参数化智能设计在当代公共艺术中的价值与应用

（南京林业大学 210000）

参数化设计是数字智能设计的一个领域，它的发展受到了混沌理论、涌现理论、褶子理论的重要影响，在信息技术的支撑下，参数化设计起到了颠覆性的作用，参数化设计更多的是引导我们用微观的视角去观察视觉形态的多维空间变化，并运用不同数量和质量特征的要素在特定空间结构中复合叠加生成新的形式。参数化革命性的非线逻辑给设计、艺术带来了更多的可能和更大的变化。当代公共艺术的创作主体已经转变为普通大众，公共艺术要能发挥更大作用，就必须要加强大众参与互动，参数化设计则因具备了参与性、可控性、多样性、多变性等特点，使其适合作为公共艺术的新创作手段，参与构建公共艺术的互动性表达的过程中去。

一、参数化智能设计的发展

1.智能化设计的基本概念

“智能化”是指由汇集计算机网络技术、现代通信信息技术、AI人工智能技术等技术在某个邻域的某种应用。在此基础上具有感知能力、学习能力和自适应能力、记忆力、行为决策能力的系统是为智能化系统。而智能化的实现依赖于广义的数字化。

“数字化”（Digital）这个词源于美国麻省理工学院教授尼梅洛庞帝（Nicholas Negroponte）的《数字化生存》（《Being Digital》）一书。经过数十年研究，数字技术得到迅猛发展，数字技术影响涉及社会各个层面，特别是在设计领域中应用范围更大，在数字化设计不是局限于计算机处理上的逻辑判断关系，而直接干扰或者诱发设计者创作灵感并拓展思考维度，是一种典型的智能拓展，这场革命，正直接影响着人类文明的发展。

参数化设计（Parametric Design）基于数字化设计，是数字化设计发展进程中一种类型，“参数化”（Parametric）最初出现在工业设计领域中。参数化设计首先需要设立一定的逻辑，强调的是参数的输入和输出相对应，通过改变和修正参数输入，得到输出多元的结果，虽然参数影响结果，但不改变原先定义的逻辑。参数化设计是一种高效、革新的设计方法和思维，对传统设计方法具有颠覆性意义，可以使我们在更广阔的认知领域中寻找设计表达。

2.非线性设计的基本概念

“线性”（Linear）原本是数学概念，是线性函数的统称，其概念是线性函数的抽象和泛化。线性的系统强调系统变量均按一定比例均匀变化，系统内部各部分之和等于整体，叠加和转变仅仅是量的变化而并非质的跃迁，线性演化的结束具有确定性和必然性，线性内部子系统性质决定整体演变轨迹。

“非线性”（Non-linear）相对于线性概念而出现。非线性系统表征为各变量变化不均匀也不成比例，变量之一的微小改动将可能转化为整体性突变。各变量、元素组成的整体性能不等于叠加之和，子系统之间相互独立又互相渗透，制约的同时又相互协同，系统具有不确定性、随机性和偶然性。

“线性”代表对客观存在的简单感知。在线性学科中，其原则是简化和割裂对象，用规律演进法来推导存在的规律和现象，以此来认识复杂事物。在这种思维橫式下，客观存在被描述为稳定、规则、中心、秩序、可预测。而“非线性”则与之相反，强调物质存在的随机、混沌、多中心、不稳定、不确定，这些特征恰恰是物质世界的本质。非线性研究的出现，改变了传统观察和理解客观事物的方式，同时加深了对物质世界的认知。

3.参数化设计的发展

参数化的设计技术发展于1990年代中后期。最初的研究和应用始于一些建筑院校和设计事务所，如英国AA建筑学院、美国麻省理工学院建筑学院、SOM、 Norman Foster事务所等，这其中最具代表性和影响力建筑师的是扎哈·哈迪德（Zaha Hadid）。今天参数化设计，这个已经从实验转向实用的新设计思潮和技术，正深刻影响着设计、艺术的大多数领域。而扎哈（Zaha Hadid）事务所的合伙人舒马赫（Patrik Schumacher）更将这种设计思潮称为“参数化主义”（Parametricism）。参数化技术运用的意义在于提供了从设计到施工的一体化数字生产过程，即从智能设计到智能生产，从这个角度来说，它是具有革命性的。

二、参数化设计发展的背景

1.基于当代数字信息技术的发展

数字信息技术的发展，为参数化智能设计提供了源泉和动力。设计辅助软件系统如 Revit Architecture、 Rhinoceros和Grasshopper、Maya等；数字计算软件如Mathemetica、Matlab、Maple、K3dsurf等；程序语言软件如C、C++、Java、VB、Python、Processing等，以上这些技术和设计工具，具有强大的动态系统模拟能力。参数化软件在模拟“生成”过程中，由设计者通过设定参数值的变化来进行控制，从而生成所需要的具有不确定性和复杂性的设计结果。

参数化设计所模似的物质世界的复杂性是一般传统建造方法无法实施的，必须借助数控设备来完成，这一过程我们称之为“数字建造”。从1952年第一台数控机床问世以来，数控自动化带动了整个制造工业的迅猛发展，目前常被用于参数化设计数字建造的主要有以下几类：数控机床，包括激光切割机、数控折弯机、多轴机床、高压水雕机等；3D打印机；工业机器人等。

2.基于有关理论的发展

“混沌理论”（Chaos theory）用以探讨动态系统中（如：生物结构、化学反应、气象变化、社会行为等）无法用单一数据，而必须用整体、连续的数据关系，才能加以解释及预测的行为，是一种研究复杂非线性变化规律的理论。混沌理论认为，初始条件非常细微的变化，通过不断放大，其未来的状态会产生巨大差异。混沌学的特点，在于其确定性的内在随机性，混沌就是在确定性的系统内产生的随机性。混沌思想改变了人们认知物质世界的已有经验，揭示了客观存在的真实形态和结构。比如对建筑学而言，混沌理论揭示了建筑并非单一的现代主义机械模式，而是一个复杂的系统体系，颠覆和重构了传统建筑美学思想，使建筑转向多元、异质和流变。

涌现理论对参数化设计影响巨大，无序中的内在控制逻辑是两者的共通之处。约翰·霍兰德（John Holland）的“涌现”（Emergency）理论，是一种对事物复杂性的理解和研究方法。该理论认为“涌现”是一种从低层到高层的转变，可以基由微观基础，在宏观系统上突变，这一过程中旧质中可以转化为新质。涌现理论认为涌现现象是以相互作用为中心的，复杂是由单体构成的，但不是单体的简单累加，集成的单体遵守共同的、非常简单的若干规则，最终产生动态、复杂的有序性系统集群行为。而一旦把系统分散成为部分或单体，复杂性就不复存在。过程是涌现的关键，从单体到系统，在连续不断过程中生成和演化。相比较形式结果的千差万别，过程则具有普遍的有机的自组织原理和规律，自组织过程拥有自生长、自适应、自更新、自修复等功能。自然万物的涌现性特性为当代公共艺术创作提供了更加丰富的可能性。

法国后现代哲学家吉尔·德勒兹（Gilles Louis Rene Deleuze）在德国哲学家莱布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz）“单子”（Monads）理论（所谓单子，按照菜布尼兹的解释，世界上的万物都是由单子构成，物质是单子的外部表现。）的基础上，进一步阐释并提出"褶子”（Fold）的概念。德勒兹认为世界是折叠的，空间和时间在展开与折叠中往复，从而生。物质的基本特性是在向外及向内的双向折叠中形成的，本质上没有内外之分，如德勒兹认为建筑表皮和结构本质上没有差别，表皮既可以构成建筑，结构也可以拥有表皮的特性。这种思想为后现代建筑空间消解固有模式，开拓新建筑语言提供了理论基础，对构建数字时代的新建筑美学产生了很大的推动作用。

“生成”（Devenir）是德勒兹另一个非常重要的概念，这一理论否定了柏拉图的理想世界，消解了真实虚假、原像模像的二元对立。“生成”理论认为，我们感知的一切即时存在，都只是一个生成过程中相对稳定的状态。“生成”是事物的根本属性，不是结果，是一个生长运动的过程。数字技术介入建筑学后，生成成为虚拟现实的必然诉求，如同德勒兹所言新的现实就意味着新的虚拟，就意味着新的创造性进化和生成。基于此，参数化设计是一种注重对设计过程的关注，寻求开放、自由和自下而上的设计。

3.基于人类的当代生存状态

今天，随着城市的发展和人类社会物质文明程度的提高，人类生存危机的阴霾却一直挥之不去。污染的环境、压抑的空间、有限的资源、快节奏的生活使人们生出疲惫、厌倦和紧张，城市中不可避免地充斥着不健康和亚健康的大量身心，随之产生的连锁效应降低了整个城市的人居生活质量。如何达成人类与城市、自然共同协调发展，成为一个亟待解决的问题。

生态主义、有机城市更新等理论不再遵循现代主义以来的线性逻辑，破除狭隘和片面思维方式，将城市作为一个有机整体，城市交通、绿地系统、气候、地理、建筑、人等要素会综合地产生互动变化，即使任何一个单一问题的解决也都是在考虑到其它要素特性的情况下实现的。而参数化设计的那种考虑各祌变量，然后建立可反馈的机制，最后实现动态平衡的方案，正式对人类的当代生存需求的回应和契合。

三、当代公共艺术概念的变化与扩展

自工业革命以来，随着人类社会政治民主化、法制化、程序化的逐步发展与确立，由封建威权时代的权威阶层（包含部落首领、宗教领袖、皇帝国王、权臣将领、文人士大夫）所掌控的公共艺术话语权分解于基于大众的多元群体，实现了从“一维”到“多维”的转换。当代公共艺术的社会功能从威权时代对个人和少数群体的歌功颂德进步成民主时期为社会主体民众服务，陶冶人们的情操，提升公众的精神生活质量。因此，最大限度地为公众谋福利的诉求，符合大众最根本利益的原则成为当代公共艺术的价值取向。

今天世界已经进入信息化时代，信息网络的作用日益强大而广泛。随着数字智能技术对人类感知模式和社交模式的改变，当代社会结构因为互联网的存在而发生改变，在公共性开放方面的面貌方面亦产生了重要变化。这对当代公共艺术观念的开放性、体验的交互性提出了明确的要求：

1.开放性

当我们认识到当代社会的特性是大众的、多维的，世界是非线性的，并试图追求普遍性真理时，就必然会向各个维度寻求多样性的解决办法和结果。公共艺术的创作实践者只有采用开放的态度与思维，尽可能地满足大众的多样性需求，最大程度地引导大众介入、干预作品，才能使公共艺术品获得更广泛、更具意义的社会效应，这便是当代公共艺术的开放性。

2.交互性

大众作为公共艺术主体，不只是被动接受的主体，更是主动参与的主体。公共艺术与公众的互动就是对这种角色转化的满足。公众通过互动参与到艺术活动和创作中，其价值不在结果而在过程，即是强调受众的主观能动性、参与性、双向性与反馈性的过程，这符合了公共艺术作品向事件转化的趋势。当代公共艺术主要通过人与机器之间的数据或力学交换来实现交互响应、沉浸体验，以机器装置和数据程序结合的公共艺术作品，通过交互拉近了作者、作品与观众之间距离，弱化了艺术家个人在作品中的作用和地位，强调了观众的参与性、创造性、主体性，艺术作品本身也具有了更多的维度和内涵。

四、参数化设计在当代公共艺术中的应用

参数化设计正是在复杂多元的文化系统中应运而生。它不仅只是人与信息数字世界的中介，也是一个载体。由它所产生的一系列设计语言和设计逻辑，不仅具有国际文化符号的特点，也满足了本土文化与全球文化、传统文化与现代文化相容并存的需求，丰富了视觉文化的内涵，增加了人们审美选择和精神消费的多样性需求。

科学界任何重大的探索成果都会对艺术的发展产生深远的影响。正如工业革命带来了现代主义和包豪斯一样，当代公共艺术遭遇数字智能技术时，必然会产生符合新技术语境的艺术逻辑和设计方法。事实上，自1970年代以来，在非线性科学的引导下，参数化设计的概念与思想已在艺术学、建筑学等众多学科领域内有所影响，参数化设计对简单与复杂、确定和随机、有序和无序等概念的重新理解和界定，也促使越来越多的设计师、艺术家试图颠覆传统的线性思维所带来的确定性和单调性，致力用随机性与偶然性去诠释新的艺术设计概念。

在当代公共艺术创作中，艺术家和设计师可以利用计算机设定逻辑性的参数化程序，由艺术参与者操作这些程序生成公共艺术行为，在这个过程中传播、改变、结果完全是开放的，可调整的，并且是非线性，而不是按部就班地完成。在艺术活动中，大众的参与性行为能够创造出超越艺术家个体局限的多维度的群体性艺术体验过程，这种艺术过程，具有非常典型的“涌现”和“生成”特征，从无到有，从低级到高级，从简单到复杂，是互动、行为、自组织。这种艺术与强调作品本身的传统艺术相比，是对当下人类生活方式和生存范式发生改变的反馈，满足了艺术家和艺术参与者双方的需求，是全新的艺术观念、艺术逻辑、艺术语言。

五、结论

参数化智能设计的各种具体表现不仅是某些风格的代表，更代表了与技术相适应的理念，即与现代设计思维方式不同的非线性思维方式。数化设计为我们带来了全新的思维方式去看待和认识我们的艺术和文化，引领着世界对于非线性的关注和发展。参数化智能设计在公共艺术中的运用呈现出手段多样、形式多元、意义多重、审美重构的全新特质，与传统艺术创作不同，这类作品己不再是由艺术家所完全占有，公众大量地参与互动，审美客体可以得到自由发挥和分享。基于这些巨大的进步与优势，当代公共艺术的数字智能审美构成了科学与艺术结合后的新指向。