التصميم البارامتري

التصميم البارامتري هو أسلوب تصميم تُشكّل فيه العناصر، مثل عناصر البناء والمكونات الهندسية، بناءً على عمليات حسابية بدلاً من التلاعب المباشر. في هذا النهج، تُحدد المعايير والقواعد العلاقة بين هدف التصميم واستجابته. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} يشير مصطلح "بارامتري" إلى معايير الإدخال التي تُغذّى بها الخوارزميات. ^{[ 1 ]}

بينما يشير المصطلح الآن عادةً إلى استخدام خوارزميات الحاسوب في التصميم، يمكن العثور على سوابق مبكرة في أعمال معماريين مثل أنطوني غاودي . استخدم غاودي نموذجًا ميكانيكيًا للتصميم المعماري (انظر النموذج التناظري ) عن طريق ربط أوزان بنظام من الخيوط لتحديد أشكال عناصر البناء مثل الأقواس. ^{[ 3 ]}

يمكن تصنيف النمذجة البارامترية إلى فئتين رئيسيتين:

• الأنظمة القائمة على الانتشار، حيث تقوم الخوارزميات بتوليد أشكال نهائية غير محددة مسبقًا بناءً على المدخلات البارامترية الأولية.
• أنظمة القيود، التي يتم فيها تحديد القيود النهائية، وتستخدم الخوارزميات لتحديد الجوانب الأساسية (مثل الهياكل أو استخدام المواد) التي تلبي هذه القيود. ^{[ 4 ]}

تُنفذ عمليات إيجاد الشكل غالبًا من خلال أنظمة تعتمد على الانتشار. تعمل هذه العمليات على تحسين أهداف تصميمية معينة في ضوء مجموعة من قيود التصميم، مما يسمح بـ "إيجاد" الشكل النهائي للكائن المصمم بناءً على هذه القيود. ^{[ 4 ]}

تُمكّن الأدوات البارامترية من عكس كلٍّ من المنطق الترابطي وهندسة الشكل الذي يُولّده البرنامج البارامتري. توفر واجهة التصميم شاشةً مرئيةً لدعم تصور البنية الخوارزمية للمخطط البارامتري، وذلك لدعم التعديل البارامتري. ^{[ 5 ]}

يمكن تعريف مبدأ التصميم البارامتري بأنه تصميم رياضي، حيث تُعرض العلاقة بين عناصر التصميم كمعاملات يمكن إعادة صياغتها لتوليد أشكال هندسية معقدة. وتستند هذه الأشكال الهندسية إلى معاملات العناصر؛ فبتغيير هذه المعاملات، تُنشأ أشكال جديدة في آن واحد. ^{[ 6 ]}

في برامج التصميم البارامتري، يتمتع المصممون والمهندسون بحرية إضافة وتعديل المعايير التي تؤثر على نتائج التصميم، مثل المواد والأبعاد ومتطلبات المستخدم وبيانات جسمه. في عملية التصميم البارامتري، يستطيع المصمم استعراض نسخ المشروع والمنتج النهائي، دون الحاجة إلى البدء من الصفر، وذلك بتحديد المعايير وتوضيح العلاقة بين المتغيرات بعد إنشاء النموذج الأولي. ^{[ 7 ]}

في عملية التصميم البارامتري، يتم تحديث أي تغيير في المعلمات، مثل التحرير أو التطوير، تلقائيًا وفوريًا في النموذج، وهو ما يشبه "طريقًا مختصرًا" للوصول إلى النموذج النهائي. ^{[ 8 ]}

كلمة "بارامتر" مشتقة من الكلمة اليونانية "بارا" (بمعنى بجانب، أو قبل، أو بدلاً من) + "ميترون" (بمعنى مقياس). وبالنظر إلى الأصل اليوناني للكلمة، يتضح أنها تعني مصطلحاً يحل محل مقياس آخر أو يحدده. ^{[ 9 ]}

في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب البارامترية، يشير مصطلح " البارامتر " عادةً إلى متغير في المعادلات يحدد قيمًا أخرى. يتميز البارامتر، على عكس الثابت، بنطاق من القيم الممكنة. ومن أبرز مزايا النظام البارامتري القدرة على استكشاف العديد من تنويعات التصميم من خلال تعديل قيمة عدد قليل من البارامترات المتحكمة ^{[ 10 ].}

لطالما شكلت الطبيعة مصدر إلهام للمعماريين والمصممين. ^{[ 12 ]} وقد وفرت تكنولوجيا الحاسوب للمصممين والمعماريين الأدوات اللازمة لتحليل ومحاكاة التعقيد الملحوظ في الطبيعة وتطبيقه على أشكال المباني الهيكلية وأنماط التنظيم الحضري. في ثمانينيات القرن الماضي، بدأ المعماريون والمصممون باستخدام أجهزة الحاسوب التي تعمل ببرامج طُوّرت لصناعات الطيران والفضاء والسينما لـ"إضفاء الحيوية على الشكل". ^{[ 13 ]}

كان جريج لين من أوائل المعماريين والمنظرين الذين استخدموا الحواسيب في تصميم المباني . وتُعدّ تصاميمه المعمارية القائمة على تقنية " البقعة والطيّ " أمثلةً مبكرةً على العمارة المُولّدة حاسوبياً. صمّم المهندس المعماري الإيطالي ماسيميليانو فوكساس مبنى الركاب رقم 3 الجديد في مطار شنتشن باوان الدولي ، الذي اكتمل بناؤه عام 2013، بدعمٍ من شركة الهندسة " كنيبرز هيلبيج" في التصميم البارامتري . ويُعدّ هذا المبنى مثالاً على استخدام تقنيات التصميم والإنتاج البارامتري في المباني الضخمة. ^{[ 14 ]}

في التصميم المعماري العام، يمكن اعتبار جميع جوانب التصميم وأبعادها كمعايير، مثل الموقع والاتجاه والشكل والإشعاع الشمسي وما إلى ذلك. ^{[ 15 ]}

العملية التكرارية هي منهجية لتحسين مفهوم أو تصميم أو منتج بشكل مستمر. يقوم المبدعون بإنتاج نموذج أولي، واختباره، وتعديله، وتكرار الدورة بهدف الاقتراب من الحل. ^{[ 16 ]}

في حالة الهندسة المعمارية البارامترية، يمكن للتكرار، من حيث المبدأ، أن يُحدث تنوعًا في كل مرة يتم فيها تنفيذ نفس مجموعة التعليمات. ومن الأمثلة على ذلك تغيير حجم وشكل لوحة الأرضية أثناء بناء ناطحة سحاب، أو تغيير زاوية نظام التكسية المعياري أثناء تركيبه على سطح متموج. إضافةً إلى إحداث التنوع، يُمكن أن يكون التكرار أداةً فعّالةً لتحسين التصميم وتقليل الوقت اللازم لتحقيق هذا التحسين. باستخدام نظام بارامتري مرن، يُمكنه تقديم تغذية راجعة فورية، يستطيع المصمم توليد حلول واختبارها بسرعة من خلال التكرار عبر العديد من الاحتمالات، كل منها مُصمم بمجموعة مختلفة من المعايير. ^{[ 17 ]}

يركز التخطيط العمراني البارامتري على دراسة أنماط الاستيطان والتنبؤ بها. ويُحدد المهندس المعماري فراي أوتو أن الإشغال والتواصل هما العمليتان الأساسيتان في جميع مراحل التوسع العمراني. ^{[ 18 ]} ويمكن للعمليات البارامترية أن تُساعد في تحسين حركة المشاة والمركبات، وتوجيهات المباني والواجهات، والمقارنة الفورية بين أداء خيارات التصميم الحضري المتعددة. ^{[ 19 ]}

تُمكّن تقنيات التصميم البارامتري المهندسين المعماريين ومصممي المدن من معالجة مختلف السياقات الحضرية والتحديات البيئية والقضايا الاجتماعية والاستجابة لها بشكل أفضل. ومن خلال دمج البيانات والتحليلات في عملية التصميم، يُتيح التخطيط الحضري البارامتري حلولاً أكثر استنارة وتكيفاً لتحديات التصميم الحضري، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى بيئات حضرية أكثر مرونة واستدامة.

مع تطور التكنولوجيا وتحسن جودة حياة الناس، تتزايد العوامل المؤثرة على النتيجة النهائية لتصميم الديكور الداخلي والأثاث. فالمساحة والشكل واللون والخط والإضاءة والنمط والملمس كلها عناصر مؤثرة. ^{[ 20 ]}

تُتيح منهجية التصميم البارامتري للمصممين الصناعيين إمكانيات تصميمية أوسع. كما تُمكّن مصممي الأثاث من ابتكار هياكل أثاث أكثر تعقيدًا وتصميم أشكال أكثر تنوعًا. وعند معالجة المشكلات المتعلقة ببيئة العمل، تُساعد منهجية التصميم البارامتري المصممين على إنشاء سيناريوهات رقمية واقعية الاستخدام، وتقديم مفاهيم تصميمية أكثر راحة.

يُعد استخدام جداول التصميم في صناعة الأثاث لتطبيق التصميم البارامتري مفيدًا عند الحاجة إلى تلبية طلبية كبيرة بأحجام مختلفة من نفس طراز الأثاث، حيث يقلل ذلك من وقت العمل واحتمالية الخطأ. ^{[ 21 ]}

• الحوسبة التصميمية – الحوسبة وتطبيقاتها في التصميم 
• التصميم التوليدي – عملية التصميم التكرارية 
• البارامترية – أسلوب معماري حديث. صفحات تعرض أوصافًا موجزة لأهداف إعادة التوجيه. 
• تحديد المعلمات
• التصميم التفاعلي بمساعدة الحاسوب – منهج التصميم بمساعدة الحاسوب 
• فن الطباعة - فن ترتيب الحروف 
• لغة برمجة مرئية – لغة برمجة يكتبها المستخدم بشكل رسومي 
• كتاب الأسطح من منشورات IJP - كتاب يتناول هندسة وفلسفة الأسطح المعمارية