緯圖數(shù)字化研發(fā)團隊在數(shù)年的實踐中，致力于研究數(shù)字化技術在景觀設計、文旅規(guī)劃項目實際工作時的運用，探索“理性分析與感性美學相結合”的最佳模式。我們將工作重心鎖定在了五個板塊，即：參數(shù)化設計（Parametric design）、可視化分析（Visual analysis）、深化設計(Deepening design)、攝影測量（Photogrammetry），以及數(shù)字多媒體（Digital multimedia）。五大核心板塊全方位助力設計團隊，有針對性地解決在“設計、分析、表達、建造”四個階段中出現(xiàn)的問題。03:12

Part 1

參數(shù)化設計

Parametric Design

參數(shù)化設計的核心是“邏輯建?！?，就是利用物體自身的關聯(lián)邏輯建立這個物體。比如我們說：“兩點相連成一條直線”，這句話本身有一個邏輯在里面：兩個不重合的空間坐標點（參量），互相連結（關系），形成一條直線（結果）。當參量與關系發(fā)生改變，結果也會隨之改變。如坐標點發(fā)生位移時，直線的長度、位置會隨之改變。利用這種關聯(lián)邏輯，可以實現(xiàn)設計過程的自動化，提高模型生成與修改的速度。與傳統(tǒng)建模方法相比，參數(shù)化設計在方案推敲、圖紙輸出和建造階段，帶來了更高的精確度和更高效的工作流程。

重慶萬州吉祥街城市更新

梭影之門

以重慶萬州吉祥街城市更新入口“梭影之門”設計為例。這個梭影之門由30萬根鋼絲組成，鋼絲材質均選用純潔、超脫凡塵的白色。為了保證安裝完成的效果，項目團隊決定在工廠內對拱門進行成品模塊拆分，再運輸?shù)浆F(xiàn)場進行組裝打磨噴漆，最后安裝到位。這樣既解決了場地制約問題，又節(jié)約了現(xiàn)場組裝的工期，同時保障拱門構架的完美呈現(xiàn)。

▲“梭影之門”設計過程

上圖演示了“梭影之門”的幾何形態(tài)演變過程：基礎box在三個方向圓弧段的切割下，進行了布爾運算。在grasshopper內部進行鋼絲密度、間距、方向等細節(jié)推敲。在結構成立的基礎上完善設計，進行最終圖紙的輸出。

▲“梭影之門”以包容的姿態(tài)，輕盈的形式凝集居民與游客，也在夜晚點亮了萬巷的深處

Part 2

可視化分析

Visual Analysis

隨著計算機圖形技術的發(fā)展，設計方法亦完成了從二維到三維的過渡。與傳統(tǒng)二維圖紙的不同之處在于，我們可以借助千變萬化的算法與實際工作相結合，對項目進行中的各類硬性指標和參數(shù)實施監(jiān)控，在可反復查閱、可隨時編輯、可快速核驗的工作模式中，完成方案的深化與調整。

例如，在規(guī)劃設計中我們時常關注的建筑密度、容積率、綠地率等指標，以及建筑強排中的日照分析是否滿足規(guī)范，均會影響方案的成立性。為高效解決這一問題，可視化分析輔助設計應運而生。在景觀設計中，我們借助數(shù)據(jù)分析、環(huán)境氣候分析、地理信息系統(tǒng)來研究場地設計前與設計后的關系，進而驗證景觀手法對環(huán)境的積極作用，形成景觀策略閉環(huán)；通過現(xiàn)狀信息反饋結論，借助視線最優(yōu)解、概率最優(yōu)解等方法，科學嚴謹?shù)貫榫坝^場景選址落位。同時，針對植栽設計當中，上中下層植物受光照條件制約而出現(xiàn)的生長不良，進而影響景觀效果及可能增加額外的維護成本，我們通過長期的課題研究，借助微觀尺度的光照分析，可以在設計前期提出適宜的建議。

杭州藍城安吉天使小鎮(zhèn)

最佳觀月點

中秋賞月，是我們千百年來的傳統(tǒng)文化，更是闔家團圓的美好時刻。在藍城天使小鎮(zhèn)這個適老化地產(chǎn)項目中，我們想要找到地塊中最佳的賞月位置，來支撐 “金桂賞月”的主題場景。受到日本桂離宮的設計思路啟發(fā)，我們對整個地-月-日系統(tǒng)的運行規(guī)則進行了深入的研究，借助算法編寫了一套自主知識產(chǎn)權的可視化分析系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，可以較準確地模擬出地球上任意一個區(qū)域，月亮運行的軌跡，從而計算出月相狀態(tài)與觀月的角度。

▲在真實地-月-日的運行系統(tǒng)中模擬月亮位置

將分析結論與方案訴求相結合，我們最終確定了社區(qū)中的最佳觀月點位，及中秋時節(jié)月亮所處的方位，這成為我們所設計主題場景的重要依據(jù)。項目落成后連續(xù)兩年的中秋佳節(jié)，業(yè)主方都為我們發(fā)回了現(xiàn)場照片，完美驗證了這套模擬系統(tǒng)幫助設計想法成功落地的準確性。以科學嚴謹?shù)耐茖?，來確定景觀場所的落位，精確還原設計初衷，保障設計效果，這便是可視化分析為我們打開的新世界。

▲最佳觀月點：模擬與實際的月亮位置

Part 3

深化設計

Deepening Design

細節(jié)控制是非線性設計的成敗關鍵，精準把控形態(tài)、轉化為可實施的圖紙，從每一個焊接點位到整體形態(tài)的優(yōu)化調整，都要回到最原始的點、線、面關系去考量。

在實際工作中，由于方案對形態(tài)的控制要求較高，為配合后端圖紙及建造施工，通常需要精度更高的軟件來進行推敲。其中一些不乏涉及到物理學模擬的應用場景。

重慶融創(chuàng)鹿角公園

大滑梯

以重慶融創(chuàng)鹿角公園大滑梯設計為例。對于人體感官來說，對加速度的感知即可轉化為刺激感受，受到的加速度越大，中樞神經(jīng)感受到的興奮越強烈。在大滑梯的設計中，我們需要通過模擬計算來調控整體形態(tài)。通常來講，滑梯使用者從頂部滑到底部，需要經(jīng)歷先加速再勻速最后減速停止的三個過程：勻速時達到的最大速度需保障在安全閾值內，減速停止的最短距離也需要提前設計考慮。

我們將滑梯進行等距分段設置檢查點，通過設置重力場與摩擦力來模擬使用者的運動狀態(tài)，并逐一通過檢查點分析數(shù)值。分別從能量（動能、勢能轉換及摩擦力消耗的能量）、坡度（通過檢查點時速度方向與水平面的夾角）、速度與加速度四個方面的變化進行監(jiān)測。保證最大坡度、最大速度處于安全范圍內。這樣一來，我們只需要調整一根曲線就能達到對滑梯形態(tài)的控制，并結合監(jiān)測數(shù)據(jù)即可完成初步設計。

▲鹿角公園概念設計：大滑梯形態(tài)深化

環(huán)球融創(chuàng)曹山未來城

景觀構筑物

在曹山未來城這個項目中，借助場地自身高差，我們在從入口下降6米高差的臨湖處，設置了一處觀景臺。觀景臺正對整個湖面，擁有最佳視野，與對岸建筑群形成互望，也是項目中觀賞日落的一處打卡點。蛇形廊架以常見的標準矩管作為主體結構，并進行橫向加固，防止其變形晃動。其造型通過參數(shù)化建模深化，呈現(xiàn)出自由輕盈的形態(tài)。

▲框景呈現(xiàn)效果

在確定采用非線性設計的方向后，我們在grasshopper中對形態(tài)進行優(yōu)化調整。由于整體方案對曲率的流暢度要求極高，但整體構建邏輯不變，于是我們考慮將形態(tài)始終擬合在一個初始曲面上，在整個過程中只需要對該surface進行調整，即可聯(lián)動生成最終的結果。

▲參數(shù)化推敲過程

除此之外，構筑物在整體方案中的生產(chǎn)加工和現(xiàn)場安裝環(huán)節(jié)也具有不小的挑戰(zhàn)。首先我們需要保證每一片異形格柵均為正垂面切割，使得其力學結構成立，并將格柵展開至二維空間用于標注。同時，我們還需要精準表達構筑物的橫向焊接點。在高精度的圖紙控制下，現(xiàn)場建造中只需要按圖精準施工即可。

▲通體雪白的構筑物橫臥于綿延的粉黛花海和青翠茶田間，在烏桕林的掩映下，猶如森林里漂浮的云朵。

Part 4

攝影測量

Photogrammetry

近年來，由于民用無人機的迅速普及，傾斜攝影技術也愈加成熟。通過無人機協(xié)助現(xiàn)場踏勘人員，從規(guī)劃航線、采集信息、內業(yè)生產(chǎn)，到完成攝影測量任務，生成優(yōu)質、專業(yè)、精準的三維實景模型。在RTK實時差分定位技術的幫助下，傾斜攝影精度最大可達平面精度2CM、高程精度5CM，滿足測繪要求。

▲無人機傾斜攝影技術

將這項技術完整引入景觀規(guī)劃設計行業(yè)，助力設計團隊在工作前期迅速了解場地現(xiàn)狀，對植被覆蓋情況、周邊業(yè)態(tài)、交通、設施等信息全盤掌握。除此之外，借用傾斜攝影測量，我們還能輸出DOM數(shù)字正射影像、DEM數(shù)字高程模型、DSM數(shù)字表面模型等衍生產(chǎn)品。針對GIS地理信息系統(tǒng)、地形測繪、土方測算和建筑單體化等相關應用，攝影測量有不錯的延展空間。

同時，攝影測量技術的成熟使用，一方面積極響應了國土空間規(guī)劃基礎信息平臺建設與“城市信息模型（CIM）”技術相融合的提前布局，另一方面也是拓展元宇宙相關板塊的技術積累之一。

▲實景三維模型：超高精度的細節(jié)還原周邊現(xiàn)狀

▲傾斜攝影與可視化分析

高精度實景三維模型，所包含的空間信息數(shù)據(jù)，均可以合理利用，并結合可視化分析的方法，對空間信息數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計、算量和展示。例如，在城市舊改項目中，可結合建筑單體化操作，對現(xiàn)狀的各類信息進行統(tǒng)計分析，例如容積率、建筑密度、業(yè)態(tài)占比、建筑平均層數(shù)等指標；在工程應用方面，可以根據(jù)堆體模型模擬進行土方測算、平場設計等；在項目監(jiān)理工作中，可以通過正射影像對施工質量進行把控和檢查。從實用功能的角度出發(fā)，傾斜攝影測量還有更多的使用場景等待發(fā)掘。

▲壹江郡塑石擋墻現(xiàn)場施工問題反饋

▲壹江郡建成實景照片

Part 5

數(shù)字多媒體

Digital Multimedia

隨著影視行業(yè)和游戲行業(yè)的工業(yè)化愈加成熟，渲染器、引擎和節(jié)點式編程等都成為了數(shù)字化技術中耳熟能詳?shù)脑~匯。類似Processing、Houdini等數(shù)字藝術表現(xiàn)的分支也層出不窮。對于方案效果的表現(xiàn)，業(yè)內也在不斷拔高要求，提升上限，追求更優(yōu)的質量和更高的效率。為滿足日益增長的需求，數(shù)字化研發(fā)團隊也將該內容作為研究核心，不斷從相關行業(yè)中吸取力量，持續(xù)輸出，服務團隊。

目前，動畫在實際項目中應用最廣。而在動畫場景表現(xiàn)中，想要提升畫面效果，精準還原設計意圖，還需從每處細節(jié)著手。

重慶國浩中央公園

數(shù)字資產(chǎn)研發(fā)

例如，在重慶國浩中央公園這個項目中，設計師想要營造身在曠野，開闊、純粹的場景感，我們通過對細葉針芒的細致化建模，賦予實景掃描的超真實材質肌理、綁定被風吹動的動態(tài)效果，去模擬自然界植物表現(xiàn)，營造動畫表現(xiàn)的電影感和代入感。

▲細葉針芒制作過程

，時長03:12

▲國浩中央公園概念設計動畫

▲動畫視頻-國浩中央公園

從概念方案到深化設計，再到擴初圖紙，數(shù)字化協(xié)同設計扮演著一個多面手的角色，包容著一切可能性。作為一種邏輯性嚴密的設計方法，它使得細部的推敲更加精準；在方案優(yōu)化中，邏輯關聯(lián)性大大減少了重復性工作，進而成為了一種高效率、高連貫性、高精準度的設計方法；在設計創(chuàng)意的表達與傳遞中，我們引入了多項數(shù)字化相關技術保質保量完成相關環(huán)節(jié)的設計任務，力求完美貫徹設計初衷，減少原創(chuàng)內容在落地過程中的逐級衰減。

在工業(yè)技術蓬勃發(fā)展的今天，越來越多的項目都在尋找“爆點”。這種“爆點”來源于設計本身的美感與創(chuàng)新要素。脫離了美學素養(yǎng)的基礎，作品只會顯得機械而零碎；而沒有強大的后端力量，又會使其落地性顯得乏力。只有將數(shù)字化設計與傳統(tǒng)設計結合，鏈接前后端，才能做出兼并藝術感與獨特性的設計。