参数化设计通过控制参变量数值，使结果发生变化，它打破了现代 主义的单调，崇尚非线性的自由，通过提取自然中的元素，使大量随机变 化的造型融入设计中。伊拉克裔英国女设计师扎啥・啥迪德（ＺａｈａＨａｄｉｄ） 将参数化运用到建筑、产品等领域，设计出很多超乎人们想象的形体，形
的需求分为五个层次，即生理需求、安全需求、情感和归属的需求、尊重 的需求、自我实现的需求。当人们的生活水平和认知水平不断提高，基本 需求得到满足的时候人们会有自我实现的需求。对于产品本身，不仅仅要 满足人们简单的使用功能，承载更多的是人内心的诉求。产品作为外在展
的可能性，数字模型可以直接输出到二维或者三维数控设备成型。数控
设备是参数化设计实现的重要技术平台，多曲面、不规则、序列性的结构 借助此平台完成，最后通过人工、机械或激光定位的方式组装在一起。 目前，参数化设计常用的加工制作工具主要有以下几类：１．数控机 床，数控机床可以加工复杂度高、精度高的形态，根据不同的材料，数 控机床又分不同的机型。２．３Ｄ打印机，“３Ｄ打印是以数字模型文件为基 础，并运用金属或者塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物 体。”汹３Ｄ打印机随加工材料的不同而分类，原理依据是“分层制造、逐层 叠加”。３Ｄ打印设备无需后期组装，方便快捷，其局限性是目前技术并不 是很完善，体量、材质和精度都有局限性。但是技术的进步使设备越来越 完善，３Ｄ打印将是未来参数化产品的主要方向。３．工业机器人。受体量和 安装精度的要求，很多参数化方案如果采用人工方式会带来误差，从而影 响整体效果。因此通过程序直接输出空间定位，采用工业机器人搭建完 成，可以大大提高效率，对于大体量的产品而言，工业机器人是今后的主 要发展方向。加工制作技术的进步打破了传统加工制造工艺对于设计师 的局限，增加了设计的趣味性与灵活性，让参数化更广泛地应用到产品设 计中。同时，造型的创新也加速了新材料的研发与应用。 以艺术陶瓷类产品为例，设计师在做传统陶瓷产品造型时，首先要考 虑这种造型是否可以实现，包括模具的制作与材料的应用性。设计过程 中受到现实条件的限制和约束。然而３Ｄ打印技术的不断发展使设计师摆
基于Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒｌ刍９参数化设计 在产品设计中的应用探索
ＴＨＥ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＡＲＡＭＥＴＲＩＣ ＤＥＳＩＧＮ ＵＳＥＤ ＩＮ ＰＲＯＤＵＣＴ ＤＥＳＩＧＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＧＲＡＳＳＨＯＰＰＥＲ
北京工业大学艺术设计学院戴欣伟
摘要：
近年来，随着科技与技术的进步，参数化设计作为一种设计手法，配合参数化设计 工具——Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ，越来越多地被应用到设计领域，其中以建筑领域应用最为 广泛。然而，在工业设计领域，参数化设计概念的提出要远早于建筑领域。数字技 术的发展．让参数化设计为产品设计注入了新鲜的血液。本文从参数化设计带来的 变化入手，探讨Ｇ ｒａｓｓｈｏｐｐｅ ｒ的基本设计原理，以及如何将参数化设计在产品设计 中进行应用
１２１王男王佩国，参数化设计在产品造型设计中的应用研究ｍ，设计，２０１４（ＣＯ期）
【３１３卞京，产品造型设计的参数化探讨ＩＭＩ’中国美术学院．２０１３．５． 【４ｌ馀卫国，参效化设计与算法生形。Ｄｌ世界建筑２０１１ 【５１李士勇著，非线性科学与复杂性科学［ＭＩ胎尔滨工业大学出版社２００６ 【６】曾旭东王大川陈辉，参数化建模【Ｍ１．华中科技出版社，２０１１． １７ｌ朱祥陈网，探析基于参数化设计方法的产品造型设计ＩＪ】网代装饰，２０１５（１０期）
产品｛学研探索。１２３
万方数据
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｉｎ
ｒｅｃｅｎｔ
ｙｅａｒｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ
ｏｎ ａｒｅａ
Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ是ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ的可视化编程插件，它与其他基于三维建 模软件的编程环境都一样，具有两个必要特征，一是编程环境特征，第二 是几１可功能特征，也就是说，它们都是被强化了几ｆ可功能的编程环境。
程序能够同时处理多组数据，计算速度远远高于人脑，呈现方式大大优于 手工，因此能够产生异于传统的复杂造型。其次，数据程序特性给输出结 果带来了极大的可调节性，解放了设计的劳动力，促使设计师深入到更复 杂的设计领域。
（一）参数化设计在感性与理性层面上应用
１参数化设计大多数的灵感与参数大多都是来源于自然界，而数据 的加工处理方式又是计算机式的理性方式，由此可见，参数化设计应是将 感性与理性相结合的设计。 ２感性指满足人ｌ＇ｒ］１）９，ｂ理需求，按照马斯洛的层次需求理论来说，人
１２２学研探索产品
万方数据
通过干扰、编织、ｖｏｒｏｎｏｉ、随机、生长循环等计算机运算方式生成新颖、 奇特的造型，给人们带来全新的感受。Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ的参数化设计作为造
型方式的一种，应用在诸多产品设计领域中，通过控制不同的参数，得到
干变万化的造型。 以首饰设计为例，对比传统首饰设计，参数化首饰设计为首饰艺术 的创作带来了更多的可能性。首饰设计师前期确定设计主题与灵感来源， 中间过程通过计算机处理图形变换，最后筛选设计方案。这样极大地解 放了设计师的思维，拓宽了设计思路，同时满足人们追求个性与自我的需 要。 ３从理性角度出发，产品设计从计算机模型转化到实物是一个理性 的过程。而先进的数字制造技术为复杂的数字模型制作过程提供了无限
脱了生产制造的约束，将技术与艺术更好地联系在一起。（如图３）再如体
积较大的家具产品，Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ与ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ结合可以将复杂的数字模 型直接展平生成ｃａｄ图纸，将制作内容分为批量制作与单独制作部分，从 而实现复杂的参数化造型。
现自我与区别他人的标志，需要体现出使用者个性的一面。 （１）对于在一定时期内，一次出产的、在质量、结构和制造方法上完 全相同批量化产品而言，其主要功能是满足人们的使用功能，其次造型的 变化是满足人们的高级需求。与传统设计方法相比，相同的是，参数化设 计首先也要结合产品的功能，在满足功能的前提下，优化产品造型，同时 考虑加工材料与制作成本；不同点在于，参数化设计通过数据连接，能够 快速修改设计方案，数据调整带来的丰富肌理变化是人手动不能或者很 难达到的效果，借助参数化工具，设计师可以快速实现方案调整，从而对 比设计方案。以宝马设计的概念汽车Ｖｉｓｉｏｎ
Ｎｅｘｔ
参数化设计作为现在与未来产品造型发展的方向之一，它将感性与 理性结合，将艺术与技术结合，解放设计师的思维束缚，为产品设计带来 更多的可能性。Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒｉ配合ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ，作为参数化软件的一种，可 以低成本的实现复杂造型的设计过程。与理性的制作技术结合能够快速
实现人们更高层次的需求。为未来产品设计带来无限的可能性。一
成了独特的设计风格。（如图１）
有调研结果显示，产品设计中绝大多数的产品都是改进型设计，参数 化设计中数据与产品造型有明显的对应关系，设计师通过修改设计参数 从而得到不同的设计结果，增加了产品设计的柔韧性，降低时间成本，提 高设计效率。同时，参数化的设计使设计过程充满无限可能性。随着科技 的发展，产品的未来具有更多的不确定性，设计师在满足产品的功能与使 用前提下，运用数字技术与参数变化，创造出更多的可能性。最后，参数 化设计与数字技术结合，对设计最终方案进行模拟评估，有效地降低了产 品成本，提升了制作过程的可控性。 参数化设计未来还有可能带来商业模式的变化，随着３Ｄ打印设备的 普及与技术的成熟，越来越多的人开始追求个性化的私人定制。参数化的
ａｒｅａ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：
Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ Ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ不同模式下呈现不同配
一前言
“参数化设计源于几何，其本质是在可变参数的作用下，系统能够自 动维护所有的不变参数。””１Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ是一个基－于ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ的可视化 编程插件，它继承了ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ中绝大多数的几何功能，并结合程序特征 形成了数百个功能丰富的几何功能运算器。越来越多的设计师在探索如 何将参数化更好地运用到设计中去，从而丰富设计形态，降低设计成本， 提高设计效率。本文将从感性和理性两个层面对参数化在产品设计中的 应用进行探索。
关键词：
Ｇ ｒａｓｓｈｏｐｐｅ ｒ参数化设计产品设计
中圈分类号：ＴＢ４７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３一００６９（２０１６）０６—０１２６—０２
可变性与多样性恰好能够满足人们对于个性化的需求。商业社会会因为 数字技术发生很大的改变，未来人们出售的可能不仅仅是产品，而是产品 数据。
三Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ的基本设计原理
Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅａ．ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｅａｒｌｉｅｒ ｔｈａｎ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｂｒｉｎｇｓ
ａ ａｒｅａ
ｒＲｂ分为逻辑运算器与几何运算器，逻辑运算器分布
Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔａｒｔｅｄ
ｌｉｓｔ、ｃｒｏｓｓ
ｆｒｅｓｈ ｂｌｏｏｄ ｉｎｔｏ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｔｈａｔ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｂｒｉｎｇｓ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｇ ｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｈｏｗ ｔｏ ａｐｐｌｙ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔ
１００为例（如图２），车身
参考文献 ¨】ｉ李鸣字，参数化设计应用探索Ｄｌ捌Ｍ专题，２０１３．
周围可变形、拉伸的灵动结构正是通过参数化设计达到的，与使用功能 相结合，使车身轮廓拥有极低的０．１ ８Ｃｄ风阻系数。 （２）对于非批量化的产品而言。非批量化生产中的部分产品目的就 是满足人们个性化需求，也就是实现自我需求的一种途径。根据不同的要 求定制从而产生不同结果。Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ编程化的建模方式，可以通过修 改相应参数，使方案快速匹配定制要求。同时，编程化的建模方式还可以