参数化图解对风景园林规划设计的启示

The Application of Parametric Diagram in Landscape Planning and Design

曹凯中 朱育帆

CAO Kai-zhong ZHU Yu-fan

摘要：作为参数化设计方法在风景园林规划设计中运用的研究课题之一，采用跨学科的视角，首先着重阐释了图解从古至今的发展历程,，对不同时代的图解之间的传承性及差异性进行了比较研究，并通过比较分析的方法对本文的论述重点，即参数化图解进行了概括性定义，之后分别从风景园林学科发展、风景园林学科融合、风景园林规划设计方法三个角度对参数化图解在风景园林规划设计中运用进行了论述及展望。

关键词：风景园林；参数化；图解

Abstract: As one of the research topics on the application of parametric design method in landscape planning and design, this article interprets the development of diagram and makes a comparative study on the inheritance and differences of diagram between different eras from an interdisciplinary aspect. By comparison analysis method, this article also gives a general definition on parametric diagram. At the end of this article, the application of parametric diagram in landscape architecture and its future are discussed from the perspectives of development and integration of landscape architecture discipline and landscape planning and design method.

Key words: Landscape Architecture; Parametric; Diagram

1 图解（diagram）的定义及分类

韦氏当代英语词典对图解（diagram）的解释意思是：“为演示或解释事物，利用图形来解释、分析或演算的过程”。图解最初仅仅是一种解释说明的工具，用以解释事物之间某种内在关系。随着数字技术的发展，图解不仅具有思考提炼的特点，而且具有与设计信息的互动性（interactive）及对话性（dialogism）的特点。

彼得·埃森曼(Peter Eisenman)将图解分为两类：生成性（generative）图解与表达性(explanative)图解[1]。表达性图解顾名思义，其功能是为了使目标人群更好地理解设计所要传达的意义，具体包括：平立剖范式图、设计说明图以及效果图。这类图解是将设计师的自身构想转换为现实建构的重要途径。与表达性图解不同，生成性图解更加注重分析及演化过程，生成性图解与表达性图解的最大不同在于其先于设计，表达性图解则后于设计。生成性图解是本文讨论的重点，也是之后叙述的参数化图解的载体。

生成性图解的产生可以概括为两个步骤，即“图”与“解”的两个过程：（1）“图”的过程(mapping)：这个步骤强调对场地的基本条件进行整体性描述，具体包括路网、水文地理等若干要素。在这个过程中设计师通常只是扮演着信息的组织者或疏导者。（2）“解”的过程（diagramming）：将已有信息进行总结提炼，从而进行图解生成，这个过程离不开设计师的主观判断与选择，生成性图解因为有了这一步成为一种表达概念的手段而不仅是一种简单的客观组织方式。

2 生成类图解与参数化图解的发展历程

2.1 生成类图解的发展历程

最早的生成性图解出现在文艺复兴时期（图01），当时普遍采用的方法是用一只没蘸墨水的铁笔在羊皮纸表面进行绘制或蚀刻，之后再将其用墨水浇撒。墨水在羊皮纸上呈现出许多层踪迹地交叠，这便是最早的生成性图解[2]。这个办法一直延续至今，只是将当初的羊皮草图换成了现在的草图纸。自文艺复兴后，绘图（drawing）与图解（diagram）没有严格的区分。由于古典主义强调对称、比例等因素，这时的生成类图解更多地关注图解中的“图”，即对图本身的构图、比例等等，而将“解”的过程放置于次要地位。直到现代主义时期格罗皮乌斯和包豪斯创造了“泡泡图（bubble diagram）”的图解方法，局面有了新地转变。这类图解完全运用了拓扑的图解方式，抽象地表达了功能及流线的关系，并成为下一步方案设计发展的抽象基础（图02）。柯布西耶（Le Corbusier）甚至认为图解应该像一种数学公式那样明确地实现理性秩序[2]。

2.2 参数化图解在西方的理论产生及实践发展

伴随着对现代主义的质疑以及后现代主义的发展，20世纪后30年图解理论有了新的转变。彼得·埃森曼在1963年的博士论文《现代建筑的形式基础》提出了“动态图解”理论（图03）。也有人称其为建筑的自治性（autonomous）[2]。埃森曼的图解不再是仅仅停留在静态真实条件的基础上，而是引入了动态变形操作，其过程将图解作为一个展开的事件，形式则是累积的结果。作为艾森曼的学生，格雷戈·林恩（Greg Lean）将数字技术引入动态图解领域，从而进一步发展了这种动态性的潜质。林恩1999出版的作品集《动态形式》（Animate Form）详尽阐述了数字技术应用于设计的必要性和可行性[1]。相对于埃森曼较固定的主题，林恩提出更多主题，反映了应对积极和消极随机因素的可变性。林恩运用3D 软件Wavefront 的粒子塑形技术，其具体原理是根据粒子之间相互吸引或者排斥的关系而聚合为新形式（图04）。不同的环境力生成不同的形态，最终形态不再是一个静止的图象，而是环境中各个力之间的能量反映[3]。林恩和埃森曼有许多相似之处，两者都是从“图”的背景出发，找寻自己感兴趣的切入点作为“解”。不同的是，埃森曼在找寻第一步的图解种子后，通常采用其拆解，嵌套、重复、移位、等物理手段，对“解”进行既定单因子操作[4]。而林恩在引入最初的“解”后，通过多参数技术的动态程序，再输入其它多因子的“解”，一步步地迭代计算出最终的“解”，设计形式上的每一个点都是一次作用力地反应。林恩认为“图解不是设计的简化本质，也不仅仅是设计发展过程的历史痕迹，图解以抽象机器的方式运作，以便实现增殖，同时根据自身的复杂性而展开，这就是图解的力量。” [5]

荷兰MVRDV事务所是这个时代最革命的设计师集群之一，并提出了一系列新理论推动学科向着更广阔的空间发展，也相应地带来了新的工作方法。与林恩的逻辑规则类似，MVRDV最终的“解”往往不是单因子的作用结果，而是涵盖了基地、功能、流线，甚至经济人文，生态分析综合作用的结果。MVRDV称此方法为“数景”（Datascape)。数景的数据分析始于统计学，通过电脑直接综合转化为可视的三维形体，成为初期模型。为了解决这个复杂的过程，MVRDV开发了一系列软件，如Function mixer 和Region maker等。这类软件可以整合若干区域内的人口、经济等信息。MVRDV认为“数景”（Datascape)概念地提出为理解场地及城市呈现了更全面的方向，挖掘了设计中的潜在可能性，成为了一种了非常新颖和有效的设计方法（表01）。

可以这么说，彼得·埃森曼所提出的“动态图解”是参数化图解研究方法产生的理论基础。他的学生格雷戈·林恩正是在老师的基础上将计算机技术引入，从而形成了第一代的参数化图解，之后MVRDV在此基础上进一步将更广泛的社会因素考虑其中，形成了更具有影响力的理论方法。

通过以上案例的叙述，我们可以这样定义参数化图解：在整个过程中将影响设计的主要因素看成参变量，建立某种规则系统（算法）构筑关系，通过计算机语言描述参数关系最终形成图解。

3 参数化图解对风景园林规划设计的意义

3.1 新时期学科发展与复兴的客观需要

作为人居环境科学三大核心学科之一的风景园林学是一门古老的学科。传统的精神和文化值得每一位风景园林师去学习和延续。但仅仅运用先验的方法去解决当下一切现实问题显然是不够的。随着社会经济等外部条件的不断变化，风景园林学在中国当代城市化中的定位也悄然发生着变化，今天的风景园林师所面临的问题不仅是如何创造出如画式的美好境地，更重要的是对当下高速城市化进程中带来的新问题提供独特并且行之有效的策略。北美景观都市主义实践者詹姆斯·科纳（James CORNER）曾对传统风景园林学进行了反思，他认为“这个世纪（20世纪）大多数时间里的风景园林意念都局限在唯美式和田园风光的形式里，这个时期的风景园林被描述成为一个逃离现代弊端和对未来焦虑的场所，继续这种将风景园林作为创造诱人美丽的装置的行为将阻碍人们面对现实生活中的问题，尽管精心修饰的用灌木和野花组成的隔离带掩藏了危险的地带，却不能从根本上解决问题所在，兴许还阻碍了市民的安全生活”[6]。科纳在出版的《论当代景观建筑学的复兴》(Recovering Landscape)一书中，提出了“复兴”的概念。他认为在当今条件下，复兴的风景园林不单是一种载体，而应该更有能力参与到社会运作中去，积极地影响世界的发展。那么也就意味着在新的时代背景下，风景园林学应当不仅关乎外观与美学，还需倾向于一种策略和手段。新时期的风景园林学应已经延伸为一种综合的、战略性的形态，这种形态可以使不同的竞争力量（如政治期望、生态进程、功能需求等）形成新的自由而互动的联合体[6]。复兴需要更多新形式，新方法来应对这种变化，而参数化图解方法的出现无疑为风景园林学的复兴和发展提供了很好的技术储备。

3.2 更为有效地实现多学科融合

当下城市化问题的复杂化要求风景园林学应当成为一个更为开放的系统，需要随时可以借鉴相关学科已有的成熟方法与技术。基于计算机平台的参数化图解无疑可以为风景园林学打开这个多解的通道，参数化图解可以将生态学、城市规划甚至土壤学等其他相关专业领域的成熟算法代入计算机平台并加以本学科的综合运用从而实现数字时代的多学科融合。20世纪60年代末期，伊恩·麦克哈格（Ian MCHARG）就已经运用多层地图叠加的分析方法建立起了风景园林学与生态学的联系，从而将风景园林学提高到一个科学的高度，相对于麦克哈格所在的年代，今天的问题更为复杂多元。但是我们欣喜地看到已经有具有革命精神的设计团队将自身的实践活动不仅仅限于科学与艺术两个领域。MVRDV事务所的“数景”（Datascape )基于统计学分析方法、FOA的“系统发生树”、古斯塔夫森(Gustafson)的“多样等高线”都展现出新时期的设计师在当下复杂多元的时代背景下所做出的新探索。

3.3 风景园林规划设计方法的转变

在当下高速城市化进程的背景下，风景园林师应当着眼于现实，正视时代以及科学技术地发展对风景园林规划设计方式地改变。相对于传统风景园林的设计流程，参数化图解的方法孕育了一种新的图解方式，数据综合分析技术可以将空间环境中原本隐含的逻辑以图解的方式展现出来，甚至可以将环境空间分几十层甚至上百层进行研究，这是传统方法根本无法企及的。维尼·马斯（Winy Maas）相信“数据景观通过另辟蹊径发现问题，揭示出隐藏于特定地域中的新可能性，从而产生了新颖独创的解决方案。”[7]从广度上讲，在参数化图解的过程中，由于参量权重的不同设定，所呈现出的结果可以说是差异极大。不同参数叠加所产生的结果是人脑所无法预知的，以此提供出客观并且多样的可能性，这也正是“多解式”图解的奥妙与乐趣所在。从深度上讲，设计过程中的多角度分析使得结果能不断被优化。风景园林师也从传统意义上的设计师转变为判断方向的决策者，将原有主观化较多，缺乏客观控制的规划设计倾向得以纠正，从而更清晰理性地把握方向。风景园林师在整个探索过程中更多的是在研究影响参量因子的逻辑可能，算法与编程成为创造的主要工具，逻辑取代了主观感觉。也正因为参数化图解关注的是一种动态的演进过程，因此成为一种具有开放性和磋商性的设计方法[7]。

4 总结与展望

中国社会已经进入到发展势头不可遏制的状态, 任何学科与行业都处在一种不进则退、想发展就必须前进的情境之下。作为新时期的风景园林师更应该明确在这种宏观局势中如何应变？ 哪些变哪些不变? 变的基础是什么？对数字技术与参数化设计的重视无疑将会推进风景园林学科的纵向深度与横向外延。当然，也应当清醒地认识到，参数化图解虽然可以生产多种可能性，但是不能做出最终的抉择。图解依然是人的主观创造行为的补充，终不能代替风景园林师自身的思考。因此，在参数化图解的风潮下，保持足够的清醒和判断。将图解的客观多样性与主观的判断力相结合是一项积极而有益的工作。

 

注释：

图01引自:邓载鹏.图解设计[M].武汉:华中科技大学,2007:27;图02引自: 勒·柯布西耶著,W·博奥席耶译著.勒.柯布西耶全集(第6卷) [M].北京:中国建筑工业出版社,2005:18;图03引自:彼得·埃森曼.图解日志[M].北京:中国建筑工业出版社,2005:56;图04引自:薛彦波,仇宁. 动画形式+虚拟建造:Greg Lynn的形式主题[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:31。

 

参考文献：

[1]徐卫国,陶晓晨.批判的“图解”——作为“抽象机器”的数字图解及现象因素的形态转化[J].世界建筑,2008,( 5):114-119.

[2]虞刚.图解的力量——阅读格雷格·林恩的《形式表达——建筑设计中图解的原-功能潜力》[J].建筑师,2004,(10):62-65.

[3]靳铭宇.格雷格·林恩几个关键思想理论来源及最近作品介绍[J].世界建筑,2009,( 8):106-108.

[4]童雯雯.图解法在现代建筑设计中的典型运用方法解析[D].上海:上海交通大学,2009:74.

[5]王立明.格雷戈·林恩（Greg Lynn）的数字设计研究[D].南京:东南大学,2006:28.

[6]（美）詹姆士·科纳主编.吴琨,韩晓晔译.论当代景观建筑学的复兴[M].北京:中国建筑工业出版社,2008:17,23.

[7]（美）查尔斯·瓦尔德海姆主编.刘海龙,刘东云译.景观都市主义[M].北京:中国建筑工业出版社,2011: 96,114.

 

作者简介：

曹凯中/1983年/男/甘肃人/清华大学建筑学院景观学系博士生（北京 100084）

朱育帆/1970年/男/上海人/清华大学建筑学院教授（北京 100084）