基于 Grasshopper的基本构建

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基于 Grasshopper的基本构建:

在计算机三维制图技术发展之前，设计最基本的工具就是图版制图了，同时结合实体模型的制作来推敲和表达设计。在AutoCAD出现之后，部分制图的工作就移植到计算机中去处理，使制图工作比尺规作图更加的容易，修改起来也不是很费劲。现在，AutoCAD仍旧是，以后很大程度上也是设计最基本的制图软件。但是，使用AutoCAD时，虽然这个计算机辅助软件具有一定的三维制图功能，但是不是很强大，在三维中推敲方案还是不大现实。这个世纪初，对设计界设计方式影响最大的就是SketchUp，下面都简称为SU。 它使设计师在三维中便捷的推敲设计方案成为可能，这个时候，像3DMAX和MAYA虽然已经存在很久，但是SU能够快速在设计师中普及的一个重要原因应该是其易学性，大概2-3天时间，一个不懂三维软件操作的人，基本都可以学会。同时，SU后来被Google收购后，与Google Earth结合，网络组件的支持，使该款三维设计软件功能日益变得强大。使用SU的三维推拉技术，一般的设计模型构建基本都可以实现，也能够较真实的表达材质。目前，可以使用Lumion，一款后期处理软件与SU结合，将SU模型导出为Dae格式的文件再在Lumion中导入处理环境和材质，进行渲染，可以使后期的渲染效果更加的真实。
现今，基本所有的建筑，景观设计师都在使用SU处理方案设计，但是，不可否认的是，设计师在使用SU辅助设计模型构建还不是那么得心应手，操作简单易学是其最大的优点，同时也丧失了更多的几何构建方式，尤其对于重复性构件，非线性的设计，SU基本会花费更多的时间在重复性的劳作上，甚至对于较复杂的设计，恐怕无能为力，后期的修改更是件不容易的事情。如图所示的设计在SU中构建的话，即费时又费力。这时，设计师应该去寻找更加合适的三维模型构建软件，我们在该项目中借助了Rhinoceros与Grasshopper来处理相对复杂的三维模型构建工作。

    Rhinoceros（RH）中文名称是犀牛，由美国Robert McNeel & Assoc.开发的PC上强大的专业3D造型软件，可以广泛应用于三维动画制作，工业制造，科学研究以及机械设计等领域。从设计稿，手绘到实际的产品，或是一个简单的构思，提供的曲面工具可以精确地制作所有用来作为渲染表现、动画、工程图、分析评估以及生产用的模型。不受约束的自由造型3D建模能力，为设计师提供更广阔的设计创造领域，这正是我们采用Rhino作为三维建模基本软件的原因之一。

    Grasshoppe（GH）是基于Rhino环境下运行，采用程序算法生成模型的插件。与Python 和Rhino-Scrip(Rhino的脚本语言)不同，不需要太多程序语言的知识就可以通过一些简单的流程方法达到设计师所想要的模型。把方案逻辑与建模过程联系起来，并通过调整参数直接改变设计模型的形态，可以实时观察参数和模型之间的变化关系，更具有直观性，是极具有参数化设计的软件。
在详细的介绍使用RH与GH构建模型之前，需要对参数控制下的三维模型构建有个基本的认识。最初可以表达设计师设计意图的设计概念草图是三维模型构建的前提条件，有了基本的想法后，再使用SU构建设计模型，是一种直观的构建方式，比如在设计构思时，希望有面景墙，几步台阶，那么就如在搭建实体模型那样，用SU拉出一个矩形几何，赋予材质当做景墙，构建台阶时，可以拉伸出一个踏步，再复制就可以了。可以说这种构建模型的方式是直观的操作模式。如图右侧部分的流程。直接使用RH本身的平台来构建同样的事物时，也是一种直观的构建模式，可以用推拉的方式构建，也可以用RH中其它的建模命令，例如单轨扫描，或者放样工具实现，达到同一个目的可以使用的方法比SU来说，就多出很多，具有更多的灵活性。但是，构建顶部的廊架时，只是在SU或者RH中以上述直观构建模型的方式，就会相当繁琐。这时，需要以RH为基本软件平台，利用它的插件GH来处理，构建的时候需要思考的不仅是设计构思本身，还要考虑将设计构思转换为三维模型的参数模型构建规则，不可否认的是，绝大部分的设计构思过程，例如搭建棚架顶部的构筑 ，需要有什么样的梁柱体系，椽构件又是如何布置的，都可以直接作为参数模型构建的规则，而梁柱椽的尺寸，间距或者其它的约束关系可以作为可调整的参数，约束规则的构建，形成参数模型，GH的参数模型可以与RH平台的几何模型构建直接的联系，也就是说RH中的梁柱椽等几何构件对应着GH中某一个参数，如果在参数模型中调节椽构建截面的大小，在RH中对应的椽构件几何模型也会实时的变化。这样，参数设计模型不仅可以完成繁复的模型构建任务，与几何模型实时的对应变化关系，方案的推敲和调整也相当直观。


--Richie

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