基礎設計運算

Basic Design Computation

學期

112-1

學分

3 學分

當期課號

534402

永久課號

HSAA30013

開課單位

應用藝術研究所

授課教師

李建佑

校區

光復

類別

選修

上課時間表

節	週三
2 09:00–09:50	基礎設計運算 HA302 3 節連堂
3 10:10–11:00
4 11:10–12:00

* 根據陽明交大上課時間表所列

概述

本課程為針對產品設計為應用方向所開設之入門設計運算與數位製造整合訓練,以產品設計背景或對設計運算如何應用在產品設計有興趣之同學為主要對象。同學將學習以 Rhino 3D V7 為主要環境之視覺化編程建模工具 Grasshopper,與同學既有的 3D 幾何建模知識融合,並運用程式運算中固有的邏輯判斷、廻圈、法則、亂數、物理模擬等觀念技巧,來建構自動化參數設計程序,以快速生成人工建模所無法達到的複雜產品曲面皮層模型,同時利用程式的自動化及運算效率,得以快速產生大量多元化的衍生成果及提昇探索設計可能性的效率。

先修科目

具產品設計專題經驗、入門程度之3D建模概念能力,尤其具 Rhino 軟體基礎為佳。

教學方式

自第四週起,每週上課前段為發表前一週介紹技術之練習作為作業。本課程提供修課同學在上課期間使用 Rhino 3D V7 教育版授權。

評分方式

以各週作業進度及作品為主,佔90%, 出席率為10%。

課程大綱

基礎設計運算編程建模
進階運算案例操作
自主運算案例
虛實控制
客製化

週次計畫

週次	主題
第 1 週	1)課程背景概述: 工業 4.0、少量多樣生產、客製化及數位製造。設計運算發展與運用現況。2)Grasshopper 簡介,快速參數模型建構。3)Rhino 3D 與運算相關之基礎知識,包括幾何物件定義、向量、基準面、UV座標等等。
第 2 週	"Grasshopper 界面及選單介紹、建模元件介紹、輸出入控制。2)指定 Rhino 物件、內化與元件輸出入連結。3)元件輸入方式及參數類元件、程式判讀。4)基本參數模型建構。
第 3 週	Rhino & Grasshopper 互動關係。2)Data tree & data flow 幾何數據概念、判讀與操作。3)Grasshopper 外掛、安裝及資源。4)Lunchbox 外掛安裝與運用。
第 4 週	Attractor: 控制立體皮層造型漸變技巧,單點、多點與線 Attractor 運用方法,以燈具或造型牆為例。
第 5 週	漸變:運用 Graph Mapper 來使造型變化產生漸變效果。
第 6 週	Random:Random vase ,使用亂數控制各種造型特徵,得到隨機、不規則、不重覆的效果。
第 7 週	廻圈:1)建模中如何運用廻圈及邏輯條件式進行造型處理-以碎形與冰裂紋為例。2)使用外掛 Anemone、Hoopsnake。
第 8 週	物理模擬:使用Kangaroo 模擬線段生長及互相推擠產生特殊紋路的效果。Growing Curve
第 9 週	基因演算法最佳化:使用Galapagos元件讓參數模型反覆生成與評估,並找出最佳化結果。
第 10 週	衍生設計與有限元素法FEM:使用 Fusion 360 的衍生設計功能產生最佳化有機結構。使用FEM有限元素法來評估結構。
第 11 週	Customization Design:1)以鞋、滑板為例解說參數模型設計。2)發掘客製化需求及主題,開發參數模型。
第 12 週	線上客製化:使用 ShapeDiver 外掛及平台,上傳GH檔生成線上參數模型產生器,供遠端使用者控制GH模型。
第 13 週	AR擴增實境:1)使用外掛及APP Fologram,使參數模型能以AR方式與手機影像結合。2)設計需要AR技術與現實場景結合的參數模型,如大型產品或傢俱。
第 14 週	Interactive Design :1)互動式皮層運用於建築與裝置案例介紹。2)Grasshopper 與 Firefly 外掛連動至 Arduino 之操作3)在 Grasshopper 編寫 Arduino 程式
第 15 週	機器手臂控制與模擬:建構曲面,並使用機器手臂 KUKA PRC 外掛來模擬機器手臂進行3D列印曲面過程,並生成SRC檔。
第 16 週	期末發表與課程回饋

教科書

1) 自編教材. https://jianyouli.wordpress.com/category/grasshopper-learning-設計運算教學/ 2) Essential Mathematics for Computational Design, 4th Edition. 作者 Rajaa Issa, 線上開源文件,2019出版。http://blog.rhino3d.com/2019/06/essential-mathematics-4th-edition.html?fbclid=IwAR2QPQYsoZj7wEs-34xY7iRX28H8k59YB-yOcHNXP4UKmFf-52kvXCxEBd8 3)The Grasshopper Primer -3rd Edition. 作者 Mode Lab,線上開源文件,2015出版。http://grasshopperprimer.com/en/index.html

Office Hours

地點: 以線上討論為主
時間: 週四下午2-3點
聯絡方式: 請以授課教師 mail 在前一週與老師預約時間,jianyou@nycu.edu.tw