变化多端的建筑生成设计法

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1、变化多端的建筑生成设计法变化多端的建筑生成设计法针对表现未来建筑形态复杂性的一种设计方法针对表现未来建筑形态复杂性的一种设计方法意切莱斯蒂诺索杜 文 刘临安 译【摘要】建筑生成设计法是一种针对如何表现未来建筑复杂性的一种设计方法。这 种设计方法基于生物学的基因理论，利用生成图码库的设计要素，通过一种可以操 作的程序编码和步骤，让计算机进行建筑设计，将建筑设计的过程变成一个开放的 形象设计体系，以求充分表现未来建筑的复杂性。这种设计方法的最大特点就是将 计算机真正成为一种设计工具，帮助建筑师提高建筑设计的创造与表达的能力。 【关键词】生成设计 基因编码 图码库 建筑设计 复杂性Abstract:

2、 The generative design is a scientific approach which focuses on the presentation of the complexity of future architecture. Based on the genetic concepts of biology, the system of computer could make use of the components from the argenia, with the logical code and operational procedure, to produce

3、an infinite matrix of architectural variations during the design process. The approach will develop the complexity of the future architecture. It makes the system of computer a real procedure of generative design. By the assistance of generative approach the architects can increase the ability of cr

4、eativity and building a complex visionary world. Key Words: generative approach, genetic code, argenia, architectural design, complexity我们能够在西西弗斯与人类之间、或者克隆体与人性之间进行选择吗？ 恩丽卡考拉贝拉1. 生成设计法简介生成设计是一种科学的艺术创作过程，这个过程能够通过一种类似生物基因编码的 转换最终形成一种人工的世界。这是一种设计活动，目的不仅仅是要获得一个结果， 更要形成一种可以操作的编码，在演化过程中可以产生无可穷尽的变形体。这是一 种鼓舞

5、人心的经验，借助这种经验，我们能够重读 20 世纪 60 年代以前那些采用元 设计方法（meta-design approach）设计出来的建筑作品，那些作品在生成设计法中 可以视为一种具体的三维模型，属于这种设计法的一个种类。与生成设计法相平行的设计方法叫做参数设计法。人们使用参数工具来产生和控制 数量不多的变形体。尽管参数设计法具有易于控制的优点，但是，在表现复杂性和 发展潜力方面，参数设计法不同于生成设计法。参数设计法在运用过程中较多地局 限于设计模型的物件尺寸或者几何变化。作为一个完整的形体，当每一个物件被附 加上特定的维度约束以后，这种形体的变化才能够被实现和认识。而运用生成设计 法

6、进行工作时，虽然每一个三维的物件也要采用参数设计法来进行，但是，参数的 建立仅仅是系统结构中的元素之一，该系统结构可以产生无可穷尽的形象表现场景， 这些物件都具有理想基因编码的特征。所以说，生成设计法不是一个最终结果，也 不是一个堆积物件或者形式的数据库，而是一个设计行为模式的开放矩阵，这个开 放矩阵会把存在于世的东西转换成未来可能看得到的样子。生成设计法的特征和结构在于它能把基因编码变成一个开放的形象体系，设计过程就好像是在操控一股可以听凭摆弄的意识流（fluxus operandi） ，随时能够把任何一 个特征突出的形象作为最终定夺的结果。虽然这个形象会与众不同，甚至不可名状， 但是却可以

7、被人们轻易地认知。最终形象都是互不相同的，都表现出独一无二的个 性；但是，最终形象又是互有联系的。若把这组最终形象的特征放大去观察，就会 发现它们差不多来自同源的基因编码。换句话说，生成设计法的设计作品就像有一 个人工的 DNA，从每一件设计作品中都会被认知，因为它们带有基因的印记，那 就是设计者的思想。生成设计法不仅能够作为一种技术手段来操作和发展，不仅是一种可以利用的工具， 它更是一种具有强烈人文特征的设计方法。事实上，生成设计法的每个步骤均始于 设计者的一种思维或假设，这种思维或假设被视为一个科学过程，设计之初就带有 一种主观的或者想象的未来世界的形象。因此，这种设计方法决不能认为是一种

8、人 手可得的设计工具，而是应该被理解为一种设计的操作方法（modus operandi） 。对 于建筑师、设计师、艺术家来讲，生成设计法是可以发展的，可以发展成为一种异 常灵敏的、有助于进行更为深刻的创造性设计的工作方法，这是因为这种设计方法 发现了我们这个技术时代的工具计算机并与之有着良好的操作协同性。事实上，当我们进行创造性工作时，我们会意识到我们的思想并不容易被转译成一 个用物件或者图样来表现的结果。每一个输出命令仅仅可能是设计者某种思想的表 现，或者是某种思路的发展。我们设想并且试图来塑造出一个能够产生不同结果的 完整思路，但是，最终我们获得却是综合的多样共时性（synthetic s

9、imultaneity of pluralities）的东西，也可以说成是示意的差异共时性（schematic simultaneity of differences）的东西。利用复杂性来创造美丽和谐的世界是可能的，生成设计法的 运用是多种创造性思维的表现，能够以一种毋庸置疑的魅力表达设计者的思想。20 世纪的 80 年代，我就尝试着如何把设计思想作为一种视觉表达的动力来生成可 能出现的结果，如何使得这种如泉喷涌的思想能够把握和操作。设计的意识流 （fluxus）在表现为物件和图样之前，它不但能够表达我的建筑理念，还要能够表 达建筑理念得以实现的基本逻辑。这种新的设计方法的特征在于如何展望未来

10、，如 何掌握实验，操作重复不断的演化的设计过程，建构一个复杂的视觉世界。由于计算机技术带来的好处，可以把一个人的创造思维转换成一种逻辑编码。生成 设计法需要大量地借助于计算机技术，计算机善于处理数据量大、周期长、重复性 的工作，生成设计法正好利用计算机的这一特点。2. 基本概念和文化背景利用人工基因编码来制作符合我的建筑理念的场景，这是一个令人激动不已和充满 创造意义的工作。在进行这项实验的过程中，我意识到这种方法可能是文艺复兴时 期科学与艺术相结合的时代精神的探索。当我利用计算机作为探索时代精神的工具 时，我碰到许多始料未及的问题，例如几何学、透视学和失真学的逻辑，建筑学的 形状与数字的编码

11、，这些都能够表现基本的文化特征。通过探索这些特征的性质以 及它们之间的和谐性，是寻找生成设计法进行建筑方案设计的路子。和谐编码不论在文艺复兴时期还是在今天都是一种表现强烈的特征编码。当我们置 身于美丽、和谐与统一的自然环境中来用镜子来反映自己的话，每一个人所具有的 独特的征象就会表现出来，这种独特的征象就是特征编码。同样的道理，当我们精 心制作的人工形体在自然环境中看起来很可爱，那么，这个不断完善的过程就被称 为“生成艺术” 。文艺复兴时期的建筑理论家曾提出过不少建筑法则，例如文艺复兴时期的阿尔伯蒂 和帕拉蒂奥，那些建筑法则是不尽相同的或者是各具特点的，因为它们表现了建筑 师本人的思想、印象和

12、想像力。我也在做建筑方面的效仿，提出自然的复杂性和物 件的简明性，并且试图在作品中表现出我的这种建筑理念的独特和完整。为了实现这种复杂性和简明性，就必须建立一个可以操作的逻辑系统，这个逻辑系 统要有完整的结构，要能够像镜子一样反映出设计者的想法和理念，哪怕是很细微 的想法和理念。首先，复杂性的表达不是一蹴而就的事情。如果我们要描绘出一座 城市，我们总是可以采用一种简化的表现方法，或者在最大的程度上，采用一种能 够强烈地表现某个特殊的或者某种限定意义的关键方法。皮拉奈西1 笔下“卡切 利”系列雕版画的城市形象，也许就是笔法简练的城市和建筑复杂性的最好的视像 表现。可是，皮拉奈西为了表现复杂性也采

13、取了叠加画面的手法，在一层已经蚀刻 好的版面上再叠加上另一层画面，画面上物体的透视关系也往往是不尽相同的，制 造出一种含糊不清或者叠加出来的新的理解。这种画面的特点是把不同时间和情感 的关系相互混合起来，可是它们之间并不矛盾。复杂性的实现总是要在不断地合成和叠加后才会有结果，这个结果是借助一个变化 多端的生成过程得来的，这个过程通常是非线性的。事实上整个过程并非这样简单， 复杂性还取决于设计者产生想法或假设的能力，这种想法或假设要对应于在一个短 暂的转换过程中出现的不可预见的物件。假如设计者的想法或假设是对未来的一种 视觉成像，那么，在系统生成的运行中一旦碰到阻碍，就必须克服这些阻碍，巧妙 地

14、解开复杂性缠绕的结扣。同时，克服那些不利于提高设计者对于想法或假设的视 觉识别能力的阻碍，那就是每一个物件所具有的复杂特征。2.1 生成图码库的结构 生成图码库（Argenia）2 的结构基本由两种不同的要素组成，一个是基因转换编 码，另一个是动态演化的范例组织，这两种要素是运用生成设计法进行创作的最为 基本的内容。2.1.1 转换编码 生成设计法的编码系统就像自然生物结构中的 DNA，那是一个复杂的结构系统， 控制着生物演化过程中千变万化的复杂性。换句话说，我们也可以把基因转换编码 看成是一组能够描绘和确定某种特殊设计行为的理念。我在第一年研究结构图码库 的时候，对文艺复兴时期的艺术大师们有

15、了更为深刻地认识和理解。生成设计法的 规则反映了我对于自然美的认识，这些规则表现了我对于某些特殊的自然结构的主 观迷恋，然后又将这些特殊的自然结构转译成了一种操作系统的设计规则。然而，这些设计规则不是客观的，也不是产生于哪种哲学方法。总的来说，这些设计规则表现了我对于和谐之美的理解，这个理解一方面来源于我个人的社会和文化 阅历，另一方面来源于我读到的那些描绘自然和人工世界中各种结构形态的作品， 那些结构形态竟然能够产生出一种新的“现实”场景。其实，这种做法与文艺复兴 时期的精神和挑战非常接近，那就是：把对于自然的和谐之美的理解作为一种可以 操作的基因编码来表现一种人工的世界。在“理想的城市”这

16、篇文章中论述了这些 设计规则表现出的一种诗意的结构形态3。一套具有演化逻辑的转换编码既源自于传统文化，又反映出我的个人特征。甚至， 它在艺术的与科学的方法之间还存有不可分割的协同关系呢！事实上，我们利用这 个复杂系统的演化逻辑进行设计实验时，就能够寻找那些可能实现的和谐编码的片 断，追求我们对美的理解。这个非线性的复杂系统以及它的那些出乎意料的生成结 果，表现出美学研究领域中那些似乎无甚关联的东西之间隐含着意想不到的协同关 系。在寻找和谐编码的设计规则时，我曾利用过多种方法进行实验，例如几何编码、透 视编码、数学编码等，这些都可以通过计算机的操作变成可视图形。更特殊的是， 我还利用图像数字技术进行编码的转换，这样使我更清楚地认识到生成物件在这个 复杂系统中的作用。这个复杂系统能够通过子系统的变体和细部表现，沿着“优先 路径”进行转换和演化，暗示了它是对设计对象在整体和特征方面进行范例控制的 一种逻辑。我也曾利用多维细胞体自动生成系统（MCA, multidimensional cellular automata）编写设计规则，这种