本文內(nèi)容來(lái)自公眾號(hào)“BIM碼農(nóng)”

什么是衍生式設(shè)計(jì)？

衍生式設(shè)計(jì)是人類(lèi)與計(jì)算機(jī)之間的協(xié)作過(guò)程，用于解決設(shè)計(jì)問(wèn)題。在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)師定義目標(biāo)并設(shè)計(jì)參數(shù)。計(jì)算機(jī)會(huì)生成許多設(shè)計(jì)備選方案，以找到一組最佳解決方案。

例如，假定您正在設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)施。您想要放置一定數(shù)量的房間，以便護(hù)士可以以最快的速度從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B。在定義目標(biāo)和參數(shù)時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)快速生成數(shù)十或數(shù)百種備選方案供您選擇，其中有些備選方案可能是您從未考慮過(guò)的。

快速入門(mén)衍生式設(shè)計(jì)

我們用一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明如何使用衍生式設(shè)計(jì)。

假設(shè)平面上有四個(gè)點(diǎn)，他們能夠圍成一個(gè)四邊形?，F(xiàn)在，我們想讓計(jì)算機(jī)幫我們畫(huà)出這個(gè)四邊形，使得面積與周長(zhǎng)的比值最大。

問(wèn)題很簡(jiǎn)單，現(xiàn)在我們打開(kāi)Dynamo，注意，必須是Revit2021的版本。

新建一個(gè)Dynamo項(xiàng)目，然后創(chuàng)建四個(gè)點(diǎn)，分別命名為P0,P1,P2,P3，現(xiàn)在他們都在原點(diǎn)的位置。

我們保持P0在原點(diǎn)的位置，然后隨意指定其他三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。這樣，我們就可以用線(xiàn)將他們連成一個(gè)四邊形了。這里，點(diǎn)的坐標(biāo)不會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響，但為了有初始面積和周長(zhǎng)，初始的四條邊最好不要相交。

然后用List.Create將四個(gè)點(diǎn)組合在一起，接著使用Polygon.ByPoints，將四個(gè)點(diǎn)連成四邊形。這兩個(gè)組件的名字沒(méi)有更改，如果找不到，可以按名字搜索。同樣，以下組件都可以使用搜索搜到。

為了求得四邊形圍合的面積，我們可以創(chuàng)建一個(gè)面。

現(xiàn)在，我們可以得出多邊形的面積與周長(zhǎng)了。

現(xiàn)在，我們可以使用衍生式設(shè)計(jì)了。使用衍生式設(shè)計(jì)時(shí)，需要告訴計(jì)算機(jī)，哪些是可以變了，哪些結(jié)果是需要關(guān)注的。顯然，在這個(gè)例子中，三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)是變量。

我們依次在三個(gè)點(diǎn)的x，y上指明。右鍵單擊P1x，然后選擇"是輸入"。同樣P1y,P2x,...P3y，這些組件執(zhí)行同樣的操作。

我們需要關(guān)注的結(jié)果是周長(zhǎng)、面積和面積的比值。所以右鍵點(diǎn)擊并指定他們?yōu)椤盀檩敵觥薄?/span>

這樣，我們就有6個(gè)輸入變量，3個(gè)輸出結(jié)果了。保存這個(gè)項(xiàng)目為“周長(zhǎng)面積”，當(dāng)然你可以指定其他名字。注意：在使用衍生式設(shè)計(jì)前必須要保存。

現(xiàn)在，點(diǎn)擊“導(dǎo)出以用于衍生式設(shè)計(jì)”

在彈出的對(duì)話(huà)框中點(diǎn)導(dǎo)出。

導(dǎo)出完成后，我們就可以創(chuàng)建分析了，點(diǎn)擊創(chuàng)建分析。

接著點(diǎn)擊我們剛剛導(dǎo)出的那個(gè)項(xiàng)目，“面積周長(zhǎng)”。

彈出定義分析的對(duì)話(huà)框。分析方法有四個(gè)，分別是Optimize（最優(yōu)化）,CrossProduct（跨產(chǎn)品）,Randomize（隨機(jī)化）和LikeThis（相似）。

最優(yōu)化：迭代以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

生成針對(duì)您的目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)。GenerativeDesign運(yùn)行多次設(shè)計(jì)生成。每個(gè)后續(xù)生成都基于之前的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)化和改進(jìn)。

隨機(jī)化：使用范圍內(nèi)的隨機(jī)值

使用此方法進(jìn)行探索，以瀏覽分析類(lèi)型可以生成的廣泛的可能解決方案樣例。如果您還不知道要針對(duì)哪些指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，則此方法有助于快速瀏覽設(shè)計(jì)備選方案。選擇要在指定范圍內(nèi)隨機(jī)化的變量。還可以指定要?jiǎng)?chuàng)建的結(jié)果數(shù)，或者使用默認(rèn)值40。GenerativeDesign會(huì)根據(jù)分析類(lèi)型定義的約束條件，使用指定變量在其定義范圍內(nèi)的隨機(jī)值來(lái)生成結(jié)果。結(jié)果是一系列可能的解決方案，表示變量值的隨機(jī)采樣。

跨產(chǎn)品：在范圍內(nèi)均勻分布值

嘗試不同的變量組合。使用等間距值生成指定數(shù)量的結(jié)果。

相似：探索首選結(jié)果的變化

要達(dá)成目標(biāo)，但想要調(diào)整設(shè)計(jì)？查看對(duì)選定變量的細(xì)微更改如何更改設(shè)計(jì)。使用此方法可以瀏覽首選結(jié)果的不同變體。

一般而言，在我們首次進(jìn)行衍生式設(shè)計(jì)時(shí)，選擇隨機(jī)化都是比較好的選擇。他能快速創(chuàng)建許多的備選方案?，F(xiàn)在，我們選擇隨機(jī)化，并將解決方案數(shù)量設(shè)置為1000，這樣就會(huì)產(chǎn)生1000個(gè)方案。

點(diǎn)擊生成后，就能生成1000個(gè)方案了，以下方框中的參數(shù)都是可以選擇的，趕緊看看生成結(jié)果吧。

選擇合適的結(jié)果，可以將他載入Dynamo。然后可以再次執(zhí)行衍生式設(shè)計(jì)，并使用新的算法，如LikeThis，探索細(xì)微變化后的最優(yōu)解。

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