數位設計製造環境流程與分析

William Mitchell 在 1987 年於 The Art of Computer Graphics Programming 中提出使用 腳本或編程來編碼設計理論的概念。Mitchell 建議以程式作為建築設計的生成機 制。這本書遵循自 Vitruvius 建立建築設計的基本組成規則以來的傳統論文。不過，

Mitchell 的書介紹的 rule building 語言，而不是組成規則本身。

腳本或終端用戶程式 end-user program（EUP）是一組編寫於計算機代碼中的指令，

並於特定的軟體環境中執行。腳本語言的編寫使用相同的基本結構，全面的編程 語言：變量、循環、條件和功能。此外，腳本可以使用到母軟體環境已經編碼好 的功能，或增加新的功能。不過在特定的軟體環境中腳本的編寫仍有限制。然而，

腳本提供的只是適度的存取基礎結構，它允許一個代表個人和計劃的特定設計過 程。本文件中所描述的程序物件 RhinoScript 是在 Rhinoceros (Rhino)的 3D 建模環 境中的腳本語言。RhinoScript 是基於由微軟公司開發的 Visual Basic 編程語言的基 礎上。這裡描述的技術可以應用到建築設計上任何終端用戶所使用編程語言的或 Rhinoceros 建模程式都是設計背景的一部分。Rhinoceros 定義實體物件是如何代表 設計意圖有關，如何製作實體物件則由三維列印機決定。

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圖8. 數位設計/製造環境下的發展流程(Loukissas, 2004) 3.3.3 DLA(Diffusion Limited Aggregation) Experiment

當數位本身的精確、精密在工藝的定義下並非被視為優勢反而喪失其價值，如何 加入新的介質使其產生質變，在既有的技術、美感與材料知識結合數位工具，定 義出對數位工藝的新概念與材料語言是本次實驗的目標。

本實驗進行的方式將採用數位化的設計過程，利用複雜的電腦計算生成的造型使 原先由人力可能效率過低或根本無法被完成的作品可被實現，並在設計過程中採 用 RhinoScript 來創造屬於自己語言的工具。並在 CAD/CAM 實體化的過程中將既 有的技術、美感、材料知識結合數位工具，產生精細、精緻的一次性作品。

在數位化的創作過程中，避免產生數位特性中過於僵硬，線性等會使作品失去魅 力的運算結果，並試圖加入一些不確定性的因子，確使每次操作的過程皆能產生 出一系列看似相仿而實際上又具有不同的造型內容，利用此數位自動化流程發展 出不可被取代性、不可被複製性的價值，來彌補原傳統手工製作過程中的不確定 性與唯一性。

在作品的造型語法上，將採用 DLA 演算法，在有限的空間範圍中，利用隨機的 動態粒子碰撞起始定義點，產生出類似珊瑚的枝狀結構，再進一步計算力學與材 料的適切性，最後呈現出一個視覺上具有孔隙卻實體豐富的空間。

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在相同的 DLA 演算法下，透過改變腳本中的參數設定，產生出一系列相同概念 但結果不同的設計結果。即使是使用相同的參數設定，因為 DLA 演算法本身的 隨機特性，也會產生出看起來相似實質上卻不同的成品。

圖9. DLA 運算法下生成的樹狀結構

改寫腳本中的功能(生長範圍)，使粒子在特定範圍內產生碰撞，進而影響作品最 終的外觀樣貌。

圖10. 在限定範圍內生長 DLA 運算法產生球狀孔隙珊瑚結構

圖11. 以 VBscript 編寫在方形範圍內生長 DLA 樹狀珊瑚

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利用 VBScript 所產生的概念模型，進入 Rhino 中進行編修，使其成為可輸出成.STL 檔的三維模型。

圖12. 在 Rhino 環境下模擬生成示意圖

圖13. 將運算的結果輸出至快速原型設備產生的實體模型