【序】写给建筑设计的大程序时代

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前言

计算机到底能不能自己做方案？

最近很多人都在关心“建筑设计智能化”的问题：计算机到底能不能自己做方案？怎么做？等等等等……几乎大家都开始意识到一种变化趋势的来临。这种变化确实值得关注，因为它会给我们的工作习惯带来一些许的变化。同时，我们也不必慌张。因为技术变化得再快，时事的变化还是需要一个漫长的进程。至少今天我们还可以肯定地回答：谈计算机自己做方案为时尚早。但接下来也想和大家谈谈：计算机未来是如何一点点学会做方案的？

其实关于“智能化设计”这种技术已经孕育了很多年，它并不是一种全新的科技产物，其前身之一就是我们熟识的“参数化设计”。追忆过往的十年，算法设计师们逐步告别了对异形的狂热，徘徊了许久的数字技术探索也在慢慢地恢复理性。当我们开始去把一些日常的繁琐工作模式写成算法程序的时候，这些自动执行的简单算法产生的成果足已让众人觉得它很“智能”。这种借助计算机编程去解决设计问题的方法，实际上与“参数化设计”同宗同源，已不新鲜。当然，也有一些尝试调用复杂算法的研究测试，可能因为距离实践工作太远，反而容易让人误解：有人说它是“高新科技”；有人说它是“人工智障”。我想这些评价应该都有些片面了。一方面这种技术距离我们很近，并不高深；另一方面技术仅仅是工具，它不会自己去决定是往实用的方向发展，或是往其他的方向发展。

鼓励技术应用于我们所熟识的日常工作

不论大家会如何评价“智能化设计”这个新事物，今天我在这里仅是作为一位参数化设计的老玩家，想表达一些自己这些年对技术的切身体会和倡议：

第一、当下的“智能化设计”与“参数化设计”一脉相承。其技术载体相似，但“智能化设计”应用特征其实更加趋近于我们平日里的常规设计工作。我愿意说它是“参数化设计”在技术成熟之后，开始向常规建筑设计实战领域发展的一个应用方向。虽然我们前些年也在这么做，但都没有如今这样系统地去考虑算法的成熟性。这种技术骨子里带着计算机算法强悍的战斗力，每当我们去扩展一种算法的适应性，使其尽量多的去适合更多样化的设计要求时，这种程序化的算法就成为了越来越值得社会关注的一股力量。

第二、目前我们看到的所有建筑设计领域的“智能”现象，均是建筑师将指定的设计逻辑转译成的程序化算法所演绎出来的，其中富含了“参数化设计”的方式方法，距离计算机学会成熟的创作算法还相当遥远。所以我们不用急于否定AI，因为它还没长大。相反我更应该关心的是如何教育这个“婴儿”，别让它受委屈，也别把它“惯坏”。

第三、新技术萌生的早期，都会有相当一部分大众对技术本质的理解存在误区，这其中相关研发机构和宣传媒体都有避不开的责任。所以希望这次“智能化设计”的大潮来得不要过于浮躁，我们不想搞浮夸的假象，大家也不要追捧看不懂东西，我们只呼唤这项技术能实实在在地应用于一线设计师的实质性需求，让众人品尝到技术的美味。

适用于国人的智能化设计工具，即将上线

很快，我们会免费发布这款“智能化设计”工具Noah，它不仅仅是某种算法，更是一种升级的算法逻辑架构，参数化设计师们将有条件自行在Grasshopper平台中DIY这种架构。这也是NCFZ团队在过去闭关的半年里想为参数化设计师们做的一点事情。希望它能真正地帮到诸位甚至是所有的一线建筑师，哪怕只能减少你的几次加班熬夜，哪怕只是辅助大家多发现几种新方案的可能。我们都觉得这是计算机程序算法去呈现“智能”的最理想方式。

眼下，如果大家对“智能化设计”的概念仍有疑问。在此，我想给出三个问题的答案供大家反思，也希望听到大家的回声：

Q1：计算机算法是否可以取代建筑师？

前段时间这个话题在朋友圈莫名地火了一阵子，不少人都开始关心这个看起来像玩笑，但实则很严肃的话题。对于此，我看到大家最赞同的一个观点就是“会被取代的是绘图师，而不是建筑师。”我当时也表示了赞同。但引申一想，发现了另一个值得关注的问题：

“绘图师”在众人眼中是不等于“建筑师”的。

我们今天不在这里讨论“建筑师”和“建筑设计工作”的定义。而是关心一下大家眼中的“绘图师”，要知道所有建筑设计行业中的一线工作人群中，有多少人会被定义成“绘图师”，又有多少“建筑师”每天都要干上大量的“绘图师”工作？这个答案不用我说，大家心里也会有个评判。假设计算机算法可以取代“绘图师”了，那连我自己也要开始担忧了。我猜正是这种担忧让前阵子的这个话题很火。很多人在喷的同时，也不想承认这一天会到来。在此，我想从技术发展的角度给大家提供一些辅助的思考和看法：

首先，创意是依赖工具的，纵观设计思潮的发展历史，真正的创意从不拒绝新的表现形式或创作手法，反而我们会希望用新的工具和方法去让复杂的问题变得简单，让不可能的目标变为可能。因为人们都不希望被目前的工具限制想法或是占据时间，所以时代一定会去寻找更多的可能和更理想的方法。从这点来看，我们的设计工具一直在一个不可逆的进步浪潮里。所以说，机械性的劳动和思考是会被代替的。

其次，创作活动是种多层级的思维劳动，在一个完整的创意工作中，存在不等程度的用脑现象：比如我们去考虑一个大的布局体系时，可能需要80%的脑力和20%的时间；再比如当布局确定后开始给场地排布停车位，则可能需要20%的脑力和80%的时间。大家口中的“绘图师”的工作，我想应该就是指后者了。从这类工作的时间比例来看，它占据了我们创作活动的大部分时间，同时绘图量大、容易出错、完成后的成就感低。所以，我们都希望能有工具来自动执行这部分耗时、费力而又低脑兴奋的工作。不论我们都能吃苦，时间是有限的。我们无法向市场争取到更多的时间，想要更多的创意，就只能提高整个工作流的速度和效率。

综上，我整理了一下这个问题的用词：“取代”这个词太过于炒作了。也不应该把“建筑师”和“绘图师”分开看。因为实际制图也是一种自我表达，是辅助思考创作的必要过程，不能把二者分开来看。对于此问，我想给出的回复是：

“计算机算法不会取代建筑师，但可以分担建筑师的大部分绘图工作。”我们不但不用为“智能化”的到来恐慌，我们更应该期待它的到来。

Q2：智能化设计技术如何应用于日常建筑设计领域？

首先会有人觉得让计算机做建筑师的工作是天方夜谈，有这种看法的原因是因为我们还不了解的工作原理，既不了解计算机算法、也没有正视建筑师的日常工作。但凡“参数化设计”算法开发领域的建筑师，都能深刻地感受到这种方法是可行性，只是很难完美。好比目前的一些工作可以让程序来执行演算，但工作成果就像实习生做的一样，总不能满足审核者的心意，要么有错误，要么方向跑偏。但随着算法逻辑的日益成熟和延伸，算法逻辑也会随之成熟到可以执行助理建筑师的工作。以下是我认为一种切实可行的转化过程：

从建筑师设计到计算机自动设计过渡，大体上需要经历几个阶段

第一阶段（过去二十年），从探索性的建筑创意设计到建筑设计产品化的社会工作流形成。举个例子，孩子画的建筑是没有束缚的，但我们城市里的建筑总是千篇一律的，为什么？其实从头去设计一栋作品总是需要几个月甚至几年的时间，而当下很多量产的工作室已经可以在几周内完成方案。为什么？因为我们的建筑设计已经高度产品化了，其中有套路，有流程，有模版，这些内容不需要再用脑力去重新思考，但凭经验和模式就可以生产。我相信大家都有过拿老模型文件拷贝过来直接用的经历，这种方法也在很多的时间逼迫下被默认成为了“创意”的一部分，甚至一些年轻人可能因为做多了这类工作而感慨创意没有了未来。我希望大家能赞同这个观点：这些玩套路，拼模版的工作本不是我们建筑师引以为傲的创意，如果设计任务就是紧张的没有时间，如果业主明确的要求这样去做方案，那么请考虑把这样的工作交给计算机程序去完成。

第二阶段（未来五年），建筑设计环节的逐步程序化。当我们目前的建筑设计过程形成了成熟的工作流程之后，我们不难发现其中的很多分解环节都可以抽离出来将其程序化。大到方案的强排计算、小到总图的CAD填色。几乎70%的设计步骤可以总结出逻辑定式并可以借助计算机算法分秒完成，说到这，有人会误解：说程序做的设计能好用吗？我想解释下，这种设计方法并没有让计算机能做创意，而是将设计过程中那些很机械的、很繁琐的制图或计算任务程序化。所以，当程序可以代替设计师去完成这些机械性的工作之后，相反设计师会有更多的精力和状态去搞更多有温度的创意。所以前不久有个学生很认真的问我们：你们做这些有什么用？它生成不了更好的设计。然后我们的回复很简单：它可以帮我们减轻制图压力，让我们不会因为加班熬夜而放弃更好的设计。所以当下，我们在努力去做的，是把这些耽误时间，又不得不做的工作逐渐地翻译成程序代码，让计算机去自动执行，演算。理想的情况下，希望能给建筑师们更多的个人时间和创作的机会，不再干计算机擅长的活。

第三阶段（未来五到十年），人工智能的介入。注意我说的是“介入”。

一提“人工智能”可能又敏感了，想了解的朋友推荐这个微软CTO的科普Live：

《微软中国 CTO：如何进入深度学习领域？》

https://www.zhihu.com/lives/1096786265575346176

搞技术树立正确的三观很重要。当下的人工智能技术无法有效植入建筑设计流程的核心原因是因为建筑设计仍没有形成较为普适的程序算法体系。任何一种工作或是工作细节，在它形成一种较为普适的逻辑程序流之前，都还谈不上可以“人工智能”。所以AI的时代还远远没有到来，我们目前所说的“智能化设计”是指计算机算法能够代替人工去做大量日常机械性制图或计算的工作方法，而非“人工智能”。而目前的很多技术也仅是建筑师们去熟悉算法应用的一些尝试，所以距离我们很远。那么什么时候AI可以初露锋芒，让世人惊讶？我们首先要经历第二阶段，也就是建筑设计各环节程序化的高度成熟。建筑师还没有搞清楚建筑设计的程序逻辑，谈“人工智能”要取代什么，无疑是一场玩笑。在这个阶段之前，会出现部分建筑师可以用程序算法来全自动生成方案，越来越的建筑师会找到新的计算机与人的对接方式。

第四阶段（未来十到二十年），人工智能技术应用普及。借此，也畅想一下十几年之后。当建筑设计的辅助算法程序越来越多。这些能被计算机录入的辅助智慧也会增加，当量变发生质变的时候，计算机有可能直接“设计”出我们现在大部分建筑师都认不出来的不是人做的方案。好比机械加工业生产效率超过手工业生产效率成为行业生产主导方式一样，程序化设计+人工智能也将超过人脑设计成为建筑设计市场的主导。这里并不是说人工智能取代了建筑师，而是建筑师已经可以驾驭人工智能，这也是未来的一种新的设计模式。而那个时代仍会有非常多的非人工智能建筑师去坚守创作的情怀和过程的传统。二者之间市场会接受谁？我们把这个问题留给未来吧。就像现在大众都认为一把手工打造的椅子更有味道一样。我更希望时代的发展不会淹没一代人的情怀。建筑师的定义在那时恐怕和今天的定义已经完全不同了。

Q3：大程序时代，建筑师的工作会发生那种变化？

这个问题的答案大家可能很快就会逐渐感受到，有些观点前文提到了，这里做简短的回答：

首先制图工作会越来越程序化，也可以说是越来越智能，建筑师的时间和精力会被大量的解放出来。这其实是一个好消息，同时也随之带来一些行业的变化。有富余时间的建筑师会越来越多，这将促使设计思考发生进一步的衍化。

一部分建筑师将有精力把建筑设计得更加精致，举个现实点的案例，当下的建筑师以每栋建筑作为一个设计命题或是作品。但因为大程序时代，建筑设计理念可以高度的程序化，那么建筑师可以将自己的作品定义为某种建筑生成逻辑程序，即使未来用地改变、使用功能改变，这套程序都可以根据相应变量演算出合适的设计结果。这意味着，我们有机会在不同的项目里始终不断深化一类建筑方案的生成逻辑，而这种建筑算法也将成为创作者的独特风格。

另外一部分建筑师可以有充裕的时间去探索全新的空间设计领域。他们可以自由地编写创作思想，让算法来执行、加工这些方案，生成更多的可能性。计算速度快一直是计算机程序最大的优势所在，在时间有限的职业生涯里。唯有更快可以让我们抵达更多未知的可能。

当然，还会有一部分建筑师成为算法的研发者。这部分人会坚守在算法逻辑与空间设计之间，一直为这个时代的衍化铺路、搭桥。他们会成为新时代的枢纽，也会是新思潮的代言人。

下文预告：Noah.开源公测即将开始…

Noah(诺亚)是由C+Z Studio主持开发的智能化设计算法工具，本工具即将免费开源公测（开源意味着我们会向诸位Grasshopper爱好者分享它的生成逻辑及内核算法）。关于Noah.的描述，我们会在接下来的数篇推文中逐一向公众详细阐述，欢迎大家的继续关注。

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后记

在曾经的一次讲座中，有位同学问过我，说计算机的算法会不会很冰冷，设计不是应该更有人情味吗？作为一个满腔热情、用感性去做创意的建筑师。我的回复也是肯定的：冰冷不是任何技术，而是这个行业对我们的要求。如果一定要说这个技术是冷的，我希望用它去斩断这个行业的寒冷。把宝贵的时间和炽热的理想还给我们建筑师。

十五年前，有人告诉我建筑设计行业对计算机技术的应用落后于其他先进行业50年……

十年前，我们依赖工业设计的工具，凭借游戏、影视领域的过时算法玩的不亦乐乎……

五年前，迷失的参数化设计师们，把希望托付给了其他领域的大玩具……

两年前，我们重新思考数字技术的真谛，思考这算法逻辑如何扎根于设计的本源。