2019 Grasshopper参数化系统课程 更新介绍

Rhino原厂在2019年对课程做了改动和升级,以下为升级和新增内容的介绍,完整课程的介绍请点击: Grasshopper参数化系统课程

新版课程增加了什么?

对原有的  参数化系统面授课程  我们希望保持课程的系统性和课程讲解方法的细致性,在此基础上对课程范例做了一系列的调整,替换和增加了强调设计实用性的案例,更多的介绍设计业中实际运用得比较多的参数化设计方法和流程,另外课程中选用的案例更加注重行业的通用性,因此对于目前参数化设计应用领域比较广泛的建筑设计行业和产品设计行业都是很适合的。
我们以其中一个案例的演示动画做具体说明,让用户清楚的了解对于教学范例的准备:
  • 为什么要选择这个范例
  • 教学范例的关注点是什么
  • 每个范例我们希望教授给学员的知识点有哪些
  • 这些知识点为什么我们认为是重要的
▼以下是这个案例的完整演示动画:
在这个的演示动画中,展示了典型的参数化设计方法实现的控制方式和设计效果,这其中的每一个变化过程都反映了我们希望在课程中想要传达给学员的知识点,以下分别对每个部分进行拆分说明。
如何在3D几何表面做精确的参数化定位
不论是汽车和产品表面的纹理,还是运动鞋底部复杂的凹凸花纹,或是建筑的表皮和玻璃幕墙的框架和嵌板;虽然是完全不同的设计行业但在设计的某一个阶段需求是相同的:把纹理、凹凸花纹或是玻璃幕墙贴合到3D表面。
在这个阶段这些行业都会遇到相同的技术难点:纹理、凹凸花纹或是玻璃幕墙在3D表面经常会出现各种变形,例如:
  • 位移或偏离
  • 变形或拉伸不均匀
  • 断裂或错位
  • 空隙或重叠
  • 尺寸变化

虽然这些纹理、凹凸花纹或是玻璃幕墙不论形状,几何属性还是结构属性都完全不同,但引起变形的原因与这些属性无关。换句话说这并不是在某个特定的设计行业里才会出现的专业性技术问题,而是这些设计行业都会用到的几何层面的技术问题:如何在3D表面做精确的定位。

我们把这一类问题叫做“难点”,并不是因为它很难解决,而是因为这些设计行业的用户普遍对于如何在3D表面做精确定位的相关几何概念、原理、特性和方法缺乏系统性了解。因此在设计过程中遇到这种问题往往感觉束手无策:首先不理解为什么出现这种问题,也不知道该如何有效的解决,而作为老师也很难简单几句话解释清楚具体的原因,对于解决办法用户通常也只能看到表面但不能很好的理解。

另一方面当出现了这一类问题时再来考虑如何解决通常已经”晚了”,因为有效的解决办法通常需要对前面的工作进行不同程度返工甚至是重做才行。

所以Rhino原厂认为这是参数化系统课程中必备的一个知识组成部分,每一个希望掌握参数化设计方法的用户都应该系统性的补充这部分的相关知识。在本课程中我们将会针对该知识点在以下几个方面做系统性的介绍和训练:

  • NURBS曲面的参数化定位原理和特性
  • NURBS曲面定位方法的适用性和局限性
  • NURBS修剪曲面的参数化定位特性和方法
  • NURBS多重曲面的参数化定位特性和方法
  • MESH 网格的表面定位原理和特性
  • 一些实用性的表面定位技巧和组合使用技巧

在 参数化产品设计高级课程 中,将会有更多深的运用该知识点的综合案例,详情请阅读 参数化产品设计高级课程

纹理在3D表面的适应性控制
(3D表面的纹理适应边缘轮廓)
(3D表面的纹理调整边缘距离)
设计过程通常需要做很多的调整以符合各种设计需求:美观度的需求、功能的需求、制造和建造的需求等等。因此在参数化设计的原型效果定案后还需要配合做各个方面的细微调整,这就需要给参数化设计效果加入各种控制功能以配合各种调整,例如:配合形体轮廓的调整,不同形状区域的范围调整,纹理渐变的调整,渐变区域的调整,单元尺寸的调整,单元规格化的调整等等。
在这方面我们经常遇到学员的问题是:他们可以做一些基本的参数化设计效果,但当需要给程序加入各种控制功能时就会感觉到困难,没有清晰思路,不知道该如何去分析,不知道该如何着手。并且往往加入的控制功能之间会互相干扰和产生矛盾,调整A功能会影响到B,每个功能无法独立自由的控制。
本课程新增加的案例会更多的强调参数化设计的各种“控制”功能如何实现。帮助用户深入的理解“参数”和“功能”之间的逻辑关系,介绍多种常用的控制功能是如何逐步的加入到基本的参数化设计效果中的,由此提高用户对参数化设计的控制力。
纹理的变化控制
参数化设计是非常宽泛的,它给传统的设计方法打开了一扇新的窗口,以一种新的设计方式突破了传统设计方法中多方面的局限性。也极大程度上释放了设计师的思想,拓展了设计的空间。而纹理的设计是能够很好的反应出参数化设计的这些特点的一个缩影。纹理的参数化设计范例可以比较直观的帮助用户理解参数化设计方法中运用的逻辑思路,数据结构以及很多具有通用性的控制方法。在这个范例演示中我们主要反映的就是利用参数化设计实现纹理的各种变化效果。在参数化设计过程中,由于整个设计效果都是用参数去控制的,因此改变对应的数值就能够产生相应的几何变化效果。其中最常见的是利用参数化设计对尺寸、角度、距离、高度、半径、颜色等等属性的变化控制,但并不局限于这些,我们也可以把多种变化的控制手段结合起来产生更加丰富的变化效果和变化过程,例如:时间,速度,周期,相位等等,因为所有的这些因素在参数化设计中都表现为参数(数值),因此它们都是可以控制和修改作为设计表达方法的。例如下图中希望做纹理单元在3D表面的的旋转,但如果只是旋转效果会比较单一,因此我们给旋转再加上一些参数化的控制:让3D表面内外的单元旋转的启动时间有差异。简单讲并不是同时开始旋转,而是处于边缘的单元最先开始旋转,然后逐渐推进到内部单元开始旋转。由此形成一个由外到内的逐渐旋转过度。让简单的效果变得有趣和耐看。如果觉得不够满意还可以对旋转效果做更细致的控制,例如下图:如果把内外单元的旋转时间差异加大,会得到更加明显的内外旋转的分离感,因此由外而内的辐射变化也更明显。参数化设计方法可以同时给设计增加多种变化控制,从而得到各种丰富的设计效果。例如下图:3D表面上的纹理同时产生旋转、大小和辐射式的渐进式变化。一些参数化设计的思路制作的效果已经比较难以从表面上看出做了什么样的控制,例如下面几张图演示的。通过参数化设计工具的辅助我们可以发展出很多意想不到的设计效果。在这个过程中设计师对参数化设计的的控制力的把握是最核心的,好的把控力才能引导设计效果往希望的方向去探索和深化。最后再强调一下,在参数化设计过程中更加注重对控制性的把控。有时候并不需要复杂的设计逻辑,但适当加入控制进去就可以得到很多很好的设计效果。并且这些控制性是通用的,并没有任何局限性,例如前面我们看到的纹理的内外时间差控制,我们可以用完全相同的方法去控制形体表面单元窗口的开合控制,就可以得到很美观的动态效果:

关于教学范例的选择

在课程介绍的最后,我们希望学员了解本课程在教学案例的选择和制作方面的想法和原则。

首先,本课程中使用的所有范例,它们的教学内容和方法都是原创的。并且在网站中、宣传介绍中和教学中使用的所有数字模型、图片、动画和视频也都是原创并专门制作的。

本课程中多数范例的设计效果也是原创的,另有少数范例可能使用第三方的设计效果为原型进行教学方向的优化或修改。以此重新设计和制作教学方法和教学内容。并且这些范例在网站中、宣传介绍中和教学中用使用的数字模型,图片,动画和视频也都是重新制作的。

关于选择什么样的范例:首要的是能很好的配合本课程的教学目标 :教学的系统性和细致性

系统性:为了确保学员可以系统性的学习到参数化设计过程中的思路,原理,方法,技巧。我们会先整理出一份课程的知识点的列表,然后根据列表中的每个知识点去寻找有没有可以很清楚的反应这个知识点的范例,如果没有合适的范例我们就会为这个知识点设计和制作一个全新的范例。确保课程整体是系统的。

细致性:参数化设计在教学上最大的挑战其实是如何把设计过程中涉及的思考部分清楚的呈现和解释清楚,由此让学员能够深刻的理解和掌握。作为Rhino原厂课程我们非常重视这一点,并且希望把细致性作为课程的特点。因此课程对于范例的选择是“挑剔”和“克制”的。为了确保每个知识点讲解的细致性,就要求范例可以很清晰的反应这个知识点,而且还不能有过多的其他的知识点混杂在其中,这样的范例才能最大程度的降低学员的学习难度。

因此实际上大多数的实际案例或者效果酷炫的案例通常都并不适合直接用在系统课程的教学范例,因为这些案例通常会同时有好几个知识点混用,数据结构也通常比较复杂,加上过程也比较繁琐,总体来看每一个知识点都不能清晰的反应出来,而作为学员如果在学习一个知识点时候还牵扯到好几个其他的知识点,也会让理解的过程变得困难,而这是没有必要的。

因此在系统课程中采用的范例一般来说都是围绕某个知识点的介绍去专门设计的,它们不会太复杂,不会太繁琐,思路清晰,可以让老师清楚的介绍其中的思考方法、工作原理、并进一步拓展出用法的技巧性。

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