《Grasshopper參數(shù)化非線性設計》一書主要內容是對參數(shù)化設計中的非線性設計所用到的插件Grasshopper應用指導。全書共七章,前兩章主要是對Grasshopper的基本設置、理論基礎及數(shù)據(jù)結構進行講解,然后通過三個章節(jié)對Vector、 Surface、Mesh的操作原理進行講述,并以案例演示來加深對GH的應用理解。后兩章屬于Grasshopper的進階應用,包含常用插件介紹,以及算法建模專題,同時還會對Grasshopper在結構優(yōu)化方面進行介紹。
Grasshopper參數(shù)化非線性設計是參數(shù)化設計方向的入門軟件,這項技術也會成為建筑師必備的技能。《Grasshopper參數(shù)化非線性設計》一書的作者曾經(jīng)是水晶石參數(shù)化研究中心的講師,在參數(shù)化設計領域處于領先地位,有豐富的經(jīng)驗,這為本書的內容創(chuàng)作奠定了良好的基礎。書中的內容編排一改傳統(tǒng)的教材模式,直接以案例的形式帶領讀者學習。這種教授方法會讓讀者在學習中免除枯燥,在不知不覺中掌握設計的方法。此外,《Grasshopper參數(shù)化非線性設計》并不是一本單純教授設計軟件操作技術的書,讓讀者真正領會設計的思路是本書具特色的地方。相信《Grasshopper參數(shù)化非線性設計》一定會獲得讀者的認可。這本書既適合初學者閱讀,同時對有一定基礎的讀者來說也可以作為進階教材使用。
參數(shù)化設計(Parametric Design)是一種基于算法思維模式的處理方法。可以將各方面條件因子有效地組織起來。通過定義規(guī)則、組合排列及編碼等方式來實現(xiàn)可視化的設計意圖。 以(Rhino Grasshopper)技術為主的建筑方向的參數(shù)化設計,自2010 年開始,在中國各個城市院校及設計事務所越來越受到重視;谶@種算法技術,建筑師獲得了用以分析及模擬復雜的自然研究、結構化建造、城市規(guī)劃組合等諸多主題的設計工具。將創(chuàng)意想象交給自己,迭代計算交給軟件和計算機。但是在剛開始的幾年,參數(shù)化設計僅僅是提供給具有編寫程序代碼能力的設計師,并依靠抽象化的RhinoScript(類似 VB Script)來編寫參數(shù)化模型,對于希望從事這方面研究的設計師,不得不先投入精力學習枯燥的編程語言,這對設計師來講,是一種非常沉重的學習負擔。所幸,隨著可視化編程插件 Grasshopper 的出現(xiàn),設計師可以快速上手學習該插件,并掌握設計的關鍵技術。由于該插件是基于 Rhino 本身開發(fā),其內部的 API 和功能模塊也都天衣無縫地與Rhino 集成在一起,更加高效! 本書中涵蓋了大量的參數(shù)化算法實現(xiàn)模型、技術研究成果、利用插件實現(xiàn)延展設計的經(jīng)驗。針對眾多的 Grasshopper 工具,以分類案例的講解方式,詳細探討了數(shù)據(jù)結構,表皮、向量、多邊形網(wǎng)格、物理動力學,結構研究等不同方向的設計案例。析精剖微之下,讀者可有效總結出一整套適合個人設計工作的快速工具包。本書內容不僅僅針對的是建筑設計專業(yè)的學生,對景觀設計、城市規(guī)劃、結構設計、幕墻設計等不同專業(yè)都有精彩的案例講解。
白云生:畢業(yè)于西北大學城市規(guī)劃專業(yè)。曾任職于西安市建筑設計研究院,負責參數(shù)化輔助設計。犀牛參數(shù)化云平臺創(chuàng)辦者之一,現(xiàn)任西安建筑科技大學和吉林大學珠海學院的客座講師,著有書籍《參數(shù)化建筑設計》。高云河:從事CG(計算機圖形圖像)行業(yè)長達15年之久,在水晶石數(shù)字科技有限公司及水晶石數(shù)字教育學院供職超過8年,曾任水晶石教育的LCD參數(shù)化研究中心(Laboratory for computational Design)技術班講師。犀牛參數(shù)化云平臺創(chuàng)辦者之一,2015年成為北京易視互動傳媒科技有限公司的合伙人,著有書籍《參數(shù)化建筑設計》。
第一章 Grasshopper基本設置與理論基礎
1.軟件的下載與安裝2
2. GH界面介紹( UI )3
3. GH個性化設置4
3.1 自定義物體顏色與背景顏色5
3.2 自定義模板文件6
3.3 GH界面調用Rhino視窗8
4. GH實用工具9
4.1 創(chuàng)建GH啟動按鈕9
4.2 幫助文件11
4.3 定位運算器11
4.4 封裝運算器12
4.5 GH遠程控制面板 14
5. 公差的含義與單位設置14
6. Point(點)基本概念15
7. Vector(向量)基本概念16
8. Plane(平面)基本概念17
9. Domain(區(qū)間)基本概念19
10. Curve(曲線)基本概念22
11. Surface(曲面)基本概念25
12. Brep(多重曲面)基本概念28
13. Mesh(網(wǎng)格)基本概念30
14. Color(顏色)基本概念35
第二章 數(shù)據(jù)結構
1.數(shù)據(jù)類型40
2. List Item、List Length運算器41
2.1 List Item、List Length運算器介紹41
2.2 扭轉高層案例41
3. Shift List、Partition List運算器44
3.1 Shift List運算器介紹44
3.2 Shift List運算器案例44
3.3 Partition List運算器介紹46
3.4 扭轉連廊案例46
4. Sort List、Sub List運算器48
4.1 Sort List運算器介紹48
4.2 Sub List運算器介紹49
5. Dispatch、Weave運算器49
5.1 Dispatch運算器介紹49
5.2 Dispatch運算器案例49
5.3 Weave運算器介紹52
5.4 Dispatch與Weave運算器綜合應用案例54
6. Shortest List、Longest List、Cross
Reference運算器56
6.1 三種運算器匹配數(shù)據(jù)的方式56
6.2 數(shù)據(jù)匹配綜合案例57
7. Flatten Tree、Graft Tree、Simplify
Tree運算器 57
7.1 樹形數(shù)據(jù)介紹57
7.2 Flatten Tree運算器介紹58
7.3 Graft Tree運算器介紹58
7.4 Simplify Tree運算器介紹59
8. Flip Matrix運算器60
8.1 Flip Matrix運算器介紹60
8.2 Flip Matrix運算器應用實例60
9. Unflatten Tree運算器65
9.1 Unflatten Tree運算器介紹65
9.2 Unflatten Tree運算器應用案例65
10. Entwine、Explode Tree運算器66
10.1 Entwine運算器介紹66
10.2 Explode Tree運算器介紹66
11. 數(shù)據(jù)結構綜合應用案例67
11.1 數(shù)字景觀裝置設計67
11.2 參數(shù)化隨機立面70
12. 數(shù)據(jù)可視化74
12.1 Ladybug & Honeybee插件介紹74
12.2 干球溫度與露點溫度分析75
12.3 光照輻射與作用溫度分析76
12.4 日照時間和輻射強度分析77
第三章 Vector專題
1. Vector應用實例80
1.1 隨機向量構建高層實例80
1.2 向量控制表皮實例82
1.3 向量控制曲面變形84
2. Attractor干擾應用實例86
2.1 Point Attractor案例一86
2.2 Point Attractor案例二87
2.3 Curve Attractor案例一89
2.4 Curve Attractor案例二91
2.5 Curve Attractor案例三94
2.6 Curve Attractor案例四97
3. Field應用實例99
3.1 Field構建二維磁場線99
3.2 Field構建三維磁場線100
4. FlowL磁場線插件介紹101
4.1 Equi2D運算器應用介紹101
4.2 StreamLines2D運算器應用介紹102
4.3 StreamLines2DVortex運算器應用介紹103
4.4 StreamLines3D運算器應用介紹104
5. 最短路徑105
5.1 Shortest Walk插件介紹105
5.2 Shortest Walk創(chuàng)建直線段最短路徑105
5.3 Shortest Walk創(chuàng)建曲線最短路徑106
5.4最短路徑創(chuàng)建形體107
6. 雨水徑流110
6.1 Nudibranch插件模擬雨水徑流110
6.2 Mosquito插件模擬雨水徑流111
7. Physarealm插件模擬生長路徑112
7.1 Physarealm插件介紹112
7.2模擬生長路徑案例一113
7.3模擬生長路徑案例二115
8. Quelea插件模擬集群運動行為118
8.1 Quelea插件介紹118
8.2 Quelea插件模擬魚群運動119
8.3 Quelea插件創(chuàng)建仿生結構122
第四章 Mesh應用實例
1. 網(wǎng)格細分128
1.1網(wǎng)格細分生成漸變表皮128
1.2水立方膜結構132
1.3不規(guī)則泰森多邊形結構體135
1.4泰森多邊形構建空間網(wǎng)格136
2. 網(wǎng)格橋接138
2.1網(wǎng)格細分橋接138
2.2 網(wǎng)格混接相連140
3. 網(wǎng)格結構體143
3.1 網(wǎng)格構建多重曲面結構桿件143
3.2 網(wǎng)格蝕筑145
3.3 網(wǎng)格噪波149
3.4參數(shù)化輔助激光切割152
3.5 MetaBall算法應用156
3.6 網(wǎng)格圖片映射159
4. Exoskeleton插件應用161
4.1 Exoskeleton插件簡介161
4.2 Exoskeleton插件應用案例一162
4.3 Exoskeleton插件應用案例二165
5. Millipede插件應用167
5.1 Millipede插件簡介167
5.2 點場構建Iso Surface168
5.3 線磁場構建Iso Surface170
5.4 極小曲面173
5.5 3D打印參數(shù)化模型179
5.6 拓撲優(yōu)化180
6. Kangaroo插件應用182
6.1 Kangaroo插件簡介182
6.2 Kangaroo插件創(chuàng)建膜結構183
6.3 Kangaroo插件創(chuàng)建像素網(wǎng)格結構體185
6.4 Kangaroo插件優(yōu)化網(wǎng)格平板188
6.5 Kangaroo插件其他應用191
第五章 Surface應用實例
1. 數(shù)學曲面194
1.1數(shù)學曲面案例一194
1.2數(shù)學曲面案例二195
2. 扭轉結構表皮196
3. 莫比烏斯曲面199
3.1 莫比烏斯曲面應用實例199
3.2 絲帶教堂案例201
4. 曲面映射204
5.邏輯構成建筑立面211
5.1 相交法構成建筑立面211
5.2 圖塊定義建筑立面214
6.參數(shù)化體育場220
7.數(shù)字城市229
7.1 參數(shù)化城市背景229
7.2 ELK插件創(chuàng)建城市地圖231
8.幕墻參數(shù)化應用實例234
8.1 幕墻嵌板的排序與編號234
8.2 遺傳算法雙曲面優(yōu)化為單曲圓柱面242