Parametric/Generative modeling and heuristic design method

Introduction

The advances of generative modeling tools such as Rhinoceros Grasshopper and design evaluation tools such as Ecotect and Karamba opened a broad avenue for designers to explore the territory of heuristic design methods. The objective of this course is to introduce the enabling techniques, including the visual programming skill in Grasshopper, concepts and theories of design heuristic methods such as genetic algorithm. It is expected that generative modeling and design heuristic methods can be useful for researches in various field such as architectural design in general, and /or more specifically, structure design and green building design.

Course outline

1. Introduction to generative modeling
2. Heuristic design methods
3. Generative modeling and structural analysis - Grasshopper and Karamba
4. Generative modeling and environmental analysis - Grasshopper and Ecotect
5. Generative modeling and building information modeling - Grasshopper and IFC
6. More on heuristic methods

Project

There would be two design projects. The objective is to practice and to experiment heuristic design methods.

數位建築模型課程介紹

課程介紹

衍生式建模（generative modeling）是一種基於與一般電腦繪圖與建模截然不同的概念所發展出來的技術。其概念可以溯源自上世紀電腦圖學的初期發展，然而在個人電腦盛行的年代並未成為電腦輔助繪圖的主流，遲至近年才又因為Rhinoceros Grasshopper與其他應用程式的普及而成為設計應用上風潮。衍生式建模的特點就是以程序性資訊為其主體，經過電腦的解讀運算之後才衍生出圖面與模型。在建模過程中，電腦以系統化、結構化的方式記錄設計師的設計流程，因而可以在後續階段回溯前期的設計決策並加以修改，再讓電腦重新衍生出修改後的圖面與模型，提供做為檢討與溝通使用。在設計修改過程中，建築師幾乎不需要付出任何資料處理的代價。衍生式建模的另一個特點就是往往可以用極為精簡的資料來表示複雜的幾何形式，也可以將專業資訊整合到建模流程之中，讓後繼的操作調整不會影響到前期的決策。衍生式建模可能極為適合用來做為跨專業的溝通語言。本課程討論將以操作實例來說明此概念和技術如何協助建築師探索各種形式的可能性，並將所探索的形式與結構、環境與工程等相關分析結合。

課程練習所使用的工具以Rhinoceros Grasshopper為主，另外搭配延伸構件如Kangaroo, Karamba, Geko與Echotect等等，將視課程進度與同學需求進行調整。

課程概要
課程進行將以相關知識的介紹以及實務操作為主。原則上每周三小時的課程有一小時為相關知識的介紹，另兩個小時將帶領同學進行實務操作。實務操作的內容將配合同學設計課程的進度與需求進行調整。例如在設計構想與基地配置階段將練習如何用Grasshopper操作建築量體並進行所需的分析，在基本設計階段練習各種結構系統的形式建構，例如如何以空間桁架與張力構造建構曲面屋頂，如何進行立面分割的造型探索等等。以下為相關知識介紹的摘要：

1. 衍生式建模概念與技術簡介
2. 空間座標系統與幾何基本概念
3. 線與面的參數表示法
4. 向量與幾何轉換
5. 資料類型、結構與操作
6. 曲線與曲面的構成與操作
7. mesh的構造與操作

成績評量
平時成績以在課堂上操作的作業為評量依據，期中與期末將進行線上測驗，測驗內容為grasshopper模型建構，此外同學在設計作品中使用grasshopper相關技術的成果於期末整理成報告作為期末作業。