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研究生: 張展嘉
Chen-Chia Chang
論文名稱: 參數設計與數位製造之操作案例實證
Case Study of Parametric Design and Digital Manufacturing
指導教授: 施乃中
Naai-Jung Shih
口試委員: 施宣光
Shen-Guan Shih
葉正桃
Chen-Tao YEH
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 設計學院 - 建築系
Department of Architecture
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 217
中文關鍵詞: 曲面形變卡榫參數化設計
外文關鍵詞: curved surface, morgh, joints
相關次數: 點閱:265下載:53
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本研究針對特定設計元素進行表面樣式調整和原型轉換操作,試圖建立通用之參數化造型設計手法和參數化操作邏輯以進行自由形體之創作,並以實際形體在空間中建構特定構造模式為目的。經由數位製造技術之運用,以快速製作實驗最常見的兩種模式:紙雕摺疊塑形(Folding)和骨架卡榫(Ribs)為範疇,探討兩種構造在造型應用上之可能性,了解其快速組構時須解決之問題。透過不斷實驗和修正,可快速構築之構造形式和參數化設計方法得以完成。
研究結果顯示應用參數化軟體作為構件和接頭之開發工具,可成功改良傳統標準化構件系統,呈現嶄新的構造形式;從設計到施作之過程亦可呈現一種獨特的設計構築操作模式,有利於整合結構、構造與數位設計及數位製造等相關領域技術。而其操作紀錄、構築經驗探討與相關問題之提出,更可作為後續不同材料研究之比對基準。


This study tries to develop a general parametric design and manipulation method to create free form shapes, by applying feature adjustments and prototype transformation to specific design elements. Digit fabrication technologies were used to two common patterns, the folding and ribs shapes, for possible application and construction problems. A fast constructible shape and related parametric design method were developed after the experiments and the modifications of a series of cases.
The study shows a traditional standard component system can be improved for new construction forms, by applying parametric program to components and joints. A special working pattern was developed from design to construction process to integrate the structure, construction, digital design, and digital fabrication. The working records, construction experiences, and problem-solving methods can be used as a reference for the future studies of different materials.

目錄 目錄 VII 圖目錄 XI 表目錄 XV 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2研究目的 3 1.3研究範圍和方法 3 1.4研究大綱 5 1.5研究架構與流程 6 1.6相關詞語定義 7 第二章 相關文獻分析探討 9 2.1 關於演算設計(Generative Design) 9 2.1.1 演算式設計概述 9 2.1.2 演算式設計流程與步驟(Generative design process) 11 2.1.3 演算式設計方法GDM (Generative Design Method) 12 2.2參數化相關應用整合 16 2.2.1參數化工具 16 2.3參數化設計相關應用及論述 21 2.3.1 數位製造技術 21 2.3.2摺面形塑立體相關論述 23 2.3.3參數化案例 23 2.4小結 29 第三章 構件與接頭參數化探討 31 3.1 設計元素及操作手法 32 3.1.1 設計元素 32 3.1.2 表面樣式調整及合理化 43 3.1.3 原型轉換模式與規則 50 3.2構造形式之探討 55 3.2.1構件之組成邏輯 55 3.2.2不同連結形式之接頭 59 3.3構件先期設計探討與製作實驗 64 3.3.1先期設計、製作流程規劃概要 64 3.3.2 快速組裝構件之設計及製作實驗 67 第四章 參數化構件設計及製作 81 4.1 CAD構造之DLL模式探討 81 4.1.1 CAD類型之DLL模式 81 4.1.2 構造、接頭參數化機制與模式 82 4.2 圖形化編程語言(GPL)之實作探討 84 4.2.1 Grasshopper社群之分類 84 4.2.2 Grasshopper實際案例設計探討 88 4.3 實際案例設計及製作 99 4.3.1半圍封摺疊塑形疊砌(Open Solid Folding and bricklaying) 99 4.3.2 多邊形面連接系統(Folding) 105 4.3.3 原型摺疊塑形立體(Solid Folding bricklaying) 117 4.3.4 曲面折板立體肋架(Folding and Ribs) 122 4.3.5 原型摺疊塑形立體肋架(Prototype Folding and Ribs) 129 4.4 小結 144 4.4.1 構造設計問題及特點 144 4.4.2設計、製作之反面模式 148 4.4.3參數化如何影響設計 150 第五章 結論與後續研究發展 153 5.1結論 153 5.2後續研究發展 155 參考文獻與資料 159 中文部份 159 英文部份 160 中文網站 161 英文網站 161 附錄一 設計操作紀錄 163 附錄二 相關紀錄圖表 171 附錄三 基本操作概念介紹 175 附錄四 GPL編程 191 附錄五 論文修改增訂部分 199

參考文獻與資料
中文部份
1. 王文棟,RhinoScript for Architecture參數建模,中國青年,中國北京市,2011。
2. 王嬿晴,曲面空間桁架系統之參數化設計與數位構築Parametric Design and Digtal Fabrication for Curved Space Truss,台北市,2011。
3. 鄭泰昇,互動建築Interactive Architecture,田園城市文化,台南市,2010。
4. NCF建築設計論壇,Grasshopper中文運算器教程,NCF.5D6D.COM,2010。
5. 王冠勛,自由造型系統與多媒體展現系統之整合應用研究The application of free form system and digital media display system,台北市,2009
6. 趙永豐,移動的台北-3D雷射掃描於人體動態紀錄及相關藝術創作之應用Taipei on The Move-The Application of 3D Laser Scan in Body Movemnet Recording and Related Artistic Creations,台北市,2009。
7. 陳文祥,以碎形理論探討數位建築設計方法,台北市,2006。
8. 陳俊昌,演算式建築設計的探索,台北市, 2005。
9. 3D電腦動畫原理Principles of Three-Dimensional Computer Animation,陳娟宇 譯,旭營文化,台北市,第三版,2004,原著1998。
10. 孫偉,釋放造型-Rhino曲面造型技術典藏,中國北京市,2002。
11. 簡聖芬,演算式設計輔助系統:現況與未來發展Generative Design Systems: now and beyond,台北市,1999。
12. 建築模式語言The Pattern Language,張聽度、周序鴻 譯,六合出版社,台北市, 1994。
13. 材料力學Mechanics of Materials,陳長城、邱勤山、簡國雄、余永平譯,台北市,1993。
14. 劉成群,張超群,應用力學─靜力學,文京圖書,台北市,1991。

英文部份
1. Blaine Brownell,” Transmaterial 3:a catalog of meterials that redefine our physical environment”,Princeton Architectural Press,New York,no 1,pp.20 ,2010.
2. Francois, Blanciak., “SITELESS:1001 Building Forms”,Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA, pp.37-76, 2008.
3. Reiser, jesse., “ATLAS OF NOVEL TECTONICS/ Reiser+Umemoto”, Princeton Architectural Press, New York, pp.126-131, 2006.
4. McWilliams, and Jeroen Barendse. “Form + code in design, art, and Architecture”, Princeton Architectural Press, New York, pp.8-23, 2010.
5. Andrew Payne., and Rajaa Issa., “GRASSHOPPER PRIMER”, Grasshopper3d, pp.2-17, 2010.
6. Sivam Krish, “Apractrcal generative design method”, Computer Aided Design,pp.1-10, 2011.
7. Mark Garcia, “The Diagrams of Architecture”, John Wiley & Sons, London, UK, pp.250-268, 2010.
8. Greg Lynn., and Mark Foster Gage., “Composites, Surfaces, and Software”, Yale School of Architecture, New Haven, CT, USA, pp.108-118, 2010.
9. ZUBIN M. KHABAZI., “Generative Algorithms:Using Grasshopper”, Mohamad Khabazi, pp.57-67, 2009.

中文網站
1. NCF Architecture Designs, http://ncf.5d6d.com/bbs.php,2009。
2. Shaper3D,http://bbs.shaper3d.cn/bbs.php,2010。
3. NVidia Taiwan,http://www.nvidia.com.tw/object/tessellation_tw.html,2009。
4. 洪朝貴,Graph,http://people.ofset.org/~ckhung/b/dm/graph.php,2005。
英文網站
1. Daniel Shiffman, http://www.shiffman.net/teaching/nature/, The Nature of Code, 2010.
2. Andrea Graziano, http://www.co-de-it.com/wordpress/information-lecture.html, In[from]mation Lecture Alessio Erioli, 2009-2010.
3. Sivam Krish, http://generativedesign.wordpress.com, Generative Design,2011.
4. Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Generative_Design, Generative Design, 2010.
5. Patrik Schumacher, http://www.patrikschumacher.com/Texts/Parametricism%20-%20A%20New%20Global%20Style%20for%20Architecture%20and%20Urban%20Design.html, Parametricism:A New Global Style for Architecture and Urban Design, 2008.
6. Sivam Krish, http://generativedesign.wordpress.com/2011/01/22/design-by-dlls/#more-1283, Design by DLL, 2010.
7. Winchell Chung,http://atomicrockets.posterous.com/how-to-draw-the-voronoi-diagram-0, How to: Draw the Voronoi Diagram, 2010.
8. Awalin Sopan, http://awalinnabila.blogspot.com/2008/10/voronoi-diagram.html, Voronoi Diagram, 2008.

9. Gramazio & Kohler Architecture and Digitale Fabrikation , http://www.dfab.arch.ethz.ch/web/e/lehre/131.html, The Resolution Wall, 2007.
10. McWilliams, and Jeroen Barendse., http://formandcode.com/ /code-examples/, Code Example, 2010.

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