Grasshopper studio final journal - led by prof. C.K Lim - 2019

Grasshopper

studio final journal: led by prof. CK Lim

Hao Hsiang Chang

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case study

本案是曾在建築界眾所矚目的 GUGGENHEIM HELSINKI 競圖中我最喜歡的提案之一﹐本案的設計者 TOM WISCOMBE 也 是 啟 發 我 接 觸 參 數 設 計 的 原 因。 本 案 的 整 個 建 築 造 型 甚 至 到 一 樓 podium 的 設 計幾乎全是參數設計的運用。第一次看到這個案子時我完全無法想像這種三維度空間擠壓出造型是如 何被建構出來的﹐儘管不是什麼優美的自由曲線空間﹐它卻賦予了空間一種神祕感﹐是即使身處空間 之中也無法想像空間全貌的﹐或許這就是建築師想傳達的感覺吧。 在神秘的黑色皮層之內隱藏這一個如水晶般的量體﹐是它的推動以及擠壓才形成了外在的幾何造型。 一樓的 podium 也是描繪建築量體所製造的陰影位置而形成的﹐若沒有數位軟體的運用﹐描繪此形體 可能要花上許久時間。

guggenheim helsinki

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case study

本案位於義大利羅馬的市中心﹐是一座多功能的展演廳。建築師 FUKSAS 試圖在古典方正的羅馬都市 規劃與自由曲線中找尋一個平衡 ﹐進而發展出在一個方正的玻璃盒子之中﹐置入一座看似漂浮在空間 之中的「雲型結構」。此空間最為有趣的地方在於「雲型結構」 與方盒子之間的關係﹐再來是身處「雲 型結構」 內部和在建築外觀看「雲型結構」時的三種層次。第一次看到此案的時候我並沒有意識到它 是參數設計﹐當時也沒有參數設計的概念﹐只是對這種在室內空間再置入一個結構的概念很有興趣﹐ 當時也將此概念實驗在設計案之中﹐但因缺乏參數的依據﹐對於為何要這樣曲而感到困擾而沒有繼續 發展下去。 我認為本案最為困難的部分不是在於建構此幾何造型﹐而是如何將電腦繪圖轉換為真實的構築。這種 digital fabrication 是我最近非常感興趣的課題。

the cloud

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case study

本案源自於挪威雕刻家 BJARNE MELGAARD 所提出了一個構想﹐能不能將雕塑品轉換成一棟住宅 ? 就傳統設計建築的方式﹐建築師或許會開始分析目標作品﹐將它解構轉換為基本幾何構造及單元﹐進 而將建築蓋出。但 SNOHETTA 則善用了現今的數位掃描技術﹐將雕塑品掃描進電腦﹐運用電腦運算 將其解構為許多三角形的碎形幾何﹐在經過層層篩選和調整後所形成最後的建築量體。雖然這並不是 什麼特別創新的舉動﹐卻大大的震驚了我﹐因為數位運算竟然取代了建築師對於目標物件做解構及轉 化的工作﹐ 我們豈能還不學這樣的工具嗎 ? 長時間以來﹐藝術與建築設計被視為感性和理性的代表﹐ 此案卻成功將兩者結合為一﹐ 或許這是至 高第以來新的一種建築革命 ?。

a house to die in

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abstract

Maker Faire 是美國 Make 雜誌於 2006 年在舊金山所創立的，目的是要在全球的各個產業、教育體 制及文化發展中開始一個「自造者」的改革。至於「自造者」是什麼呢 ? 在全球化的時代裡，資訊已 不像過去傳遞的緩慢，新的技術與科技日新月異，只要學者在網路上一發表，下一秒便能遍佈世界上 的每一個角落。能夠取得這些資訊後，人們便能輕易的與其專業技術做結合，進而產生新的發明與火 花，而這些人就成為了「自造者」。這些「自造者」代表的是如今的創造，已不在只是貴族與高知識 分子的專利，人們不分男女老少皆有能力創造出令人驚豔的設計與發明，讓世界變得更加豐富美好。 Maker Faire 的存在，為這些默默耕耘的「創客」們提供了一個絕佳的實體舞台，幫助它們與業界上 的產業、社會大眾做接軌，讓他們更有機會將想法與技術做更深入的發展，同時也鼓勵更多人自己動 手創造令人驚奇的創意作品。 The Greatest Show and Tell on Ear th 雖 然 不 是 The Biggest 卻 是 貨 真 價 實 的 是 The Most Significant。它是新時代的象徵，它向世界宣示創客的時代已降臨，要世界上的男女老少、不分貴賤， 拿起手邊的工具一起改變世界。

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maker faire

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report

在這次來到 Maker Faire 之前，我對「創客」與「自造者」並沒有太多太深入的了解。過去對創客的 理解不過就是一群國外的小小創業家為自己取了個華麗的名詞罷了，甚至連台灣有這樣的一個博覽會 都不曾聽說，更懷疑這展覽會有什麼樣的看頭，又有誰會來參觀 ? 然而才剛步入華山文創園區便看到 園區內人潮洶湧，還是有來自各種年齡族群的。這讓讓我相當的意外，畢竟讀了四年的設計學系，閱 覽的展覽無數，卻還是頭一回看到一個展覽可以吸引這麼多元的族群，讓我不禁開始思考我對「創客」 一詞是否理解妥當。 看到展覽的標語 The Greatest Show and Tell on Ear th 讓我非常興奮，因為 Show and Tell 一詞是 我自從幼稚園之後就再也沒有聽說過的。小時候讀外語幼稚園，外國老師每個禮拜都會選一天讓同學 帶自己最寶貝的玩具來學校與班上分享，那天也就成為一週之中大家最期待的一天，因此我很能體會 Maker Faire 對這些創客的重要性，與他們在介紹自己的作品時的心境。他們是在將自己多年的心血 所產出的寶貝推廣給社會大眾，所以他們各個使盡絕活，作品爭奇鬥艷，也難怪展覽能那麼精采，讓 來自各個背景的大人小孩逛的不亦悅乎。 在 Maker Faire 裏頭，我看到的不是資本主義頭腦的創業者在推銷自己的小發明，有許多作品根本沒 有要商業化的意思，這些「創客」是學生、是老師、是藝術家。他們展示的是一個未來、一個夢想、 一個大家都可以是發明家的烏托邦世界。結合了當今最流行的 3D 列印技術與雷射切割，人人都可以 做 出 工 藝 產 品、 玩 具、 益 智 遊 戲 ; 過 去 難 以 開 模 的 零 件 現 在 都 可 以 自 行 製 造 ; 過 去 難 以 創 造 出 的 形 體 現在也能運用電腦輕鬆產出。我所看到的完全顛覆了我的想像，有太多作品讓我瞠目結舌，佩服不已。

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maker faire

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focus

這 次 來 到 Maker Faire 有 幾 個 作 品 讓 我 印 象 深 刻， 第 一 個 即 為 MakerBar 的 陶 瓷 3D 列 印 作 品。 MakerBar 是 一 個 創 客 的 co-working space， 他 們 提 供 良 好 的 工 作 境 與 完 善 的 digital fabrication 的設備，讓自造者能夠不用花大錢自行購買機器便可製造出相當有水準的工藝產品。而他們是由一群 建築設計相關背景的年輕人創立的，自己也設計製造了一系列由陶瓷 3D 列印出的花瓶，並販賣於誠 品的文創市集。有趣的是這個花瓶與楚卿老師在進階設計電腦繪圖 Data tree 的練習作業極為相似。 仿生飛行趣的仿生飛機是另一個讓我非常驚豔的作品，設計者身為 IC 背景的工程師，對流體力學並沒 有太深入的了解，卻自行上網學習，並改良出多種實際能飛行的仿生飛機。這些飛機不但能飛行，甚 至連翅膀的運動方式都是根據其所模仿的動物所設計，其零件也皆為設計者自行 3D 列印出的。更厲 害的是，設計者將這些飛機的製造方法公布網路上，讓他成為 open source，簡直是創客的最佳典範。

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report

Nico-Tech 的外骨骼也是另一個我非常喜歡的作品，儘管他在技術或科技上沒有讓我特別感興趣，但 表演者與作品的搭配實在是太過生動，使他不管穿梭在展場的任何空間都相當引人矚目。 位在展場二樓的線控機器人工作坊則是喚起了我童年玩遙控樂高 Mindstorm 的回憶，看著這些開心 的小孩子們，僅花一天便做出遙控車在長桌上相互比試，我想這也是 Maker Faire 最重要的目的 - 激 發年輕一代的創造潛能吧。 這 次 的 Maker Faire 我 也 總 算 親 眼 目 睹 楚 卿 老 師 帶 領 的 CK fablab 所 自 行 製 造 的 三 輪 車 ; 看 到 老 師 上課所說的運用 Grasshopper 跟 3D 列印出 Joint ; 和不用建模便可輕鬆列印出複雜幾何形狀杯子的 user interface 等數位設計在現實中的運用方式，可以說是為本次展覽參訪畫下完美的句點，學到了 很多也開了很多眼界，甚至有種在見證時代轉變的感覺，也激起了我買台 3D 列印機回家玩玩，嘗試 做做創客的衝動 !

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triply periodic minimal surface

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Fig 01

talk

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「世界上有很多問題，甚至有很多人還在餓肚子，但為什麼 NASA 還是要上太空 ?」這句話給我有很 大的震撼，我們在台灣所受的設計教育，從普遍學校的畢業設計即可看出其中的趨勢。我們的畢業設 計教育大多要求我們做城鄉調查、基地考察來尋找社會上的各種問題作為我們的設計議題，系上教授 更是希望我們能做一些社區改造計畫，實際透過設計改善社會上的問題等等。這些問題固然重要，也 很實際，但是難道設計就只有這一個面向嗎 ? 室內設計既然是一們「空間」設計系，但為何空間已不 再是設計的重點了 ? 此次的演講者胡介璿先生曾獲 ASL A 美國景觀設計師協會所頒發的 2011 Student Awards(Fig 01)， 現在更是建築顧問公司專門處裡建築設計與建造上，所能用電腦參數技術解決的問題。他並不是一個 天馬行空的烏托邦主義者，反而是個非常務實的設計工作者，但從他口中卻說出了這樣的一句話，乍 聽之下或許非常聳動，但仔細想想，似乎也不無他的道理 ...

About lecturer Assistant Manager HKR Engineering Consultants 2013 – present National Chiao Tung University Master of Science in Architecture 2009 – 2011 National Chiao Tung University Bachelors Degree in Mechnical Enginnering 2004 – 2008

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talk

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Fig 04

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其實在修這門課之前，我對「參數設計」其實就有一些基本概念，而最先啟發我的正是楚卿老師第一 堂 課 所 播 放 的 TEDS Talk 演 講。Michael Hansmeyer(Fig 08) 當 初 從 細 胞 分 裂 取 得 了 靈 感， 進 而 設 計了一套「過程」，最後由電腦畫出了令人嘆為觀止的設計，而他那句「Now we can design what the human head can no longer design nor draw.」更是嚇壞了我。然而仔細一看，此演講已經 是 2012 年的演講了，這 6 年來參數設計漸漸崛起，但反對聲浪更是洶湧而至，從影片底下的留言便 可看到各種笑稱這類設計不過是在「玩形」或是「是電腦的設計」等等的批評。 這種反對立場似乎在台灣設計界仍然是主流，學校老師們不了解「參數設計」，使得學校並沒有完善 的教學制度讓學生更了解認識這項工具，甚至許多老是會在評圖的時候認為這些東西稱不上「設計」。 老師們這樣的立場儼然影響了不少學生們，同學們聽到「參數設計」或是看到自己無法理解的幾何空 間便會將他標籤化，認為他不過是電腦產出的罷了。但套用楚卿老師的話「設計師不動，電腦頂多是 黑屏，哪來的設計呢 ?」我認為這原因在於人在面對新的事物時，不免會有些恐懼，而又聽到了一些 反對聲浪後便會乘著這些風浪來安慰自己不去學習這樣新的工具。 在 學 校 大 家 普 遍 相 信 著 Form follows function， 老 師 們 提 倡 設 計 要 能 夠 用 diagram 來 說 明。 講 到 diagram 便 不 能 不 提 丹 麥 事 務 所 BIG 了， 甚 至 在 大 二 有 一 次 平 時 作 業， 助 教 直 接 貼 了 BIG 網 站 連 結 要我們照描它的 graphics。但老師們卻普遍不知道 BIG 正是一所非常會偽裝的「參數設計」事務所， 其設計之所以能達到 Form follows function 並有這麼好的效率絕非只是設計課老師最常講的不要西 曬、要有 natural ventilation 等等，而其實從量體到建築立面的每片面板方位都是「參數設計」的功 勞，也正是這些老師反對也不知如何評論的工具，這是非常諷刺的。 胡 介 璿 先 生 正 身 處 實 務 上「 參 數 設 計 」 的 一 線 戰 場， 也 是 台 灣「 參 數 設 計 」 的 推 廣 者 先 驅 之 一， 他 在 工 作 上 每 天 在 處 理 的 就 是 這 種 偽 裝 的「 參 數 設 計 」 所 以 自 己 在 閒 暇 之 餘 玩 起 了 Programing forms(Fig 02-04)，他在探索的是「參數設計」這項工具的極限、在開拓新的疆域、尋找新的可能， 他正在「上太空」。

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talk

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與 其 說 胡 介 璿 先 生 運 用 參 數 工 具 在「 創 造 」 空 間， 其 實 我 認 為 他 更 像 是 在「 發 現 」 空 間。 像 是 他 運 用力場 (Fig 03) 繞出空間或是像是經過層層的鏡射所產出有如細菌般的奇妙空間 (Fig 05-07) 等等， 似乎都是大自然早已存在的空間似的。這如顯微鏡底下如細菌般的空間是胡先生運用 Python 自形設 計 Grasshopper 的 component， 並 且 設 定 它 重 複 在 一 個 曲 面 上 對 一 個 造 型 不 斷 複 製， 在 概 念 上 與 Michael Hansmeyer(Fig 08) 有著異曲同工之妙，外行人或許會說這種設計都是在「玩形」但我並不 同意。 「玩形」是我為了創造奇怪的造型而隨機亂畫一些圖在挑選好看的，在創造空間時是沒有邏輯的，純 粹如藝術家般憑著主觀意識自由發揮。但這細菌般的空間是胡先生嚴謹地寫下了一個公式，他跟在做 任何設計一樣有一個目標、一個設計方法、過程等，只不過過程過於複雜最後交由電腦運算而已，難 道這樣不算設計 ? 我相信這樣的設計過程已經比許多人做設計時還要更嚴謹了，創造出的空間更複雜、 更有趣，而創在獨特的「空間」不也是「空間」設計系的本質嗎 ?

Fig 08

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胡介璿先生介紹的一個由許多小盒子堆疊，最後用 Mesh relax smooth 成一個 Free form 的空間量 體引起了我很大的共鳴，原因是因為我現在做的一個設計案 (Fig 09-12) 運用了很類似的概念。 這個案子是一個四層樓的工廠辦公建築，我的老闆希望有一個「破繭而出」的概念，因此我的想法是 希望公司的員工能象徵著那股破繭的力量，使中央垂直動線的人流成為塑造建築量體的主要變因。在 手 法 上 我 先 按 照 機 能 面 積 需 求 工 整 的 堆 出 一 個 正 立 方 體， 在 運 用 立 方 體 生 成 一 個 Mesh 的 皮 層 (Fig 11) 將其包覆。此 Mesh 皮層會隨著內部方塊的移位而不斷改變形狀。再考慮風向、馬路車流等因素， 經過反覆調整內部方塊將建築外觀造型定案，原先工整的立方體中間便會因而形成一個不規則的空隙 (Fig 10)，似乎像一個力從立方體的中心作用，將小方塊推移到最後的位置，進而影響皮層的造型。 最後再由此縫隙上的點構成垂直動線的空間，每當員工從辦公室經過垂直動線離開建築體回到員工宿 舍時，就有如破繭而出，迎接美好未來的概念 (Fig 09)。 就像胡介璿先生所說的，我認為「參數設計」它是一個工具，它可以幫助我們做分析、創造空間或甚 至實現我們的概念和願景，若我沒有這項工具，「破繭而出」這個概念並沒有辦法落實得如此完整， 我們頂多「大概」畫出一個能包覆小方塊的皮層罷了。「參數設計」能做很多事情，但它絕對不能幫 我們做設計，希望這樣的迷思能快點被破解，讓更多人了解並進入這個神奇的世界。

Fig 09

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Fig 10

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kangaroo

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雖然之前就有接觸到參數設計 , 但並沒有很深入 , 於是在這學期來到這裡學 grasshopper. 在第一次進 入到參數的課堂時學的是點和線的連接 , 剛開始練習的時候 , 我就一直思考著最後的模樣會變成甚麼 樣 子 , 雖 然 最 後 交 的 作 業 並 沒 有 像 大 家 一 樣 嘗 試 不 同 的 pattern, 而 是 透 過 上 課 學 到 的 加 以 摸 索 下 去 , 繪製出一連串的建築量體 . 當完成這件事時 , 雖然過程很辛苦 , 因為有些是經過找書上網才繼續深入了 解到 , 但很開心最後呈現的作品 , 這讓我更加知道 grasshopper 是利用一連串的邏輯在做事情 , 所以 在之後的作業 , 我常常利用上課所學更深入去繪製出每一次的作業 . 很開心在這學期能來到這裡上課 , 讓我開始對數位設計漸漸上手 , 讓 grasshopper 成為一個輔助設計的有力工具 ! 謝謝老師 !