细分列   (2010-2017)

该项目涉及基于分区过程的新型柱式设计与构思。其研究重点在于,如何通过单一算法不仅生成柱体的整体几何形态,还能生成更小的表面结构,并最终为柱体增添装饰性纹理。此外,该项目还探讨了批量定制的可能性,即利用同一算法生成可组合或演化的平行设计变体。

除了计算设计外,该项目还采用了数字制造技术,将数字设计转化为实体。由于该项目完成于大型3D打印机普及之前,所有柱体均通过堆叠数千层激光切割或铣削的薄板制成。

分隔列”项目分为三个部分:

列原型 I 该装置于2010年在苏黎世联邦理工学院(ETH)首次制造并展出。它引发了TED全球大会的演讲。 “打造难以想象的形状”.
第六序列 The Sixth Order《柱子装置》是为2011年光州设计双年展委托创作的,现收藏于FRAC Centre的建筑收藏系列中。
阿斯塔纳柱廊 Astana Columns 这些作品是为2017年阿斯塔纳世博会设计的,随后在巴黎大皇宫的“艺术与机器人”展览中展出。

列原型 I    ETH Zurich, 2010

柱状原型I基于柏拉图立体 platonic solids项目的洞见,该项目展示了如何通过简单的算法过程和最小的输入形式生成极为复杂的几何结构。通过对基本多面体进行迭代分割,该早期研究产生了复杂且不可预测的形态,揭示了计算技术超越传统设计限制的潜力。这引发了一个问题:这些过程能否塑造建筑形态?如果可以,那么适用于哪些元素以及在何种尺度上?

历史原型

柱子作为一种植根于历史与象征意义的建筑原型,成为测试这些计算过程边界的理想选择。从坚固的多立克式到华丽的科林斯式,柱子体现了技术与美学价值,反映了文化理想。在古希腊,工匠们通过文字描述而非图像或图表来制作柱子,这些描述后来被维特鲁威系统化。这些文本规定了比例和风格,就像算法一样,提供抽象的指令,工匠们将其转化为物理形式。这与算法作为编码指令的作用相呼应,指导计算机生成建筑形式。

算法探索

最初,在柱子原型的选择及其设计开发过程中,完全忽视了制造限制。这使得算法对形式的探索能够自由进行,不受任何实际限制的束缚,仅专注于产生新型建筑形式。设计过程优先考虑算法艺术性,创造了一根高2.7米、拥有六百万个面的柱子,远超手绘设计的极限。巧合的是,柱子的尺寸与当时的激光切割技术完美契合,使得柱子原型I能够由2700层1毫米厚的灰色纸板制成。

计算设计

在“分隔柱”项目中,建筑师设计了一个生成柱子的流程,而非手工制作单个柱子。这一可重复的流程可通过调整不同参数,生成无限种柱子变体。这些变体可被组合使用,或作为新设计世代的起点。建筑师在此过程中扮演着流程协调者的角色。

多层次的表达

与传统设计流程不同,单一子分区流程在所有尺度上生成形态:从整体比例与曲率,到局部表面形态,再到微观结构的形成。该流程在所有尺度上添加信息,无需任何形式的重复。最终形成一系列柱体,既展现高度特定的局部条件,又具备整体的连贯性和连续性。装饰元素呈现出连续流动的形态,却由极为鲜明的局部形态构成。柱体的复杂性与生成过程的简洁性形成鲜明对比。

控制与惊喜之间

抽象化的多立克柱作为子分区过程的输入,嵌入地形和拓扑数据,如柱身比例、柱头、柱基、凹槽和收分。带标签的组件使该过程能够对不同部分应用各种参数,从而实现精准 yet 多样化的结果,将控制与创意惊喜完美融合。

数字化制造

柱体原型I是一款全尺寸、高2.7米的变体,采用1毫米厚板材通过分层模型工艺制成。每块板材均通过激光切割机单独切割。板材层叠后,通过贯穿共同核心的支撑杆固定在一起。

展开专栏

每张板材的切割路径是分阶段计算的。首先,3D模型的六百万个面被一个平面切开,生成线段并合并成多边形。这些多边形随后经过优化:内部多边形被移除,而过滤器确保 delicate 特征(如狭窄的“半岛”)保持结构完整性。最后,通过内部偏移将切片中空化以减轻重量。尽管柱体的平均直径仅为50厘米,但极高的表面复杂度使每层的切割路径长度可达8米——累计总长度竟达惊人的20公里。

负空间,正惊喜

在堆叠激光切割的板材以形成柱体本身的过程中,一个意想不到的发现出现在组装其负片——即切割过程中被丢弃的剩余材料——时。与实心结构不同,这种反向堆叠创造了一个广阔而复杂的空心空间:一个表面形态复杂多变的隧道。这些幽灵般的负片体积产生了与任何有意设计的结构截然不同的形态,揭示了隐藏在过程中的全新空间语言。

第六序列 The Sixth Order    光州设计双年展2011

2011年光州设计双年展上的《第六序列》装置延续了基于子集化过程的柱式序列发展。它探讨的不是物体的设计,而是生成物体的过程设计。这种程序化方法将重点从单个艺术品转移到整个物体家族——每个物体都是共享主题的独特变体。

对于光州双年展,相同的生成过程被应用于创作四根截然不同的柱子。尽管它们的表面或图案各不相同,但其共同的内在逻辑确保了作为一个整体的视觉与概念上的统一性。

进入展览空间后,观众首先会看到十六根柱子——这是由相邻墙面上两面从地面到天花板的镜子所营造的视觉错觉。这种效果通过柱子的设计进一步强化:每根柱子仅沿一条轴线对称,从正面或背面观看时呈现不同的外观。因此,一根柱子融合了两种变体,而镜子将四个实体物体放大为八个虚拟反射。

阿斯塔纳柱廊 Astana Columns    2017年阿斯塔纳世博会

阿斯塔纳柱是为哈萨克斯坦阿斯塔纳2017年世博会委托创作的艺术作品。这些作品最初在世博会阿斯塔纳当代艺术中心举办的“艺术家与机器人”展览中展出,随后又在巴黎大皇宫举办的“艺术家与机器人”展览中展出。

这些具有三轴旋转对称性的柱体,每根由5000张0.6毫米厚的灰板纸制成。它们采用新型高速串行数字切割和压痕机加工而成。这些极薄的纸张赋予柱体柔软且富有弹性的质感。纸张的高柔韧性还使柱体产生一定程度的变形,尤其在悬挑细节被向下拉伸时更为明显。

阿斯塔纳柱群之中,游客会被其细节的丰富程度所震撼,这种丰富程度有时令人感到困惑和压倒性。尽管这些柱子完全由计算机程序自主设计,但它们在多个领域引发了联想。然而,它们抵制简化主义和即时的理解。相反,它们邀请游客漫步和沉思。

2010年最初的分隔柱的制造过程极为耗时耗力。一台标准的60W激光切割机切割单张材料大约需要4分钟,且还需要额外时间进行材料剥离。即使同时使用三台激光切割机并行作业,制造时间仍接近100小时。

相比之下,阿斯塔纳柱子是在一台串行数字切割和压痕机上生产的。这台机器是Maison Lack在巴黎运营的Highcon Euclid II,能够从堆叠中拾取0.6毫米厚的纸张,单独切割它们,然后以每小时高达500张的速度重新堆叠。极高功率的激光将切割时间从原来的4分钟缩短到仅需几秒钟。

唯一剩下的手动步骤是去除切割材料。由于柱体的轮廓极为复杂——且每张板材的轮廓各不相同——机器无法可靠地去除板材。如果将这一最后步骤实现自动化,机器将能够自主制造初始分割的柱体——其分辨率几乎是原来的两倍——并在10小时内完成。

连续激光切割,每小时300张

不可绘制,且难以想象?

这些细分柱体纯粹是算法生成的形式。由于其复杂的细节和无尽的变化,它们无法通过传统方式(无论是用笔还是用鼠标)进行绘制。

但这些形式是否可想象?作为设计师,我们能否从一开始就构思出这样的形式?即使在使用生成算法时,也存在无法预见的特征;其中蕴含着惊喜的元素。最终,这种方法重新定义了设计过程:设计师与机器在迭代反馈循环中协作,调整流程,整合反馈、惊喜与提案。知识不再是预先定义的,而是通过搜索与探索逐渐显现——这要求超越分类的启发式方法。

我们所能获得的,是完全崭新的空间与触觉体验。一种充满趣味的设计,能够刺激感官、激发好奇心并邀请互动。一个设计环境,既允许控制又充满惊喜,并拥抱与庆祝那些意料之外的事物。

Astana Column: laser-cut layers

柱状原型 I   (2010)



材料:   灰板纸,1毫米激光切割板材
总共2700张
木芯

尺寸:   高度270厘米
直径45-70厘米

制作:   苏黎世联邦理工学院
协助: Manuela Koller, Thomas Raoseta, Edyta Augustinowicz

展览场所:   艺术与设计博物馆 (纽约, 2013)
TED 全球大会 (爱丁堡, 2012)
设计之地 (巴黎, 2012)
小空间画廊 (柏林, 2011)

评论:   Architectural Record
Archithese
CNN
Design Exchange
Frame Mag
Frankfurter Allgemeine
New Scientist
Ling (Vueling)
KM Kunst & Techniek
New York Times
Spiegel Online
城市建筑 Urbanism & Architecture
Wired
   
对分隔柱的研究是在苏黎世瑞士联邦理工学院(ETH)的计算机辅助建筑设计(CAAD)教研室进行的。

六阶柱   (2011)



材料:   ABS塑料1毫米板材
总共10,800张
钢制和木制内芯

尺寸:   高度270厘米
直径45-70厘米

制作:   南京
感谢华浩和李彪

展览场所:   MAAS博物馆 (悉尼, 2017)
马丁·格罗皮乌斯博物馆 (柏林, 2016)
东京宫 (巴黎, 2015)
FRAC中心建筑实验室 (奥尔良, 2013)
光州设计双年展, 2011

评论:   Archithese
Domus 国际中文版
时代建筑 Time + Architecture
Vogue Living
 

阿斯塔纳柱   (2017)



材料:   灰板纸,0.6毫米激光切割板材
总共20,000张
木芯

尺寸:   高度300厘米
直径45-70厘米

制作:   Maison Lack, 巴黎
感谢Virginie和Maxime Dumesnil

展览场所:   大皇宫 (巴黎, 2018)
2017年阿斯塔纳世博会

评论:   Atlantico
Deutschlandfunk
Dunya
Economie Matin
Forbes
France Culture
La Tribune
Mediapart
Radio Canada
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