面授课程 | 8月 GH参数化系统面授课程 - Rhino3D 中文博客Rhino3D 中文博客

Grasshopper 学习的核心关注点

Rhino原厂于2006年在中国大陆成立技术推广中心，为中国大陆地区的相关设计和制造业提供基于 Rhino 和 Grasshopper 的技术支持和推广。从2008年开始以Grasshopper为主流的参数化设计思想在建筑设计业迅速被广泛接受，几乎同时在国内多所设计业院校开办了基于参数化设计的工作营活动。Rhino原厂也广泛的参与和配合这些活动提供相关教学和技术支持。在这些活动中我们注意到学员在运用参数化设计的过程中遇到诸多思考和理解层面共同的问题，为此我们做了思考和分析，我们发现设计业背景的学员其知识结构中对参数化设计需要的思考和理解部分普遍比较薄弱，因此很多学习者使用了较长时间 Grassshopper 却仍然无法灵活的实际运用到设计工作中，我们认为主要有以下几个方面的知识结构缺失：

参数化设计的逻辑思考方法：参数化设计的过程中会用到比较多的逻辑思考和分析。而这是大部分建筑设计和产品设计背景的学员比较缺乏的。在学习参数化设计的过程中最核心的部分其实是帮助学员理解和熟悉这种逻辑思考的方法。这首先需要老师能够清楚的把设计中运用到的思路和逻辑讲的清楚和透彻（这是教学里最重要的环节），而学员也需要一段时间去适应和习惯这种设计思考方式。因此对大部分学员来说学习参数化设计并不能速成，我们希望学习参数化时要有这个心里预期。

参数化设计的数据使用规则：学习参数化设计的学员普遍有这样一个误区：就是认为弄明白Grasshopper的工具如何使用就可以基本掌握参数化设计方法。因此有很多的学习者把主要关注点放在工具如何使用层面上，最后发现在实际使用过程中设计稍微复杂一些或者数据量多一些结果就容易出错，而且出错后也无法查找和修复错误，主要的原因就是“读不懂”数据结构。这是很普遍的学习参数化设计的学员会遇到的问题。

学习参数化的过程中应该在最初阶段就要同步的学习参数化的基本运作规则：其主要就是数据和列表的管理规则、数据和列表在组件中的运作规则、数据与列表的对应规则等等。这些规则反映的是参数化设计过程中程序对数据的运作机制，也是参数化思维过程中的基本思考依据。参数化设计中用到的工具是“有形”的而规则是“无形”的，因此很容易被初学者忽略引发后遗症。参数化设计学习的过程其实与玩游戏的过程很类似：应该先把游戏的规则搞清楚再去玩，过程就会很顺利。但如果不了解规则就去玩，在过程中再去理解难度就会大了不少。

参数化设计中涉及的几何知识：参数化设计之所以很强大是因为它把很多相关领域的技术成果和功能融入到设计的各个阶段中，极大的拓展了设计的宽度和可能性。但同时也要求使用者对相关领域有足够的了解才能充分的与设计流程进行整合发挥效果。例如不论是建筑设计或是产品设计经常需要在自由的3D表面设计玻璃幕墙、几何单元、凹凸纹理。当我们在给用户解答这类问题的时候，我们常常发现学员“反应不过来“。其实是因为缺少相关的背景知识：例如对曲面（Nurbs）和网格（Mesh）之间的几何特性的差别缺少应有的了解，因此在参数化设计方法与实际应用相结合的部分，例如在不同属性的几何表面做精确定位的常用方法和原理特性知之甚少，因此极大的限制了参数化设计应用在实际层面所能够发挥的作用。因此在学习参数化设计的过程中要注意同步的去补充和加强这些相关知识和概念的理解和学习。

参数化设计面授课程介绍

综合前面提到的学习参数化过程中学员普遍遇到的几个层面的困难点和知识点的不足，Rhino原厂开设了Grasshopper 参数化设计系统面授课程，从Rhino原厂的角度告诉用户参数化应该如何正确的学习和有效的发挥它的功效。

课程从初学阶段协助加上系统的引导，将参数化设计过程中必须掌握的知识点分门别类的细化和整理，并将知识点整合到合适的范例中反应它的用法思路和效用。帮助学员逐步熟悉和丰富参数化思考方法，循序渐进的掌握参数化设计过程中运用到的各种主流技术，并补充学习相关背景知识。建立参数化设计的“世界观”和深化学习能力。

本课程目前已经在中国大陆地区定期开办接近10年，累计超过1500名设计师参加学习过本课程，其中不少已经是目前参数化设计领域中的知名人士和大咖。

2020 暑期（7~8月）参数化设计面授课程更新介绍

2020年暑期课程安排中规划了大量的更新和加强的部分：

前期课程阶段（新增） 课程前期增加了两天的侧重基础操作和原理特性熟悉理解的独立教学阶段，让初学者在课程前期熟悉相关基础理论并加强实际操作的灵活性。
面授课程阶段（加强） 面授课程部分会增加更多典型范例，以强化对教学知识点的清晰理解和灵活控制，另一方面也更加侧重介绍这些教学知识点回归到实用性层面的实际作用。
1对1辅助课后阶段（新增） 暑期面授阶段结束后从九月到十二月期间。学员在工作中和学习中遇到的相关问题授课老师和Rhino原厂技术支持团队将一对一的给与辅助和指导，我们认为这是实质性的可以帮助学员掌握参数化并运用到实际设计中的部分，为其四个月。

请注意：

2020年暑期课程因疫情原因，面授课程阶段调整为全天的线上面授：

授课方式有所改变但课程的教学目标与面授课程的要求完全一致，且针对线上授课方式做了对应教学层面的调整和强化。课程要求学员全程开启摄像头和语音以便于进行直接的沟通和协助，并安排助教老师全程的远程操作协助及时解决学员的问题，以确保授课效果和学习体验。

开课时间

本次暑期将开设两班参数化系统课程：

7/31 – 8/09 (主开) 计划招生40人名额满后只能报名选开课程。

7/19 – 7/28(选开) 依据实际招生人数决定是否开课，开课前一周统计最终人数，如无法开课报名本课程的学员将调剂到 7/31 – 8/09 的 主开课程 。

课程周期10天，实际课程9天，外加1天休息，每天7~8小时全日制课程，外加每晚2小时练习和答疑。

总课程安排：2天基础+1天休息+ 7天面授

课程价格

课程标准价：¥5500(在职) / ¥5000(学生)

课程优惠价：¥5000(在职) / ¥4500(学生)

*开课日提前7天前报名并支付课程定金（500元）可享受课程优惠价。

以下是课程详细介绍部分

课程引导

前期课程引导 (新增) ：基础原理和工具用法

关键词：工具用法使用规范原理特性

该部分是针对基本没有 Grasshopper 使用基础的学员准备的前期教学，以讲解工具用法为主，教学过程中会适当深入以启发学员的参数化思维，建立初步的参数化设计观念和基本的思考。

Grasshopper 工具组件比较多，我们整理出课程中需要大量使用和有一定使用技巧的工具进行分类并做专题教学，每个专题教学中都包含几个方面：工作原理、用法规则、用法禁忌、错误指引。课程中会穿插诸多小案例告诉学员如何用这些基本工具去解决简单的参数化问题，这些小案例通常具有很好的引发思考灵活性的作用。另外还会在课程期间扩充介绍行业周边的一些有用的相关知识做储备。给后期课程打下系统基础。对初学者来说这部分内容是很重要的！

面授课程-系统性知识学习部分

关键词： 参数化思考参数化控制数据的理解和控制

这是掌握参数化设计知识的主要部分，课程中将对大量典型有趣的参数化设计效果做反向思路分析并重新建立，强调参数化工具和相关知识概念的结合性运用。这部分原厂会特别关注案例的思路解析是否足够清晰到位，以及学员是否能透彻的理解。过程中学员将逐步积累典型和常用的参数化思考和分析方法，磨练学员的逻辑思维，帮助学员跨越参数化设计学习过程中的主要难点 – 思路的理解，建立学员自身系统的参数化思维和控制能力。

这个部分我们想要强调一个理念：学习参数化的学员会有一个误区，通常都希望直接从实际案例中去学习和掌握参数化，认为这样会更加高效和直接。但往往实际效果却是花了很多时间做了很多实际案例但是到自己独立去做的时候还是问题百出，思考缺乏依据无法建立完整的思路，甚至用了挺长时间了仍然会在用法和原理的基本层面犯错。很多学习参数化的学员都会有这样的共同问题。

学生急于求成的心态是可以理解的，但作为教学的安排直接用实际案例作为教学是不切实际的，这无形当中让参数化设计的教学和学习的难度都变得很大。因为实际案例中往往包含了各个不同层面的知识点：工具用法、规则原理、数据结构和逻辑思考混合在其中，刚开始学习参数化设计的学员要在一个实际案例中同时理解这么多层面的知识点并综合思考其难度是可想而知的。另一方面对老师来说要在一个实际案例中去讲到这么多不同层面的知识点和思考理解也几乎是不可能解释得清楚的。另外很多实际案例中虽然用到了相关知识概念和思考方法但有时体现得并不明显和典型教学和理解的难度就更大了，经常是讲到一个层面又发现学员在另一个层面的概念也不清楚因此又需要继续深挖，往往到了最后只能在很浅层面草率的介绍一笔带过不求理解只求做完，学生经常是听到后面云里雾里的。最后结果就是学员几乎就在照猫画虎完成一个案例但是并没有理解学到东西。

大部分学员都轻视了学习参数化过程中对理解层面的高要求。如果无法在理解层面做到透彻，到了应用层面就无法建立连贯的思考，因此也一直无法灵活和深入的去运用参数化。这是学习参数化设计过程中决定学习成效的核心环节。因此Rhino原厂对这个阶段的教学品质是最重视的，不断的对这个阶段的教学内容和安排范例进行调整：从众多的实际案例中总结出参数化设计中通用性很强的知识点和参数化的典型思考分析过程，把这些知识点和思考方法都标准化，再去设计出适合把这些知识点清晰的反映出来的教学案例，其中每个案例都会有特定的二到四个知识点的结合并尽可能简化其他不相关的内容。这些用于教学的案例本身呈现的效果并不是教学目的，而是在讲解过程中强化突显出其中的知识点的作用，让老师可以在其中细致和深入的把每一个教学知识点介绍清楚，以最大化的达成学员能够透彻的理解和掌握的目的。

所以希望学员清楚在这个学习阶段为了保证学习质量因此需要先“脱离实际”才能在之后的实际应用层面灵活和有效的运用参数化思路和方法解决实际问题。

范例知识点简介

2020年因为课程安排变化较大，此部分的范例在开课前会有很大的更新和补充，以下仅作参考：

参考范例变化地形控制

曲面形态的参数化控制；
周期震荡的参数化控制；
随机变化控制；
结构封闭处理；
数字颜色关系映射；
数据结构的理解和控制。

参考范例规则排列变化

图形的分析和观察方法；
基于平面的各种变换控制；
尺寸和角度的几何分析方法；
数据结构的理解和控制；
位置、角度和颜色映射。

参考范例网架的干扰变化

距离和形态的相互影响；
参数化控制的核心观念；
多干扰源的效果设计；
网架数据结构的调整和重组；
影响范围的衰减控制；
图形映射的概念和控制方法。

参考范例色彩矩阵

距离和形态的关系建立；
形态的变化控制；
基于周期函数的效果控制；
数据和颜色的映射控制；
渐入渐出的效果强度控制。

参考范例网架的几何变化

网架结构变化的原理思路；
变化过度状态的参数化控制原理；
形态变化和过度效果的细腻控制；
渐变，随机，扰乱，混合；
多参数协同效果处理；
数据对几何效果的深度控制理解。

参考范例 MetaBall 拓展控制

MetaBall 的几何原理和特性理解；
基于MetaBall核心功能的设计效果拓展；
各种参数化的设计效果控制方法；
复杂数据结构的理解和控制；
几何和颜色的数据水印逻辑关系理解。

参考范例结构单元形体控制

参数化控制逻辑的关联运用；
实体单元的结构拆解和重组控制；
常用函数曲线的形态生成控制；
基于自定义曲线（如手绘）的形态自由控制；
形态变化的切换，过渡，和融合等效果控制方法。

参考范例流动线变化

图形的变化规律分析方法；
参数化控制的深度灵活变化；
数据控制对几何形状产生预期的影响；
自然飘逸的过度控制；
数据结构理解和控制的深度运用。

参考范例单元密度分布变化

基于密度分布的参数化控制原理；
采集影像数据影响密度和单元尺寸的参数化控制；
均匀度渐进式优化的参数化控制思路；
基于循环和迭代逻辑的数据结构控制。

参考范例随风摆动(世博会英国馆)

复杂表面的均匀性空间定位；
既定效果的参数化思路分析；
动态效果的参数化规律分析和模拟；
基于相位和时间差异的效果控制方法。

参考范例 Yas Hotel

基于曲面定位原理的几何单元划分；
单元的各种几何效果变换控制；
根据阳光入射角度或强度自适应的单元角度控制；
深度的参数化数据理解和控制；
灯光颜色变化的参数化控制；
综合的数据结构理解和控制。

参考范例摩尔纹

摩尔纹生成原理和特性介绍；
通过参数控制生成特定形状的摩尔纹；
参数控制摩尔纹特定形状之间的过度变化；
将纹理控制应用到实际的建筑表面结构中；
综合的数据结构理解和控制。

参考范例迭代随机生长

如何从看似随机的效果中分析总结规律
循环或迭代的参数化控制思路
综合应用多种随机控制呈现自然形态
配合循坏和迭代的数据结构理解和控制

参考范例雨轨分析

参数化表面和空间定位和方法
任意形状表面的雨水流动原理
通过迭代计算模拟雨水的运动
配合迭代计算的数据结构的理解和控制
在迭代计算过程中记录数据并处理形成流动轨迹

基于 kangaroo 的力学原理形状塑造

kangaroo 基本用法和规则
基于力学原理的生长原理介绍
模拟基于生长原理的形状塑造过程
对形状塑造有影响的各种参数和结构控制

基于 kangaroo 的表面网架塑造

基于 kangaroo 的形状塑造
基于 kangaroo的表面网架生成和优化
基于空间网架的实体结构

因为文章限制，案例部分的动态演示请 点击这里 打开观看

面授课程-实用性层面知识点综合应用

关键词： 实际应用深度控制参数化设计主干

这个部分的课程我们将回归到实际应用层面：将前一程部分课程中学习的参数化相关知识点在目前行业主要的参数化应用领域进行实际检验。进一步巩固和加深学员对参数化思考分析和参数化灵活控制的掌握，以达到学员可以在实际的设计项目中深度的使用参数化的思想去规划和具体实施参数化设计。

另外在这个阶段的实际案例教学也印证了前面一个部分中分门别类学习到的知识点实际上都是直接指向最终的“实用性”的，而且都是目前行业中使用参数化设计理念最主要和集中的应用方向所需要的技术。当学员掌握了这些参数化设计主要应用领域中需要的知识部分，其实也就建立了参数化设计正确的”世界观”，可以独立思考和发展更加深入和创新的参数化设计应用领域。包括目前 Grasshopper 平台上多种多样的细分行业应用类的插件都可以自我拓展学习掌握。

我们以一个典型实际案例的功能演示做具体说明，希望学员清楚这些案例中作为教学我们关心点有哪些。

在这个的演示动画中,展示了典型的参数化方法实现的变化控制设计效果，集中反映了这阶段的教学中的关注的知识点，以下分别对每个部分进行单独说明。

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。

而这个阶段用用户通常都会遇到难以解决的技术问题：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

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知识概念：如何在3D表面做精确的定位。这其中又引申出以下几个方面的知识概念：

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
常用的表面定位技巧和组合使用技巧

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。

这部分的教学目标会更多的强调 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

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。

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。

在参数化设计过程中的后期阶段更加侧重对控制性的把控。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，就可以得到富有变化性的动态效果：