制的不可控设计。整个设计系统是运用变量将各个元素串联后得出的设计，是整体性很强的模型，也就是运用计算机软件计算得出想要的设计方案。在调整整个模型数据变量的过程中，所串联起来的元素会随着变量的变化而变化，但却始终是一个系统完整的设计。

（4）变化性、联系性特征。参数化所有的元素都是串联的，没有单独存在的元素，任何一个元素与其他元素相互关联、相互沟通。在参数化设计中，元素中的图形和符号是有机联系的，运用计算机软件将符号元素与其他元素串联，随之不断变化，产生个性化差异明显的参数化形态。

二、室内空间环境设计中参数化的应用及实践

1.空间的参数化设计

空间的参数化主要是通过调整变量，对室内空间进行划分，形成自由的、开放的、变化的、联系的室内空间环境[3]。将室内空间基本参数准确确定，如天棚、地面、墙体等的基本尺寸，通过调整点、线、面的参数以修改室内空间，得出非线性、自然美的一个整体系统，然后借助空间曲面和对应参数点的调整而改变室内的空间意识。

建筑大师扎哈·哈迪德设计的凌空SOHO租赁样板间（见图1）以及北京银河SOHO是室内空间参数化的典型。针对室内空间必须考虑空间需求而进行控制这一核心问题，如案例中的VIP迎宾长廊、租赁样板间设计以及家具设计。通过控制室内空间这些元素的参数化数据，运用参数化曲线干扰等原理，对室内空间进行参数化控制，将个性奇特的造型重叠或者重新组合，以适应室内设计的基本要求。

2.造型的参数化设计

造型的参数化设计可以让室内空间变得自然、开放、美观，是在现有的参数化空间基础上所实施的造型参数化。借助参数化软件形成连续的变化，从而得出随机的曲线造型。

图1 凌空SOHO租赁样板间

室内台阶造型参数化之造型参数化既可以满足台阶的基本功能（见图2），又能让整个空间变得复杂而且精致。曲线为主题的背景墙设计同样是由参数化得到的规律性造型（见图3），设计师通过调整计算机参数化数据参数的变量，形成曲面的造型。两个案例能给人以独特的感受，干净的色彩与材质，用造型参数化来凸显高贵典雅的气质。此种类型的造型参数化，看似复杂但却具有整体性，既美观也增加了空间造型的功能性。

图2 楼梯造型参数化

图3 以曲线为主题的居住空间设计

建筑大师扎哈·哈迪德另一件参数化室内设计作品为美国迈阿密OneThousandMuseum销售中心（见图4）。她的团队在室内空间环境设计中完全打破传统的造型设计手法，大量采用流线型的造型参数化设计，选用黑、白、银三种颜色，天花、家具、隔断等造型全部采用参数化设计，各种充满流动感的白色照明灯及艺术感十足的装饰品，将充满未来感的时尚设计展现得淋漓尽致。

图4 美国迈阿密OneThousandMuseum销售中心

3.功能分区的参数化设计

华美咖啡馆室内空间环境设计同样是运用功能分区的参数化的重要案例（见图5），通过渐变、流畅的空间线条造型，以分割空间功能区域。流动的曲线造型将天花、墙面、家具融合在一起，形成自然形态的流动空间，营造了舒适、自然、悠闲的室内空间，人们可以在各个功能区中满足各自的消费需求。通过计算机软件计算得出每一块板材曲面的施工尺寸，根据数据尺寸对木质板材实施切割、拼接，形成每个单体尺寸各异的空间材料，在施工现场进行有规律的拼接安装，从而划分有效的功能区域，因此整个流程顺畅，速度快，成本低。这些具有方向性的形态和发散的曲线将不同功能的区域组合成了一个系统，能给人们带来独特的体验。

图5 华美咖啡馆功能分区参数化

巴黎香奈儿流动艺术馆设计采用功能分区参数化方式（见图6），非线性、流动性的几何体将功能与概念动感链接成一个整体。这件流动艺术馆设计作品运用数字建模工具，以起伏、流动的造型重新规划艺术馆的功能分区以及各功能区之间的体量关系，曲线造型在整个室内空间中形成串联，看似艺术化的雕塑分割功能分区，将形式美与流动美融为了一体。

图6 巴黎香奈儿流动艺术馆的创意设计

三、室内空间环境设计参数化的发展及局限

1.参数化对室内空间环境设计创新的发展

参数化设计出现之前，室内空间环境设计很少有设计师利用曲面去实施室内装饰造型，因为曲面造型制作难度大，复杂程度高，工程造价大[4]。自从参数化设计应用于建筑领域之后，人们看到了许多稀奇古怪的建筑造型，而且完全符合人体工程学、工程力学等科学规律，从此激发了设计师的设计灵感，把参数化设计运用到室内空间环境之中已成为未来设计的创新发展趋势。

借助计算机参数化软件，打破传统空间、材料运用以及对室内设计的把握等。对于参数化设计的创新发展，其并非创新形式那么简单，更重要的是创新思路和思维方式，通过计算机信息技术来倒推出室内空间环境设计的可行性及实用性，解决室内空间环境中更加复杂、整体的设计系统。从而把参数化作室内空间环境设计的有效指导与技术支撑，真正把不可能变为可能。

2.参数化在室内空间环境设计中的局限

对于参数化设计的依赖不应该是绝对的，或许参数化所形成的空间、造型等图元，不能完全满足室内空间环境设计的需求，这也是参数化设计存在的缺点及局限。好的设计不一定是完全通过参数化来实行的，参数化软件本身不具有思考与逻辑的能力，而是设计师通过建立联系将整过设计系统串联在一个系统之中，这自然是参数化技术的另一个缺陷。参数化设计在室内空间环境设计中的应用还有很多问题亟待探讨和解决。如果现有的、传统的软件可以代替甚至能够超越参数化设计软件，那么无疑是对参数化设计软件带来的极大挑战，因此参数化设计软件必须保证高质量的创建模型，才能提高室内空间环境设计的效率。此外，参数化的数学推理关系同样带给艺术设计领域很多的现实性挑战。

四、结论

参数化对室内空间环境设计的工作方式和设计思维带来了革命性的变化，参数化逐渐成为室内空间环境设计的主流设计方式，有助于提高设计师严谨的思维逻辑能力。参数和算法专业术语逐渐进入设计领域，向后续的设计从业者提出了严峻的挑战和要求设计工作方式的全面革新。

[1] 徐卫国．参数化设计与算法生形[J]．世界建筑，2011（6）：110-111.

[2] 楚琦，杨茂川．浅谈参数化设计在室内空间中的运用趋势[J]．艺术与设计：理论，2013（9）：89-91.

[3] 曾斌．参数化主义在室内设计中的探索[D]．湖北美术学院，2015 ：13-15.

[4] 任向．数字技术对室内设计的运用与研究[D]．湖南师范大学，2014：52-53.

On the Parametric Application of the Interior Space Design

WANG Wei

（Northeastern University , 110819 Shenyang）

This paper studies the def nition, characteristics and development status of parametric design, discusses parametric application and practices of the interior space environment design through examples and expounds the development and limitations of parametric interior space environment design. The research has practical value of promoting design innovation ability, enriching design method and theory, and promoting the smooth development of the design application.

Interior design； parametric design； digital technology

J023

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2016.06.005（0029-05）

2016-11-07

王玮，东北大学艺术学院助教。