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从形状语法逻辑到建筑空间生成设计

建筑学报 2021年第2期 42-49页

作者：谢晓晔丁沃沃南京大学建筑与城市规划学院南京210093 东南大学建筑设计研究院南京210096

利用案例分析并基于对偶图的思路提出了一种诠释建筑空间的方式,在此基础上进一步研究了空间组织逻辑与设计的关系,并通过一个案例证明了通过改变空间组织逻辑对建筑空间进行操作的可行性,为后续研究转化为计算机代码并进行生成设计建... 详细信息

利用案例分析并基于对偶图的思路提出了一种诠释建筑空间的方式,在此基础上进一步研究了空间组织逻辑与设计的关系,并通过一个案例证明了通过改变空间组织逻辑对建筑空间进行操作的可行性,为后续研究转化为计算机代码并进行生成设计建立基础。

关键词：形状语法建筑空间对偶图生成设计

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树状结构的形状语法研究及其结构的生成

结构工程师 2019年第5期35卷 82-88页

作者：王仁华周伟鹏江苏科技大学土木工程与建筑学院镇江212003

通过研究树状结构的形态构成特征,建立了描述其结构拓扑构型的形状语法规则,并探讨了实现语法规则的数据结构。以结构应变能与自重比作为结构性能的评价准则,引入应力比构建形状语法规则的应用策略,并利用所建立的语法规则生成了树状结... 详细信息

通过研究树状结构的形态构成特征,建立了描述其结构拓扑构型的形状语法规则,并探讨了实现语法规则的数据结构。以结构应变能与自重比作为结构性能的评价准则,引入应力比构建形状语法规则的应用策略,并利用所建立的语法规则生成了树状结构的拓扑形态。研究结果表明,相比于完全随机确定结构部位并应用语法规则的结构优化策略,以结构性能评价规则应用后的效果,并引入应力比诱导语法规则的应用过程,提高了结构优化的效率;所提出的形状语法规则可用于树状结构的拓扑生成。

关键词：树状结构拓扑构型形状语法结构应变能结构拓扑优化

非常乡村—形状语法的规则解析及设计应用研究

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非常乡村—形状语法的规则解析及设计应用研究

作者：范伟山东建筑大学

学位级别：硕士

我国传统村庄是不同地域条件下自然、人文等差异特征的物化表现,大都历经长期自组织演化而成,具有变化而统一的空间肌理和宅院型制,表现出“和而不同”的显著特征。然而,自我国推进新农村建设以来,一些地方政府主导开展了一系列集体建... 详细信息

我国传统村庄是不同地域条件下自然、人文等差异特征的物化表现,大都历经长期自组织演化而成,具有变化而统一的空间肌理和宅院型制,表现出“和而不同”的显著特征。然而,自我国推进新农村建设以来,一些地方政府主导开展了一系列集体建设项目,“模仿”城市住区的规划建设模式,快速建成了许多具有大规模、标准化、集约化、低成本、“兵营式”特征的新型乡村住区,遗失了传统村庄所固有的空间和形态特征。基于以上背景,探索一种能够延续传统乡村空间肌理和宅院型制的“非常乡村”设计模式,以期为当前实现高质量乡村住区建设提供借鉴。“非常乡村”是一种应用形状语法等新方法解码并传承中国传统乡村“基因”的设计模式,通过揭示传统乡村自组织“生长”现象的形式规律,应用于乡村更新建设过程,旨在能更好地延续乡村固有的传统风貌。在“非常乡村”研究中应用形状语法等生成设计方法,能够以图示化的方式解析所选乡村的语料库,解码隐藏其中的形式语言,进而通过形状规则递归推理以实现形状“涌现”,为“非常乡村”的设计结果赋予“和而不同”的气质特征。本文以形状语法作为方法,选取山东建筑大学建筑学本科专业6届“非常乡村”毕业设计成果作为研究对象,阐述基于形状语法的“非常乡村”设计生成过程,论证形状语法对图解和复现传统乡村风貌的有效性和可行性,并选取典型村庄开展乡村住宅设计的形状语法应用和验证。论文从以下四个方面阐述:（1）形状语法的理论、方法与案例解析。通过整理语言学的相关理论以及形状语法的理论和应用研究,对形状语法展开溯源和定义,并对形状语法的图形计算原理进行说明;以赖特草原风格住宅的形状语法为例,说明了形状语法对既有设计案例开展研究解读的应用方式;结合相关案例的分析,探索了形状语法的延伸研究,主要包括参数化形状语法、描述语法、并行语法、图形语法等。（2）形状语法的分析和设计应用策略。首先,归纳了形状语法基于形状词汇和空间关系的构建方法;其次,阐述形状语法在作为分析应用、设计应用和计算机程序应用时的实施方法;最后,整合形状语法的构建方法和实施方法,基于以下6个步骤构建形状语法的综合应用框架,并对每个步骤的关键要素举例说明:（1）语料的选择和语料库的构建;（2）形状词汇和空间关系的匹配;（3）形状语法作为分析工具的应用;（4）初始形状和形状规则的确定;（5）形状语法作为设计工具的应用;（6）计算机辅助设计程序的应用。（3）“非常乡村”的形状语法应用解析。概述山东建筑大学“非常乡村”研究课题的缘起,选择3份“非常乡村”毕业设计成果作为主要对象,基于形状语法综合应用框架从住区布局层级和住宅院落层级构建形状语法,分别描述其设计风格。（4）乡村住宅设计的形状语法应用研究。基于以上“非常乡村”的形状语法研究,按照形状语法综合应用框架,以山东省烟台市濯村为例,从住区布局层级和住宅院落层级分别构建形状语法,以期解码和复现传统濯村的空间肌理和宅院型制,并将设计结果与现状进行比较分析完成验证。综上,通过“非常乡村”设计模式的解读及代表性研究成果的分析,证实基于形状语法的综合应用流程能够在一定程度上延续传统乡村风貌,这为我国美丽乡村建设的设计环节提供了一种新的方法和思路。但是,当前在我国建筑学学科领域形状语法的应用研究仍然较少,乡村设计与形状语法的关联研究更是需要进一步补充,使之能更多、更好地应用于乡村高质量建设的设计过程。

关键词：形状语法乡村住区形状规则规则推理语料库生成设计

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基于参数化形状语法的产品识别设计方法研究

基于参数化形状语法的产品识别设计方法研究

作者：厉茜茜南京航空航天大学

学位级别：硕士

产品识别设计是延续企业设计风格、塑造企业独特产品形象的主要方法,也是企业设计管理的重要内容之一。根据文献调研与设计实践研究,目前企业产品识别设计多由工业设计师凭借自身设计经验与语义转换能力完成,缺少理性的系统化方法流程... 详细信息

产品识别设计是延续企业设计风格、塑造企业独特产品形象的主要方法,也是企业设计管理的重要内容之一。根据文献调研与设计实践研究,目前企业产品识别设计多由工业设计师凭借自身设计经验与语义转换能力完成,缺少理性的系统化方法流程与定量数据研究支持。学术界有关产品识别的研究多选择具有明确风格定位且样本历史丰富的产品作为研究对象,其结果的真实性毋庸置疑,但是否适用于国内中小企业仍值得商榷。本文对产品识别设计方法进行了研究,将参数化形状语法与产品识别相结合,以方太企业产品为研究载体从以下四个方面进行了研究。第一,运用认知心理学、感性工学等方法明确企业产品定位,提取产品风格意象与隐性特征。第二,通过形态分析法提取了研究样本的显性特征,定义研究样本的通用形状语法生成规则,通过对生成规则进行产品相关功能约束,避免了不合理方案的产生,可用于衍生产品创新形态。第三,通过正交试验法扩充了待研究样本,建立隐性特征与显性特征的映射模型,计算了外形部件与造型特征对于隐性特征的权重和贡献率,提取了主要造型特征。第四,在造型风格约束下对主要造型特征的变动范围进行研究,得到权重高贡献率大的部件特征应小幅度修改保持稳定,权重低贡献率小的部件特征可进行适度修改的假设,最后制定形状语法的修改规则用于衍生具有企业风格的产品形态。文末介绍了泰坦集团产品识别设计的情况,其中转杯纺纱机设计方案是本文研究的应用成果之一。

关键词：产品识别风格意象形状语法正交试验联合分析

基于形状语法的传统院落民居设计生成研究 ——以蕉溪村设计为例

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基于形状语法的传统院落民居设计生成研究 ——以蕉溪村设计为例

作者：古子豪天津大学

学位级别：硕士

中国传统民居拥有悠久的历史,反映了特定地域的文化特征,其中的传统院落民居作为种类最多、分布最广的类型,拥有着重要的历史、文化和艺术价值。而如今随着社会的发展,传统院落民居难以适应快节奏的更新进程,逐渐被缺乏文化特征的标准... 详细信息

中国传统民居拥有悠久的历史,反映了特定地域的文化特征,其中的传统院落民居作为种类最多、分布最广的类型,拥有着重要的历史、文化和艺术价值。而如今随着社会的发展,传统院落民居难以适应快节奏的更新进程,逐渐被缺乏文化特征的标准式住宅所替代。在这一背景下,本文对传统民居进行梳理,界定传统院落民居并从院落层次、同类性划分和空间开放层次进行概念性分析,之后选择闽南传统古厝进行深入的量化分析并将结果作为研究基础,结合传统的建筑设计流程和形状语法的程序化生成思路,利用程序语言实现传统民居的自动化布局及生成。该生成过程在满足快节奏建设任务的当下,也能够根据地域、使用者需求等实现定制化设计的目标。在上述完成的生成逻辑和生成体系下,选取福建泉州市德化县下辖的蕉溪村,结合旅游发展的趋势,应用编写的生成工具,从规划和建筑两个层面进行村落社区规划、民居设计以及公共空间的营造。笔者希望这项研究性设计有助于推进传统院落的现代化转译,促进传统空间模式的传承和发展,也为当代新农村的设计提供部分方向和思路。

关键词：传统民居乡村建设形状语法自动生成

基于形状语法的古建筑彩画算法生成及建模应用——以清官式旋子彩画为例

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基于形状语法的古建筑彩画算法生成及建模应用——以清官式旋子彩...

作者：张钰天津大学

学位级别：硕士

近年来文化遗产的信息化研究不断地开展,古建筑建模领域的程序化生成研究已经趋于成熟,作为古建筑重要组成部分的彩画,和木构架类似,遵循着一定的法式则例,存在着程序化构建的可能性。本文依托于建筑遗产测绘基本技能虚拟仿真实验教学项... 详细信息

近年来文化遗产的信息化研究不断地开展,古建筑建模领域的程序化生成研究已经趋于成熟,作为古建筑重要组成部分的彩画,和木构架类似,遵循着一定的法式则例,存在着程序化构建的可能性。本文依托于建筑遗产测绘基本技能虚拟仿真实验教学项目,通过对清代官式建筑的旋子彩画及其配套彩画的研究,提出了对其进行程序化生成的方法。本文基于形状语法理论,探索了适合彩画研究的图案层次表达模型和图案图元描述模型,便于对各种彩画进行结构化分析。基于两种模型,从图元分类的角度出发,对旋子彩画和配套彩画的图元特征和构成规则进行了分析与总结,提炼出旋子彩画和配套彩画的各类可算法生成的图元。通过文献梳理,整理了古建筑彩画的纹样设计规则和设色规则。结合文献、测绘数据和彩画分析结果,基于Substance 3D Designer平台对清代官式建筑旋子彩画及其配套彩画的生成算法进行研发,积累出一套旋子彩画图元库和彩画生成框架,便于调用图元节点快速生成彩画。通过对五间单檐歇山大木模型的彩画生成与纹理映射实验,提出了彩画基于构件的分布编号规则,验证了图案图元描述模型在对现有彩画分析和新彩画设计中应用的有效性,设计了彩画整体设色推算图和旋子彩画方心与池子纹样整体分布推算表,整理了模型的制作规范和模型展UV的规范。通过以上工作,完善了清代官式旋子彩画及其配套彩画的语法规则,初步探索出一套完整的对清代官式建筑的旋子彩画及其配套彩画算法生成与成果交付的流程。

关键词：旋子彩画算法生成形状语法图元库 Substance 3D Designer 程序纹理模型纹理映射

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版式设计体系中的“形状语法”初探

版式设计体系中的“形状语法”初探

作者：许琛湖南师范大学

学位级别：硕士

本文通过借鉴建筑设计中“形状语法”的设计理念,对版式设计的基本方法和特征进行了深入的分析和归纳,并在此基础上总结出一系列的类似于建筑设计“形状语法”中的关于版式设计的“语法规则”,使得不同特征和需求的版式表现方法在相应... 详细信息

本文通过借鉴建筑设计中“形状语法”的设计理念,对版式设计的基本方法和特征进行了深入的分析和归纳,并在此基础上总结出一系列的类似于建筑设计“形状语法”中的关于版式设计的“语法规则”,使得不同特征和需求的版式表现方法在相应的“语法规则”中形成更具有逻辑性和灵活性的版式样式,从一个新的视角对版式设计中的结构体系进行深入探索和研究。通过探讨除了传统的栅格体系外其它的结构体系的设计思路,为设计者提供了更多的版式设计的可能性,同时也向读者展示了丰富的版式设计解决方案以及富有创意的新鲜构思。设计师在理解了这些基本的结构体系后,可以在一个版式中灵活的编排文字和图案,可以将各种体系结构融合起来,或者是对某种体系结构进行再造,以期能够创新版式设计研究的思维方式。本文详细介绍了版式设计中不同结构体系的“语法规则”,并对其理论方法进行了设计论证和实践运用。本论文的研究为辅助设计时快速产生设计构想提供了帮助,从一个新的跨域角度来思考设计的方法,希望能对版式设计的发展与创新贡献出一份努力!

关键词：版式设计形状语法语法规则跨域设计

基于形状语法理论的浙江农居域代表平面方案研究——以嘉兴为例

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基于形状语法理论的浙江农居域代表平面方案研究——以嘉兴为例

作者：杨国全浙江农林大学

学位级别：硕士

建立能耗分析模型是研究建筑节能问题的重要方法之一,而对于浙江省农村而言,目前尚缺乏具有区域代表性的农宅能耗分析模型。以建立区域性建筑节能分析模型库为目标,本文对浙江省嘉兴地区的农村住宅开展实地与问卷调查,发现浙江农宅在建... 详细信息

建立能耗分析模型是研究建筑节能问题的重要方法之一,而对于浙江省农村而言,目前尚缺乏具有区域代表性的农宅能耗分析模型。以建立区域性建筑节能分析模型库为目标,本文对浙江省嘉兴地区的农村住宅开展实地与问卷调查,发现浙江农宅在建筑形式、平面分区、空调使用模式等方面具有相似性与差异性并存的特征,即在某个地区内,农宅的建筑形式、平面分区等具有相似性,而在不同的地区间,以上因素则具有差异性。本文首先通过分析梳理农居平面方案各个组成因子对能耗的影响,作为理论分析和研究的工具,重点阐述了语法规则的应用范畴和方法,根据语法理论的基本原理,运用形状语法理论,衍生出了适合本文所应用的新规则和新方法;其次通过确定嘉兴地区农宅长度和宽度的平均值的分布区间及分布规律,并通过应用统计学软件获取了匹配条件即边界限定条件,为下文应用形状语法规则中的匹配方法来筛选平面方案缩小研究对象的数量提供了规则和方法;第三,运用统计学的方法获得各功能间在不同区格上的分布概率,应用形状语法规则一即根据一到两个最大频数概率通过排列组合的方法得到了初始平面方案概念图,并对这些概念图中功能间之间的邻接关系应用形状语法规则二,用最大邻接频数规则进行了配对分析,为最终获取平面方案进一步缩小了研究对象;最后运用形状语法规则,将前文所得到的各类型的平面方案通过形状语法规则三即匹配规则再次筛选,并最终获取了嘉兴市农村住宅的域典型平面方案,为浙北区乃至浙江省进一步能耗模拟提供了数据支持和理论依据。

关键词：形状语法农宅区域能耗频数统计

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基于形状语法的泛族群产品造型演进设计

基于形状语法的泛族群产品造型演进设计

作者：徐姝南京航空航天大学

学位级别：硕士

在这个生产力过剩、产品同质化较为严重的时代,如何塑造独特的产品形象,能够使其既有自身的识别度又能满足个性化消费的需求?这是值得思考和研究的问题。在设计方法研究领域,针对产品识别设计的研究主要集中在显性与隐性识别要素及其对... 详细信息

在这个生产力过剩、产品同质化较为严重的时代,如何塑造独特的产品形象,能够使其既有自身的识别度又能满足个性化消费的需求?这是值得思考和研究的问题。在设计方法研究领域,针对产品识别设计的研究主要集中在显性与隐性识别要素及其对应关系,对于如何应用识别要素进行产品造型演进的研究还不深入,本文在这样的背景下尝试提出一种设计的改进方法,一方面利用形状语法辅助设计,降低产品造型设计的主观性,另一方面尝试解决产品识别设计中造型延续性与创新性之间的矛盾。该方法将产品族与泛族群的概念相结合,运用形状语法进行造型推演,以大众高尔夫品牌为研究对象,尝试进行大众高尔夫品牌电动乘用车的创新设计。首先基于形状语法与产品识别理论对前脸造型进行元素分析,随机重组待研究的样本,再通过联合分析法(Conjoint analysis)获得造型元素对于品牌形象识别的权重与贡献度。对于权重值高的造型元素应用形状语法的修改规则进行造型演进,对于权重值低的则应用泛族群概念,提取新的形状语法规则并应用到产品造型设计中。具体可以通过对目标对象的泛化,扩充参考范围,提取新的造型元素进行对语法规则的扩充,形成较为新颖的方案,同时兼顾电动乘用车的造型特点,从而生成具有大众高尔夫风格的电动乘用车前脸造型概念设计方案。文末给出了一个参与导师的实际工业设计课题案例,该课题运用了上述研究的部分方法,达到了较为满意的设计效果,进一步验证了该产品识别改进方法的可行性。

关键词：形状语法产品识别泛族群产品电动乘用车