基于Grasshopper的参数化设计在产品设计中的应用探索

《Grasshopper建筑设计运用初级培训教程》由华南理工大学建筑学院数字化实验室（D.F.L)编写《Grasshopper 建筑设计运用初级培训教程》由华南理工大学建筑学院数字化实验室（D.F.L)编写序言：作为一名普通的大三建筑系学生，我有幸能够跟各位建筑师和建筑设计高手探讨关于Grasshopper 在计算机辅助设计方面的问题，实在是感到无比光荣。

我是2009年清华参数化研习班的学员，在刚刚接触Grasshopper 之后就被其巨大的潜力所深深吸引。

其几个主要原因分别是：1.Grasshopper 的建模逻辑有别于主流建模软件如skectup 手动操作的模式，它是通过严密的逻辑与“关系”来建立形体。

因此设计者这可以轻易地寻找回之前的想法与思维线索。

2.Grasshopper 基于的是Rhino 的平台，在此方面又有巨大的优越性。

Rhino 与skectup 相比，以NURBS 原理在建立曲面与复杂形式上有着先天性的优势。

而Rhino 本来是针对与工业设计，因此其在后期生产数据输出准确性极高，比起max 与maya 这些特效软件又有无可比拟的优势。

至于与catia 这艘“航母”相比，Rhino 或许就是价格低廉，安装方便，容易上手，脚本插件编辑相对容易吧。

3.拿Rhinoscript 与Grasshopper 对比，显然Grasshoper 更适合建筑师使用，毕竟抽出精力学习编程不是一件易事。

Grasshopper 的某个注解是Generative Modling For Rhino,而另外一个地方的注解是visual script tool（可视化编程工具），可见其为建筑师节省的是学习编程语法的时间，而且Grasshopper 有vb#与c#等扩充模块，当建筑师逐渐掌握编程语法后，其功力也会不断增强。

从研习班归来后，我所有的设计大作业与参加的设计项目或研究都留有Rhino&Grasshopper 身影。

Grasshopper 参数化建筑设计应用摘要：在各种常用的参数化辅助设计软件当中，Rhinoceros 和Grasshopper 组成的参数化设计平台是目前最为流行、使用得最为广泛的一套设计平台，Grasshopper独特的可视化编程建模，适合于前期方案构思阶段的快速实验。

Grasshopper 采用并行数据控制方式。

使得简单的程序可以处理复杂的的数据控制。

它不需要太多任何的程序语言的知识就可以通过一些简单流程方法达到设计师所想要的模型。

Grasshopper 其很大的价值在于它是以自己独特的方式完整记录起始模型（一个点或一个盒子）和最终模型的建模过程，从而达到通过简单改变起始模型或相关变量就能改变模型最终形态的效果。

当方案逻辑与建模过程联系起来时，grasshopper可以通过参数的调整直接改变模型形态。

这无疑是一款极具特点、简单易行的参数化设计的软件。

关键词：参数化设计；Grasshopper；模型；变量绪论参数化建模技术在辅助建筑设计上的应用越来越广泛，参数化设计，对应的英文是Parametric Design 标准的英语表达是：ParametricDesign is designing by numbers.（Prof.Herr from ShenZhen University）。

它是一种建筑设计方法该方法的核心思想是，把建筑设计的要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得形态各异的建筑设计方案。

通过对Grasshopper 在建筑设计应用中的研究，可以帮助我们更好的理解参数化设计建筑本身对建筑行业的影响，参数化概念的引入，可以对复杂形体建筑构造进行精确调节，在保持固有衍生关系的前提下，进行最优化设计；并且可以引入相应数学算法，使建筑自身在一个严密逻辑下进行自我设计。

一、Grasshopper 参数化设计概述1、目前参数化软件应用现状：参数化设计工具随时间的发展和参数化设计的广泛应用，由一开始的应用其他领域的软件逐渐发展到应用为建筑领域专门开发的软件。

建筑设计 Architectural Design– 96 –[作者简介] 罗逸（1982- ），男,广西桂平人，毕业于广西工学院建筑学专业、本科，中级建筑师。

多个负责项目荣获自治区、市级建筑设计优秀奖。

参数化设计软件Grasshopper是一款基于犀牛Rhino平台的插件，参数化在建筑设计上的应用，让建筑师的角色发生了转变，建筑师不再是凭借个人喜好与经验来控制建筑设计，而是借助参数化去引导整个设计的发展，这样的设计更加客观与具有可预见性[2]。

1 研究框架本次探索借鉴了《基于Grasshopper的绿色建筑技术分析方法应用研究》（申杰，华南理工大学，2012）所提供的研究思路，对Grasshopper在住宅小区的设计上进行了应用。

住宅小区开发的容积率是开发商利益衡量的重要因素，高容积率是开发商追求的目标，然后容积率过大会影响到组团的风环境，从而影响环境的热舒适性，故容积率与风环境呈现负相关。

如何合理地权衡两者的关系，兼顾考虑，得出适宜的小区排列形态即为本案例探索的目的。

2 条件设定及模型构建2.1 条件设定选取夏热冬暖地区的南宁市作为背景分析城市，本土基础数据将以南宁市气象参数以及《南宁市城市规划管理技术规定》（以下简称《规定》）中所规定的南宁市日照及防火最小间距控制为依据展开。

2.2 基础模型建立把影响小区组团形态的控制条件归纳为三点，即：建设用地、建筑体块、建筑间距，三者相互之间亦存在制约。

第一步首先设定基地为200m*300m矩形用地，建筑布局为南北朝向（±15°以内）；其次需要对基地进行纵横向的划分来确定建筑单体的位置，间距控制依据来源于《规定》，根据楼间距控制条件进行Grasshopper中VB的程序写入，通过这两条VB命令即可将建筑南北、东西间距的控制条件设定成功，可以看到建筑间距是与建筑高度密切相关的量。

第三步则为生成建筑形态，主要有四个控制拉杆即建筑的开间、进深、层数（设定层高为3m）、旋转角度，在第二步中也提到层数与建筑间距具有相关性，在电池控制中将两者联系起来。

要求，也由于软件的复杂性，电脑模型的生成变得更不可预测，有时一个参数的调整，会获得新的令人意外的结果。

1.1.2参数化平台的运用本文主要依托的Grasshopper 软件平台不仅是一个功能完善的三维建模工具，还是一个强大的“计算机大脑”，从二维的技术整合到三维组织建模实现，再到将高精度模型提供给其他三维软件使用，Grasshopper 几乎都能够组织完成。

在Grasshopper 操作窗口内，通过不同电池组的配合，不仅能够实现三维建模，更重要的是其可以通过C+、python 等语言的介入，由控制者进行新的编写与修改。

Grasshopper 建模作为一种设计思维和代码设计手段，使建筑设计过程完全依附于数据，从而可以更好地调整和修改，使建筑创作更高效。

因此，行业内将应用Rhino-Grasshopper 数字技术的设计称为犀牛参数化设计，强调设计参数模块在方案调整和论证中的作用。

参数化模型，也就是本文依托的Grasshopper 平台模型，核心在于利用数学模块、工具模块干预生成模型。

在参数化的支配下，逻辑算法公式影响模型生成。

在通过建模逻辑生成具体模型的过程中，设计思路制定预想的模型结果，逻辑架构搭建具体的工具模块、参数干预影响模型内每个组成部分的尺度。

同一个维度与逻辑运算的体制下，各个参数支配影响着整体，生成一个完整的逻辑结构，在这个逻辑运算的交互界面，Grasshopper 平台内的各个工具模块搭建成为针对模型的工作流程，最终使得平台输出的模型可以控制，可以生产，可以反复推敲。

1.1.3高层建筑的发展国内经济发展稳中向好，人口密度不断增大，城市更新举措不断落实，这些因素驱动着高层建筑不断落地，越来越多功能齐全、形制新颖、具有地标性高层建筑投入施工建设，这也对高层建筑的设计提出了新的要求。

舒马赫认为，参数化主义是成为21世纪全球时代风格的唯一合理的当代“候选人”，因此随着参数化风格的介入，高层建筑在设计上变摘要 在参数化工作流逐步融入现代建筑设计的背景下，依托Grasshopper 平台，从建模逻辑的角度出发，对现有的高层建筑生成过程提出新的思路。

2024年 第2期- 19 -文化发展研究Research on Cultural Development在当今日益多元化的消费市场中，个性化需求正逐渐成为各行各业的主要驱动力，家居装饰领域同样受到这一趋势的影响，消费者不再满足于传统标准化的家具设计，而是寻求能够体现他们独特品位和生活方式的定制产品。

然而，传统的家具设计方法在满足个性化需求方面存在一定的局限性，设计师们常常受制于固定的设计范式和生产工艺。

为了突破这一限制，参数化设计凭借其灵活性和高度定制化的特点，正逐渐引起设计领域的关注。

参数化设计作为一种基于数学和算法的设计方法，允许设计师通过调整一系列参数来控制和修改模型的各个方面，从而实现快速而精确的设计变化。

它不仅能够满足不同客户的个性化需求，还能够提高设计效率，缩短产品开发周期。

因此，在家居装饰领域，特别是客制化家具产品设计中，参数化设计被认为是实现创新和满足消费者多样化需求的一种潜力巨大的方法。

一、参数化设计与客制化制造（一）参数化设计概述参数化设计是一种创新的设计方法，它允许设计师通过调整一组参数和规则，自动生成各种设计变体。

这种方法在不同领域都得到了广泛应用，从建筑设计到产品制造，甚至是数字艺术创作都可以看到这种设计方法。

参数化设计的核心思想是将设计过程系统化，使之更具灵活性、可控性和创新性。

在参数化设计中，设计师可以定义各种参数，如尺寸、形状、材质以及它们之间的关系。

设计师通过改变参数值，可以快速生成多个设计方案，从而更好地满足客户需求或探索创意空间。

与传统的手工设计方法相比，参数化设计大大缩短了设计周期，同时提高了设计的灵活性和可定制性。

（二）客制化制造的发展趋势近年来，随着消费者对个性化和定制化产品的需求不断增加，客制化制造已经成为制造业的一个重要趋势。

传统大规模生产模式往往难以满足消费者多样化的需求，因此，越来越多的企业开始寻求更灵活、更个性化的生产方式。

参数化技术为客制化制造提供了有力支持。

基于Rhino+Grasshopper穿孔铝板的研究摘要：针对穿孔铝板设计的复杂性，传统二维设计很难达到设计要求的现状，基于Rhino+Grasshopper平台实现对穿孔铝板的建模研究，本文提出一种可以应用于实际项目。

在方案推敲阶段给出一种快速模拟推敲的方法；在工程实施阶段，减少修改方案带来的重复工作量，给出了一种基于图案建立穿孔铝板效果的方法，并结合一个实例说明穿孔铝板排孔的参数化方法。

研究成果可为相关应用与研究提供参考。

关键词：穿孔铝板；参数化建模；Rhino；Grasshopper1.引言近年来，建筑师追求建筑造型的标新立异，建筑的视觉震撼，大量有特点的建筑如雨后春笋般涌现，这类建筑的共同点都是基于参数化平台实现的。

参数化设计作为一种新的手段，是基于数学函数算法及相应参数生成模型，模型的不同都是基于参数的调整反应出来的，参数保存了模型的所有数字化信息。

当对方案进行修改时，参数化修改引擎提供的参数修改能让设计师快速的通过某个或某几个参数的调整使参数的反应—模型快速改变，与传统手段需重新建立模型相比，参数化设计工作效率高，降低工作量，并且对前期方案的推敲有很大帮助。

穿孔铝板效果由于其本身的特殊性，给设计师在设计过程中根据图案确定孔的排布带来了难题，若是基于二维传统平台，工作效率低，方案可改性差，带来了大量的重复工作，影响了工作的效率并且有时很难实现设计效果。

基于这种现状，若采用参数化方法，大大提高了设计的主动性，提高了工作效率。

本文借助Rhino+Grasshopper参数化平台，对带图案的穿孔铝板孔的排布进行研究，给出一种新的设计方法。

图1 穿孔铝板工程案例图2 参数化实现流程2.参数化建模思路2.1建立网格启动Rhino及grasshopper平台，载入square运算器，在size端接入确定网格大小的运算器number slider，在extentx及extenty端接入确定X，Y大小的运算器number slider，这样就生成了图案的整个网格。

建筑设ARCHITECTURAL DESIGN基于Grasshopper的幕墙参数化设计研究周兴中建不二幕墙装饰有限公司湖南长沙410007摘要：随着社会的发展和科技的进步，城市中涌现了一大批造型复杂有机、连续多变的异形建筑，对建筑幕墙设计是 _个极大考验，同时，这也促进了新的生产方式和生产工具的出现，参数化设计便是典型之一。

以Grasshopper参数化 设计为主要技术手段，结合晶体造型案例进行幕墙参数化设计研究，提出了一种能兼顾建筑找型和机械制造的参数化设计方法，可为其他类似工程提供借鉴。

关键词：Grasshopper; R h in o;参数化建模；无代码式编程中图分类号：TU2 文献标志码： A 文章编号：1004-1001(2021)04-0655-03 D0I：10.14144/ki.jzsg.2021.04.038 Research on Parametric Design of Curtain Wall Based on GrasshopperZ H O U XingChina Construction Buer Curtain Wall & Decoration Co., Ltd., Changsha, Hunan 410007, ChinaA b stract:W ith the development of society and the progress of science and technology, a large number of complex, organic, continuous and changeable special-shaped buildings have emerged in the city, which is a great test for the design of building curtain wall. At the same time, it also promotes the emergence of new production methods and production tools, and parametric design is one of the typical. Taking Grasshopper parametric design as the main technical means, combined with the crystal profile case, the parametric design of curtain wall id studied, and a parametric design method which can give consideration to both architectural form finding and mechanical manufacturing is studied. It can provide reference for other similar projects.Keyw ords:Grasshopper; Rhino; parametric modeling; codeless programming随着社会的发展，建筑材料和营造技术取得了极大的进步，使得人们对建筑的需求从原始的功能需求过渡到审美需求上。

参数化造型设计在家具设计中的应用参数化设计本质是一种新型的设计方法，是运行于Rhinoceros三维软件结合grasshopper等插件平台之上的一种算法语言，是一种使用计算机辅助制图来解决具体造型设计的新型设计方法。

参数化设计应用grasshopper逻辑插件及T-spline等异形插件关联各项空间确定量的参数，用参数模型块“电池”逻辑显示出来，最后，结合最新的3D打印技术，将参数化造型家具实现出来，迎来一个家具设计的新时代。

参数化设计Rhino家具设计3D打印技1前言-参数化设计的概念参数化设计本质是一种新型的设计方法，英文对应是Parametric Design，是一种建筑设计方法，该方法的核心是把设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，即改变算法，得到不同的方案设计。

其根本目的是在于用新的软件工程方法来延伸人的思维，让我们有更多的选择的可能。

参数化设计的最终目的即是实现全面参数化，将美学设计形式以一种数学算法函数表达出来。

即如康定斯基所说“一切艺术的最后抽象表现是数学”2 国内外研究现状当前，国外的参数化设计主要集中在建筑空间造型设计领域，参数化主义parametricism作为一股系统化革命浪潮，席卷全球新兴建筑业，在各类异于常态的造型设计中，最引人注目的还是建筑业，参数化设计逐渐成为主流建筑设计界的常态思维方法，越来越多的在公共建筑设计投标方案中出现，最为典型的是即以建筑师扎哈哈迪德为代表的建筑师团队以及BIG建筑设计事务所等为代表的团队，其作品如香奈儿移动博物馆、哈萨克斯坦阿斯塔纳图书馆等作品，是具有鲜明的参数化建筑作品的代表，将自然界“美”的形态以数学即参数化进行算法编织，正如设计师所说，美是设计师穷极一生所追求的，其设计技法与造型巧夺天工，作为设计师的一件建筑设计作品，除了体现出设计师对于设计技法和造型材料精通的掌握，更是对造型美孜孜不倦的追求，为了不经“设计”的美感而不懈努力。

参数化设计pdf 例子
参数化设计是一种基于数学模型和规则的设计方法，可以通过改变参数值来自动生成不同形态的设计。

参数化设计可以应用在各种领域，例如建筑、工程、产品设计等。

下面是一个参数化设计生成PDF 的例子：
1. 首先，选择一个参数化设计软件，例如Grasshopper（草莓）插件，它是基于Rhino（犀牛）3D软件的一个可视化编程工具。

2. 在Grasshopper中创建一个新的定义，然后导入你的设计模型。

3. 定义需要调整的参数，例如尺寸、角度、曲线控制点等。

这些参数可以是数字、布尔值或其他类型的输入。

4. 使用Grasshopper提供的组件，将参数与模型的各个部分连接起来。

例如，可以使用数学公式、条件语句、循环等来控制模型的形态。

5. 测试和调整参数，观察模型的变化并根据需要进行修改。

可以通过手动输入参数值或者使用滑块、按钮等交互式控件来改变参数值。

6. 当满意设计结果后，可以将设计导出为PDF格式。

在Grasshopper中，可以使用相应的输出组件将设计数据转换为PDF文件。

需要注意的是，参数化设计不仅可以生成PDF文件，还可以
生成其他格式的输出，如图像、CAD模型等，具体取决于设计需求和软件功能。

此外，参数化设计的复杂程度和实施方法也会根据具体项目而有所不同。

以上只是一个简单的例子，希望能够帮助到你。

如有更详细的需求或问题，请提供更多的信息，以便我提供更加准确的答案。