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2018年10大建築師必備的參數化設計插件——附帶教程下載鏈接

04-25

圖片：致敬扎哈

參數化設計是目前應用最廣泛的建模過程之一，它可以有效地在約束條件下生成大量相似又複雜的幾何圖形。

一些參數插件(用於3D建模工具，稱為犀牛)目前使用的很活躍，包括Grasshopper 3D，Ladybug，Honeybee，Geco，Heliotrope-solar，Karamba, BullAnt, Hummingbird, Heliotrope-Solar, Mantis等等。

讓我們簡單地回顧一下其中的十大插件：

1. Grasshopper 3D

Grasshopper 3D是一種圖形化的參數生成工具，集成到Rhinoceros 3D中。

它不需要預先了解編程和腳本，還允許架構師和設計人員生成複雜的參數表單。該形式的尺寸一旦受到約束，可以通過滑動在Grasshopper模型空間中的各種參數滑塊來容易地改變。

Download: grasshopper3d.com/

2. Ladybug (Environmental analysis)

「Ladybug」是一款開源參數插件，主要用於支持犀牛/蚱蜢界面的進一步環境分析。

Ladybug將標準的「能量+天氣」文件導入到Grasshopper 3D中，並帶來了大量的2D和3D互動圖形，為建築的生成提供了精確的環境研究。

它簡化了分析的過程，並使計算自動化，同時在Grasshopper的三維建模界面中提供了易於理解的圖形可視化。

它進一步允許用戶使用經過驗證的能源和採光引擎，如「EnergyPlus」、「Radiance」和「Daysim」，從而有效地允許架構師做出更好的設計選擇。

Honeybee是Grasshopper的另一個參數插件，它還將Grasshopper3D與「EnergyPlus」、「Radiance」、「Daysim」和「OpenStudio」連接起來，用於建築能源消耗和採光模擬。

Download: food4rhino.com/app/lady

4. Geco (Environmental analysis)

Geco允許一個人輸出並與另一個名為Ecotect的軟體進行有效的協作，以評估一個人的設計和各種性能數據，Geco再次使得將結果導入到Grasshopper中成為可能。

現在，Ecotect是建築師的一種可視化軟體，使他們能夠測試環境性能問題，並模擬各種環境和氣候條件，從而設計出更加綠色和高效的參數結構。

Download: food4rhino.com/app/geco

5. Heliotrope-Solar (Environmental analysis)

它是一種基於太陽動態位置的操作幾何的插件。該工具在指定的日期和時間計算太陽的表面位置(使用向量物理)，並利用這些數據計算並提供各種組件，以根據太陽在指定日期的位置對設計進行參數化操作。它被用於製造太陽感知的設計，來推斷渲染燈的位置和為結構設計遮陽裝置。

Download: food4rhino.com/app/heli

「Ladybug」、「Honeybee」、「Geco」和「Heliotrope-Solar」在「Grasshopper 3D」環境中的應用，可以擴展到生成響應式結構(Dynamic Facades)，在那裡，建築的外殼可以適應自然系統，比如太陽的動態運動。

最初，該建築以犀牛為原型，以真實世界為中心，並受到虛擬太陽的影響，它複製了太陽的真實生活條件。

然後在一天的不同時間，對太陽的路徑進行廣泛的分析。接下來，使用Grasshopper 3D對結構進行參數化生成所需的幾何形狀，確定開口的大小和方向，並為每個面板生成各種遮陽設備和機制。

這些面板打開並關閉，以響應太陽的位置，並跟隨太陽運動一整天，從而帶來更分散的光線，減少熱量的增加和眩光，更重要的是，降低空調系統的成本。

實施這項技術的建築的典範是Al Bahr Towers(作為阿布扎比投資局總部)，由Aedas和Arup設計，位於巴黎的阿拉伯世界研究所，由Jean Nouvel設計。這些面板起到了熱緩衝的作用，同時減少了空調系統的需求，從而降低了碳排放，使建築可持續、平衡和環保。

6. Kangaroo Physics (Structural Analysis)

結構工程師在Grasshopper內部使用袋鼠物理插件進行互動式真實模擬、生成表單、優化和分析結構組件和約束分析。

Download: food4rhino.com/app/kang

7. Karamba (Structural Analysis)

參數化設計插件如「Karamba」，定義了結構工程領域的新視野。Karamba是Grashopper 3D參數環境下的互動式結構分析插件。

該插件使得將參數化的複雜幾何形式、負載計算、有限元分析等結合起來非常簡單，在早期設計階段提供了對空間桁架、框架和殼體的精確分析。

用戶可以創建基本的「pin-jointed」平面系統，從中生成並分析圖形靜態系統，以了解這些系統中可用的自由度，以便在結構上利用它們。

Download: karamba3d.com/

8. BullAnt (Structural Analysis)

它是一個Grasshopper3D插件，主要面向架構師和工程師。它具有獨特的工具，可以增強和擴展父程序的功能。

它具有一系列的命令，包括網格鬆弛和膨脹，對稱的自動化，鑲嵌，結構分析(建模和草圖)，以及在Grasshopper中的參數生成。

Download: food4rhino.com/app/bull

9. Hummingbird (Structural Analysis)

它通過添加一組組件來擴展Grasshopper的功能，這些組件可以幫助轉換和創建Revit文件，這些文件包含Rhino建模文件的支持的幾何演算法。

換句話說，一個複雜的參數設計的幾何圖形，可以在BIM軟體中設計，使結構更加實用。

Hummingbird基本上允許在Autodesk Revit和Rhinoceros 3D之間實現雙向工作流，消除了創建引用對象的需要。這也有助於更好地可視化和分析圖像中的結構組件。

Download: food4rhino.com/app/humm

10. Mantis (Structural Analysis)

Mantis是Grasshopper的一個插件，它直接連接犀牛和Mathematica。Mathematica是一種技術計算工具，由數學家、工程師和分析師使用。它被譽為世界上最好的計算應用程序。

Download: grasshopper3d.com/group

結論：

本文所提到的工具和插件非常適合用戶，並且需要對3D建模原則有基本的了解。

需要注意的是，不論是grasshopper還是kangaroo，還是其他的技能，最快速入門的方式就是找到領域中的老司機，只要這個老司機願意帶你，你就已經算是入門一半了。

因為他知道這個領域的所有溝溝坎坎，知道你幾乎所有可能會走的彎路，知道相關資源的搜集方式。

重點是，任何時候，任何地點，任何問題，他都能給你個解答，自學的痛苦就在於很多很簡單很容易的東西，如果沒有人點播你，告訴你，你就會卡很久。

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參考文獻：

[1]「Ladybug: A Parametric Environmental Plugin for Grasshopper to help designers create an environmentally-conscious design」, (Pg nos. 3128, 3130) Mostapha Sadeghipour Roudsari, Michelle Pak Adrian Smith + Gordon Gill Architecture, Chicago, U.S.A. ibpsa.org/proceedings/B

[2]「Paneling Tools for Grasshopper」, (Pg nos.3-89) (to understand the various complex geometries the tools enable it to generate & model), Rajaa Issa, Robert McNeel & Associates. wiki.mcneel.com/_media/

[3]「Integration of Outdoor Thermal and Visual Comfort in Parametric Design」 (Pg nos.1, 3, 9) Emanuele Nabonii. plea2014.in/wp-content/

[4]「Daylight Optimization: A Parametric Study of Atrium Design」. (Pg 1, 3)

[5]「Performative Parametric Design of Radiation Responsive Screens」, (Pg nos. 580, 582) Henry Marroquin, Mate Thitisawat and Emmanouil Vermisso. brikbase.org/sites/defa

[6]「Form Finding, Force and Function: Mass-Spring Simulation for a Thin Shell Concrete Trolley Barn 「, Michael W. Weller. dmg.caup.washington.edu

[7]「Optimizing a Trussed Frame Subjected to Wind Using Rhino, Grasshopper, Karamba and Galapagos」, Evan J. Gerbo, Edmond P. Saliklisa. content-calpoly-edu.s3.amazonaws.com

[8]「Parametric Tools & The Evolving Design Process」, Liam Taylor. aceuoa.org.nz/resources

[9]「Bio-Origami, Form finding and evaluation of origami structures」, Daniel Baerlecken, Matthew Swarts, Russell Gentry, Nixon Wonoto. cumincad.architexturez.net

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※金秋野：參數化午餐

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