浅谈犀牛插件GH在平常工作中的应用.doc

浅谈犀牛插件GH在平常工作中的应用GH是Grasshopper的简称，GH是一款在Rhino（犀牛）环境下运行的采用程序算法生成模型的插件。不同于Rhino Scrip, GH不需要太多任何的程序语言的知识就可以通过一些简单的流程方法达到设计师所想要的模型。GH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。当想法与建模过程联系起来时，GH可以通过参数的调整直接改变模型形态。这无疑是一款极具参数化设计的软件。GH中提供的矢量功能是 Rhino 中没有的概念，在 Rhino 中制作模型，比如画曲线，拉控制点，移动，阵列物体等等几乎所有的手工建模都是在反复的做定义距离和方向的工作。在GH或者其他的参数化建模的软件中用来完成这个工作的工具就是有大小与方向的矢量。GH目前主要应用在建筑设计领域，如建筑表皮效果制作，复杂曲面造型建立等，其实GH在平常工作中也能发挥它的价值。正如前面提到的，没有GH的时候我们在Rhino中建模是重复的画线、建曲面等，而GH的出现就可以代替我们的重复工作，下面就我做过的一个工程说明其使用。这是一个用铝龙骨来固定穿孔铝板电影院外墙，这个工程的穿孔铝板上有大大小小的椭圆孔，根据施工图要求，除了铝板四周有50mm的折边，椭圆长径大于等于500mm的孔，在孔位也需要折50mm的边。考虑到每块铝板孔位、孔径均不相同，用平常的加工图来表达铝板加工的信息对出图方与加工方的工作量都是挺大的，因此双方统一以1：1的模型来作为加工依据，同时提供只标注长、宽、对角线等大尺寸的加工图作为检验依据。此时需要对这些铝板重复处理的工作有如下几条:1. 铝板编号，每块铝板不一样，每块铝板要编个号了。2. 铝板四周折边。3. 判断椭圆孔长径后确定是否要折边。上面三个工作内容使用人工处理与GH处理的区别如下表：内容人工处理方式GH处理方式铝板编号一个个的编号下去根据铝板面中心点位置按一定的方式对铝板进行排序，然后用编号尾数进行累加的方式，让程序自己编号铝板四周折边一块块的去处理铝板折边把所有铝板选上，让GH知道需要循环多少次与人工处理一样的操作判断椭圆长孔后，确定折不折边一块块测量铝板孔径后，再处理折边把所有铝板选上，让GH知道需要循环多少次与人工处理一样的操作通过上表我们就发现当需要重复处理的对象较多时，就可以用GH来代替重复的工作。人工的处理过程看处理方式就一目了然了，下面简单的说明下用GH如何实现的。第1步编号（电池图如下）铝板编号的规律上面电池图的大致思路是，先把需要编号的铝板的中心点找出来，这个点的数量作为需要进行编号的次数，点的位置作为放置编号的位置（此电池图省略了点编号放置点的排序），编号的顺序从LB-01开始依次加1，加的次数等于点的数量，最后在编号放置点显示出来。编号时编号的尾数，是整数1,2,3即小于10的数前面是没有0的，为了出现我们习惯的编号，需要对小于10的尾数进行加0处理，其他尾数不需要加0，这时会有一个实用的操作，即把数据按条件分成两组，分别对两组进行操作后，又按条件合并回去。第2步铝板四周折边与第3步判断椭圆长孔后，确定折不折边（电池图如下）此电池图的大致思路是，先把原铝板面偏移50mm（折边宽度），这样形成两层铝板，再对这两层铝板的外边线以及板内椭圆孔边线进行区分，如果是铝板外边线，则从Crv端直接输出；如果是椭圆孔边线，则抽取椭圆孔边线上的多个点就（截图中是8个点，这些点中基本有一对点几乎处在椭圆的长轴两端），找出最些点中最大的两点之间距离，再用这个距离与500mm进行比较，大于等于500mm的才从TY端输出（实际操作可以设置小点，比如490mm），最后将上下铝板上一一对应的外边线与椭圆孔边线用Loft操作生成折边。这里把第2步与第3步一起说，是因为这两步都是要对铝板进行折边处理，在GH里，只要让GH知道什么边需要折边即可。同样在这两步中用GH的时候，我门也是需要对数据按条件分组，并进行不同的操作。最后处理好的铝板效果如下图：在这个工程里，把铝板处理好后，还需将铝板下面的铝龙骨放样出来，这个操作也可以用GH，通过选取铝板的风格线与铝板面，再在分格线上生成龙骨截面，此时龙骨截面的上边线与铝板面的夹角可能是锐角，也可能是钝角，通过对处于不同角度的截面进行不同角度的旋转，就可让龙骨截面上边线与铝板面平行，最后沿着分格线扫掠，就可以生成如下图的龙骨。实现上面的操作只是用到GH很小的一部分功能，GH还可以用来优化双曲面，进行曲面分格划分；也通过GH中的插件实现其他特殊的操作，如Kangaroo(袋鼠)，实现在GH里直接交互式仿真，优化和找形；还可以编写脚本程序实现其他没有的功能。总结，现代的建筑艺术感越来强，幕墙表皮的情况也越来越复杂化，按照老办法是越来越需要人工与时间。这些给我们带来了全新的挑战，但用新的工具去解决问题也给我们带来新的体验与收获。而在Rhino这不受约束的自由造型的3D建模工具里，配带着GH强大的参数化功能，这就是一个可以推广的用来提高大家效率并解决复杂曲面问题的新工具。