复杂的设计阶段可以分为构思和表达两个阶段，而建模技术正是把设计师大脑中的设计构思通过绘图的方式表达出来。

建筑设计的数字化从CAD制图替代手绘开启，而到70年代随着3D建模技术的发展，建模技术是从二维图形发展到三维线框建模再到曲面建模。

建筑设计手绘图纸

数字化模型

根据曲面模拟方法的不同，曲面建模技术大致可以分为两类：

非均匀有理B样条（NURBS）和基于多边形网格（Polygon Mesh）的曲面建模技术。

Nurbs示意图

Polygon Mesh示意图

常用的建筑几何建模软件如Rhino，是基于NURBS的三维建模技术，具有模型精度高、易于与生产制造标准连接的特点。

而3ds Max、SketchUp则是基于多边形网格技术的建模软件。

最原始参数化设计理念甚至可以追溯到19世纪80年代。

最懂上帝的天才设计师高迪就采用了参数化的设计思维打造了举世闻名的圣家大教堂。

在那个非数字化的年代，高迪通过可变模型来推敲设计，将转动的框架和弹性的绳索作为变量，开发设计了圣家堂的悬链拱顶结构，这种设计手法与形体的创新，开创了参数化设计的先河。

圣家大教堂

随着建模技术的发展，参数化设计逐步成为一种较为先进的设计方法；

尤其在项目的早期阶段，参数化为方案设计增加了更多的可能性，因此被很多著名设计师钟情并而使用。

丽泽SOHO（Zaha Hadid Architects）

计算机的参与，使设计师可以根据参数关系生成大量的设计方案并进行高效的方案比选。

在建筑界和时尚界，这种前沿的设计方法和技术得到了广泛应用。

他们将基于Rhino进行许多传统工艺无法实现的复杂设计，并在此基础上实现开发的各种算法。

随着制造业对模型所承载的信息量的要求越来越高，在实现曲面造型之后，三维建模技术在80年代进入了一个新的阶段——实体特征建模(feature-based modeling)。

模型不仅包含了几何特征和物理特性外，还包含了产品全生命周期所需的生产制造等信息。

BIM应用示意图

随后，也就产生了一个全新的概念：

BIM（Building information modeling）

由于BIM的特性，模型拥有了丰富的建筑数据，在与设计后端连接的施工阶段产生了较大的价值，因此BIM技术迅速在工程应用上大放异彩，普遍应用在管线综合、施工模拟、工程量提取等工作中。

参数化在设计前期提供更多的可能性，而BIM技术在设计向后衍生提供了更有价值的数据。

随着先进技术的发展，两者在各自的领域逐渐建立起了不可撼动的优势，但也在同时加剧了两者之间的隔阂。

由于不同的设计软件，不同的数据源，在分隔这方案设计和工程设计的同时，这层隔膜也阻碍了项目信息和数据流的传递。

直接表现是前期方案成果不能在后期工程设计中直接使用，重复建模、异源数据丢失、阶段分化等问题也成了设计行业数字化必须要克服的鸿沟难题。

Revit与Rhino连接示意图

随着问题的出现，行业中的有先进思想的人群，开始希望并尝试在BIM技术中融合更加灵活的和参数化技术。

（一）Grasshopper几乎无所不能

设计的过程是将设计师大脑中的构思通过软件表达出来，在传统的设计软件中，固定单一化的功能往往会限制设计师的表达。 

很多时候一个好的设计理念和想法也许因为软件缺乏特定的功能而被放弃。 从某种意义上说，软件功能限制了设计思维的表达。

事实上，没有任何软件可以为设计者提供无穷无尽的功能。 

因此，Grasshopper采用了一个新的设计理念：让设计师任意组织和构建设计所需的功能。

Grasshopper不仅是一个参数化软件，但实际上它是一个可视化界面的算法软件。并提供非常自由的功能组合规则。

Grasshopper参数化电池示意图

它就像一个智能的设计助手，可以有效地协助设计师在过程中进行深入的 思考和探索，从而创造出更高品质的设计成果和超乎想象的设计创意。而正是在这种理念下打造的工具，反而给了设计师提供了更多的可能性，成为了设计师在构思方案时最强大的工具。

（二）Grasshopper衍生的生态网络几乎涵盖了设计所需的各种工具

Grasshopper 在设计圈的低代码领域有着无可比拟的先发优势。凭借自身多年的积累，打造了一个插件丰富、数据完备的极其丰富、完整、通用的生态。

目前Grasshopper插件有近千种，涵盖建筑设计、结构设计、仿真模拟等方方面面。

比如Ladybug可以做各种绿色建筑和环境分析：Honeybee插件可以将气象数据处理成可视化环境分析图形，完成对日照、风环境、人体舒适度等因素的可视化分析。

Ladybug功能示意图

Ladybug功能列表

比如Kangaroo将动力学计算引入Grasshopper中，可以通过物理力学模拟进行交互仿真、找形优化、约束求解。

Kangaroo功能列表

技术联结

RhinoInside的出现，让BIM和参数化两条分支出现了融合的可能，它不是一款简单的插件这么简单，它是信息化软件和参数化软件连接的桥梁，它的出现足以影响整个建筑设计生态。

未来设计的新趋势是可以更好的将艺术与工程数字技术相结合，让方案阶段和工程阶段的数据可以有限的联结起来。

RhinoInside.GNA（以下简称RIG）是基于MIT协议的开源项目RhinoInside® 开发的广联达数维建筑设计软件（本文以下简称GNA）插件。

通过本软件，用户可以在GNA软件中直接打开和使用Grasshopper，实现从三维参数化设计到BIM正向设计的数字设计工作流，让设计创意无限传承。