景观参数化设计的形成逻辑

李 晶，王 涛，卞绮玮，于苏诚，陈乐彦（南京林业大学， 江苏 南京 210037）

1 参数化设计

1.1 参数化设计及国内外研究概况

设计的参数化和参数化设计是两个不同的范畴。只有建立在充分利用参数运算，精确约束和改变形式、反映系统特性、驱动系统变化的基础上，形成运算-生成的集合体，以达到设计目的，才能称为参数化设计[1]。而如果仅仅是涉及参数化，量化运算程度低的如建筑信息模型（building information modeling,BIM）、数字化、非线性设计等，都同参数化设计有本质的区别。

参数化设计的发展建立在设计思维发展和计算机科学发展的基础之上，是技术革命带来的设计方式演进。从早期的草图思维表达、认识论上的反思实践到计算机辅助设计再到如今设计工具上算法、人工智能和数据库的引进。每一次设计方式的发展都建立在对前一阶段的批判吸收和最新技术成果的运用之上，参数化设计也是如此。

综合相关文献[2]，目前参数化设计的发展有 3 个条件：参数化思维发展成熟、几何学和其他相关理论引入、计算机科学和算法生成的发展和应用。参数化设计还拥有三个特点，即对设计思维和复杂客体的参数化探索、场地性能导向的参数化设计、将理性思考与科学参数相结合。

1.2 参数化设计的哲学来源

参数化是后现代思潮关于结构主义的生动体现。结构主义的代表人物是法国后现代哲学家吉尔德勒兹，建筑学中，其“褶皱、图解、生成”等概念对建筑参数化思维的形成发展有着深刻的影响。风景园林学所注重的差异、多元和动态联系等设计要求，对德勒兹的哲学思想也有着天然的呼唤。

褶皱（Fold）理论以“褶皱”作为德勒兹观念中的世界构成基础，以褶皱的概念形式融合了微观单位和宏观世界，世界关于多元化的要求来自微观单位与宏观世界的“褶皱”式不确定联系。块茎理论则强调对原始思维框架的“跳跃”，以新灵感、新思维作为解决“想解决而未解决、想做到却未做到”的突破口，是在一定条件下，对可忽视领域的入侵和僵化思维的突围[3]。

目前风景园林学所注重的城市微更新、多元性能要求的共享空间营建，体现了“无根式” “去集中化”的“块茎”和“图解生成”思维，旨在营建良性小气候和综合体。这实质是在已经碎片化的城市空间范围内，通过对具体障碍冲突联系的解构、再建构，达到处理各种“利益”（人与自然、人与社会、场地与外环境、场地与社会）之间关系[4]，并使之臻于和谐的行为。这与德勒兹哲学思想不谋而合，为探索景观参数化设计提供了思路。

1.3 参数化设计的科学来源

21 世纪将是复杂性科学的世纪，这是霍金对复杂科学的评价。复杂性科学是指以复杂性系统为研究对象，以超越还原论为方法论特征，以揭示和解释复杂系统运行规律为主要任务，以提高人们认识世界、探究世界和改造世界的能力为主要目的一种“学科互涉”的新兴科学研究形态，其代表之一便是参数化设计[5]。新世纪后，复杂科学以跨学科形态方式为设计学提供复杂适应系统已经成为设计学者关注的一大焦点，风景园林学也必不例外。

2 风景园林景观设计的参数化实现

2.1 园林景观设计参数化实现的政策支持

2020 年 7 月住建部等九部门发布了《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》[6]，为景观设计在推进新技术、理念的革新方面提供了政策支撑。

新时代以来，哲学、政治、经济、文化等多元化发展重塑了人们的价值观，人们对景观的需求与对景观艺术的理解达到了一个新的高度，这就给景观设计行业带来了新的问题和新的挑战，这些新问题和新挑战以复杂性、交织性为特征，对原有经典的设计工具、方法和理念产生了巨大的挑战。而参数化设计以其非线性、过程化、自下而上的思维为特征，对于把握复杂性需求具有突出优势。

2.2 景观参数化设计的逻辑建构：生成逻辑

与理性的人作为设计主体的传统景观设计方式不同，参数化景观设计将相当一部分的场地形成的逻辑任务交给了计算机，这就要求将以功能、形式为特征的景观价值进行逻辑分类，以期待计算机使用数字手段对设计影响因素进行综合考量[7]。

在辩证法中，内容是事物内部联系的集合，形式是外部联系的集合。内容决定形式、形式促进内容。在景观设计中，基于其价值分类，也可将价值生成过程看为形式生成和内容生成的统一体。而问题的焦点就在于如何“统一”和统一后的新事物是否能、为什么能满足生态、城市、人的需求。

景观参数化设计以场地性能要求为导向，通过对人设计思维和复杂客体的标准和要求的量化，生成计算机逻辑，以“自下而上”的运营思路，精确地回应场地和人的需求。在策略方面，基于功能和美学形式建构出符合辩证思维的“内容生成逻辑”和“形式生成逻辑”，二者相互区别又相互统一，区别在于二者分别回应不同范畴的场地需求，统一在于二者结合能够共同构建出功能完备、价值突出、风景优美的设计作品。

2.3 景观参数化设计的形式生成过程

在参数化设计中，所谓“生成”的范畴，就是对某一元素进行认识基础上的抽象化过程或者逻辑基础上的描述过程。在景观价值的计算机参数化表达上，基于对象元素的不同，划分为形式和内容生成过程。其中，当元素是对景观本身概念的直接表达时，这些表达就是形式生成过程。

与建筑学的几何形式逻辑不同，景观的形式逻辑表达注重对空间布置的安排，这种安排可以在大自然中找到其外在的形式表达。南京林业大学校园绿化在“普遍绿化”的影响下，加之农林院校的学科特征，南林老校区的绿化模式早期以群植、片植为主，形成“林”的格局。1956 年于整个校园内栽植了乔、灌木共 91 科、315 属、1 000 种，成为标本林教学实习场所。1979 年在原有环境基础上进行重要节点的美化整修。1985 年铺设草坪 1.8 万 m2，栽植各种花灌木和绿篱 680 m 以及杜鹃园、珍贵树木园等，初步形成“校中有园、园中有校、公园外貌、科学内容”的美丽校园。1995 年以来草坪面积增至 5.4 万 m2。20 世纪 90 年代后期，连续几年对校园进行绿化和整修。为降低轴线中部四块绿地过高的郁闭度，移去其中部分乔木，修建石子路，设置座椅，栽植花卉，以营造优美、安全的晨读环境。4 片绿地边缘行列式的圆柏被保留了下来，苏联模式的特征因此得以延续。21 世纪，对教学区、学生生活区、教职员住宅区、紫湖溪沿岸、新运动场周边等进行绿化工程与景观建设，总面积达 8.9 万 m2，形成了以“林”为面、以“园”为点的森林公园式校园[8]。在本案例中，背后隐含的生成逻辑是在人脑中完成的。其坚持“普遍绿化”“森林公园式校园”中稳定内涵的总需求，通过空间布置和植物生长预测、回应不同时间的小需求变化，最终完成长时间线的景观营建，这一点在景观形式的设计过程中具有普遍性。在参数化设计中，基于这一普遍的景观设计生成逻辑换算计算机语言，以空间布置及空间布置算法、植被生长一般规律构建系统，通过对这一系统的参数化预测就能够生成最终的景观形式。

不仅如此，在算法表达的过程中，生成本身也具有过程性，这种过程性同样能对景观形式产生影响。在校园绿化整体生成过程中，具体经历了从无到有、由少到多、由整变乱的过程（局部可能是逆向的）。但是我们的认识对它的反映还只是静态的消极反映，很多情况下不够具体。园林种植的自然生成是永续运动的变化过程。因此在景观形式生成过程中，我们还必须引入虚拟时间。时间演变和空间布置是形式生成过程的两大基本要素。在算法构建中，形式生成的空间布局在时间轴上的具象变化有助于深入理解形式生成过程，并能够通过科学的参数标准进行合理修正。由此，我们可以得到建立在三维空间中，不断利用空间布置算法和一般性植被生长规律算法生成景观，利用时间演进算法合理修正景观形式的生成系统。

2.4 景观参数化设计的内容生成过程

内容生成过程是形式生成过程的基础，作为因素之一影响形式生成过程。一般情况下，对内容生成过程的逻辑建构应先于形式生成过程，也比形式生成过程更加重要。内容生成过程是指设计要素在蕴含意义、影响因素、功能表达等抽象层面进行的间接构成过程[9]。

内容生成过程反映的是设计的人文要素，要求以人为本，力求达到人与自然和谐共生。内容生成区别于形式生成，虽然二者者密不可分。在对内容生成过程的参数化过程中，要注意区分主观和客观的内容要素。主观内容要素包括文化、精神、历史等。客观内容要素包括自然条件、功能、人、政策等。相比较形式生成过程，内容生成过程具有要素多元化、参数复杂化、系统开放化的特征。我们期望构建的参数化内容生成系统在哲学层面涉及价值及价值评价的问题，并以价值评价为基准，对设计要求进行反馈。

相比较于形式生成过程，内容生成过程的要素更多、要素间的联系也更复杂，要素更新和发展也更频繁。对内容生成系统价值评价的算法生成应该摆脱认识框架，而从设计过程和体验过程进行描述，从而进一步量化。在对所有要素的描述中，场地与人是基础，植被的生长规律等是客观条件。参数化可以基于人的感官对场地的环境、氛围、序列间交流的反应来表达。还可以通过对人行为的判断来区别空间的开放或是私密、静或者是动。内容生成的参数标准以主客观来区分，一般情况下，自然条件的参数以点参数为基准，主观条件的参数以范围为度量。

3 结 语

设计生成系统的平衡是景观参数化设计的最终要求，具体表现为设计结果对设计期望的正反馈和设计结果的自洽。在景观参数化设计过程中，错综复杂的场地要素和景观序列被统一和量化为参数逻辑。建立在计算机系统内在的自洽即“纠错”和“感性”人机交互的参数化反馈基础上，符合场地实际、符合以人为本的动态平衡系统被建立起来。该系统有三个特征：参数化内容生成和形式生成相互促进，动态平衡系统发展自洽达到预期要求，获得的一般特征参数化数据被保留并能参与下次设计。