幾何運算設計 GH PYTHON

胡介璿與李宸安

分別畢業於交通大學機械工程系以及淡江大學建築系，先後進入交通大學建築研究所，發展出對於數位運算美學的愛好與熱情，並以程式編寫、參數化設計與數位製造為研究領域取得碩士學位。兩位同為設計者、設計研究者，結合對建築設計的專業知識與電腦運算技術，兩人現均從事建築複雜幾何與構造顧問工作，專長於將程式運算應用在國內外多項建築實務之中，探討程式編寫在概念設計、細部設計、施工過程等不同階段的關鍵技術，解決複雜實務問題與提升建造效率，持續透過數位科技擴大建築的邊界與探究運算之美，並於各大院校與單位指導電腦輔助運算設計相關課程。藉由編著此書將過往自身的學習經驗與教學累積，重新整理編排以符合設計者的學習思維與語彙，將各經典範例重新撰寫與轉化為讓設計者更簡易上手與理解的教程。

交通大學建築研究所所長 侯君昊

這是一本不容易的書。

首先，設計運算的學習不容易。

設計運算（在此姑且與運算設計、演算設計等詞視為同義，不嚴格區分）的普及，是當代各設計領域在創作與實踐上極為重要的里程碑。然而，相較於一般數位化設計工具與媒材，設計運算涉及跨領域理論、習作、實務以及語言的緊密關係，學習門檻相對較高。

在即將邁入2020年的今天，與其說創作者仰賴數位工具，不如說二者之間已經是唇齒相依般的密切。從計算、文書、繪圖、建模、彩現、動畫、模擬到溝通與合作，創作者手邊有愈來愈多成熟而高品質的軟體工具，十年前仍須繁瑣操作與設定的流程，今日已被大幅簡化、甚至可以一鍵完成。然而，過度強調操作的簡易性，意味著原本透明的操作步驟與設定被黑盒子所取代，用戶養成不求甚解的習慣，逐漸失去對參數（影響因子）之間的敏感度以及對操作流程的認識，等於失去了對細節與邏輯的掌控權。於是，我們只能做軟體允許我們做的事情，軟體開發者的貼心，反而成為創作者的過度保護。

例如Photoshop建立在攝影學和色彩學的基礎上，提供完整的套裝工具和流程，大幅簡化影像處理與創作的難度，但在擴大普及率的同時，也削弱了一般使用者對理解基礎理論的需求與必要性。因為欠缺基礎理論的認識與操作驗證，使得絕大多數使用者受限於工具本身的框架、難以跳脫。

相對來說，設計運算縱使可以從範例學習，但若缺乏理論、邏輯、語言、實務的交互連結，也難以付諸實用或者內化為慣用工具，所以通常大家都認為設計運算的學習門檻很高，而退避三舍。再加上多數學生對數理邏輯的興趣已經在國小到高中的學習階段被磨耗得所剩無幾，在設計運算的學習上，簡直是雪上加霜。

其次，寫這本書不容易。
運算科技的演進帶動數位化設計工具的進步，實務教材內容的更新很快就跟不上工具進化速度，故在實務上多半仰賴大量的自學和嘗試錯誤，尋找與累積學習資源成為耗時耗力的工作。很多人樂於在網路上分享學習成果，但多半是個人經驗、缺乏全面理解；學校授課多著重於理論和基本練習，欠缺真實案例練習機會；業界講師則多以實務應用、講求快速上線，而欠缺概念和系統化理論的理解。上述三者的組合，可以說是理想上的學習模式，然而卻極少見。

此外，坊間有非常多程式設計書籍，但鮮少為設計師和創作者而寫，更不用說作者二人同時具備建築設計、設計運算、幾何、機械等專長。胡介璿和李宸安兩位年輕設計師/工程師，一位是台灣極少數本土培育的新銳幾何分析師，一位是空間創作與設計運算經驗豐富的建築專業者，二者曾經參與國內外知名設計案、協助解決無數幾何與設計運算難題，不僅實戰經驗豐富，更是撰寫教材的絕佳人選。當然，寫書非易事，對於兩位作者有此熱血，願意將個人多年學習與實務經驗，轉化為學習教材與指引，著實令人感動。

最後，讀這本書不容易。
本書嘗試從基礎幾何和演算法開始，用真實案例，漸進式帶著讀者嘗試、理解背後的原理，愈往後面練習，複雜度和難度逐漸增加，對已有基礎者，到最後幾個例子肯定很有挑戰樂趣。當你願意拿起這本書開始嘗試，就是好的開始，願意邁入設計運算、並建立紮實的基礎。

但是，若只用眼睛看，沒幾頁一定就搞不懂了，當然不容易。要動手才有樂趣、才會一步步邁向真實的程式設計之路。學習程式設計沒有捷徑，跟學語言一樣仰賴不斷的練習，以及讓自己沈浸在程式的環境內。小孩子學習語言很快，除了大腦版本比較新之外，關鍵是不怕失敗和丟臉、重複練習使用簡單詞彙、不斷在生活中練習使用已經學過的東西。能夠享受嘗試錯誤過程中的樂趣，就跟你經常從事的興趣一樣，失敗是收穫的同義詞。如此而已。

最終你會發現，學習程式語言並不困難。用程式解決設計運算問題，而且能運用在真實設計上，其樂無窮！