背景

近年来，随着工业设计领域快速发展，产品间的竞争也愈加激烈，为避免技术瓶颈下产生的趋同现象，外观设计逐渐成为各类产品市场角逐的重要胜负手。国内厂商也因此引入了源自欧洲的CMF外观设计体系，CMF即Color(色彩塑造)、Material（材料考究）及Finishing（表面处理）设计系统，其中表面处理部分涉及表面成型工艺和表面装饰工艺，是CMF中的核心概念。

目前表面装饰工艺中最重要的前沿技术被称作Generative Texture（创成式数字纹理）或Parametric Texture（参数化纹理），本期推文将帮助大家了解创成式数字纹理的前世今生。

概念

那么，何为创成式数字纹理？

世界上第一台计算机发明于1946年，计算机之父图灵随后在1952年的论文《形态发生的化学基础》中第一次提出了以反应-扩散（Reaction - Diffusion）数学模型来描述自然界斑纹（如猫纹、斑马条纹和热带鱼斑纹等）的生成现象，后人将这个计算机图形生成模型称为图灵斑图（Turing Pattern），世界上第一个创成式数字纹理由此诞生（如图1-1）。

从生物学角度来说，每只猫的花纹都是不同的，因此图灵算法自然也会根据输入条件的不同而产生独一无二的纹理图案。这种具备条件随动能力的可调节数字纹理，我们都可以称其为创成式数字纹理（parametric texture）。

图1-1：图灵斑图函数采样/图1-2：热带鱼斑纹

发展

随着计算机技术的不断发展，创成式数字纹理也迎来了自己的春天。通过编程赋能，传统建筑行业产生了脱胎换骨的变化，并诞生了以著名的建筑大师扎哈和马岩松为代表人物的参数化建筑流派（或称高技派）。他们以数字化技术驱动设计革新，在设计和建造过程中以算力代替人力，其中最为大众所津津乐道的是种类万千的建筑表皮纹理。

图2-1：建筑表皮

随着创成式编程算法技术进一步成熟，在工业设计领域，创成式纹理也逐渐开始成为重要的设计元素。包括Nike、宝马、小米等一众知名厂商的产品都在大量运用创成式纹理，以求突破技术约束，优化产品性能，同时提升产品的竞争力。

图2-2 汽车概念设计/图2-3 音箱外观设计

商业价值

既然被称为点金术，创成式纹理自然有其独特的价值点。最明显的优势是它的技术门槛，每一种算法支撑的纹理都需要一定的研发周期，相比较传统外观纹理，创成式纹理的复制难度大、成本高，比较容易形成市场垄断。

图3-1：算法生成的纹理变化

其次是纹理的可调节价值，跟创成式的其他产品类似，纹理也可以通过输入条件参数的改动而随之变化，如果搭配增材制造技术手段，可以实现同种商品售出的每一件都跟随用户条件进行高自由度的完全定制。另外，当厂商进行同系列产品研发时，往往需要在相同的外观中进行局部变动，这样的同系列不同定位的外观设计需求，同样是创成式纹理的优势之一。

图3-2：创成式纹理随输入参数进行变化

最后，创成式纹理结合仿真技术，完全可以在满足结构功能要求的基础上，最大化的减少材料消耗，降低生产成本。

图3-3：根据受力仿真分析调整纹理分布

 

那么，这样一种难复制、易调节、降成本又很美观的产品点金术，有没有让您感到怦然心动？

—作者—

侯华，安世亚太创成式设计师，米兰理工大学艺术设计硕士。主要负责数字化设计研究及图形算法在产品上的应用。