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假如让你设计一个香水瓶,你不知道如何使用设计软件,你也不愿意参照现有瓶子的扫描图案进行新设计,那么你可以坐下来进入无尽之形网,点击网页上变体集中的一个原始形状,做出初次设计选择。这时,无尽之形网将注意到你的第一次设计选择,“思考”并迅速进行一些计算。然后,它会产生几个新的形状,这些形状有点儿类似于你第一次的选择。
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接下来,你会从这一组新的形状中再次选择。无尽之形网将重复这一过程:关注你的设计选择,产生一批新形状供你挑选。最后,在经过多次快速迭代和形状选择后,你会看到一个新的设计样式。当你觉得这个设计正是你想要的设计时,保存最终设计,这时你的设计任务就完成了。
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当杰夫和他的团队成立无尽之形网时,他们意识到他们可以亲眼看到人们的设计过程。给用户一个几乎空白的平面,他们做出一系列快速的选择后,有趣的设计就出现了。网站正式上线后,短短几个月内用户生成了超过300万个奇形怪状的物体,从蘑菇形状的灯罩、生育女神雕像到显示出幽灵般面孔的立方体。
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当人们使用传统的设计工具时,界面和软件使人们通过自我意识塑造他们的想法。但无尽之形网用户可以通过不断点击他们喜欢的形状完成设计。快速选择然后坐下来等待的过程与计算机为用户做了大部分工作的事实使人们的潜意识似乎有了一个新的表现。
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无尽之形网也许不是创建下一代火星探测器零件最好的设计工具。当用户带着冲动点击他们喜欢的形状进行方案设计时,设计结果可能不完美,也不具有最佳性能。作为一种新型的人机交互的早期原型,无尽之形网的价值就在于证明人机是可以进行合作设计的。
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事实证明,让人们评价提供给他们的设计方案比让他们从头开始设计方案要容易得多。虽然你可能无法从头至尾设计一所房子,但是你很容易说出你喜欢或不喜欢一所房子。一个好的建筑师会听从你的意见和反馈,经过反复交流,设计出你喜欢的房子。人们饲养狗已有几百年的历史,却不懂动物遗传;农民在了解植物遗传学之前很早就培育出玉米了。我们也可以创造复杂的东西,而不需要了解它们是如何工作的。
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无尽之形网展示了计算机和交互设计软件如何将一个新维度引入创造性工作中。计算机艺术先锋斯蒂芬·托德和威廉·莱瑟姆描述了一个以计算机为基础的艺术创作过程,包括两个阶段:创建和园艺。艺术家首先运用他选择的物理和生物规则,如光线、颜色、重力、成长和进化,以及他自己发明的其他规则创建虚拟世界系统。然后,艺术家在他创造的虚拟世界里变成园丁,像植物育种家培育花一样选择和培育雕塑样式。
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形式语言:设计师与计算机无缝协同工作
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3D打印设计中最大的挑战是如何使人类设计师和计算机创造性地、无缝地协同工作。一个相关但是可能被忽略的问题是,为了更好地发挥3D打印机的生产能力,计算机需要知道如何更好地设计形状。
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人类用书面和口头语言从语法上分析、记录和思考现实,每种文化的语言都体现其价值和物理环境。熟练的演讲者会使用复杂的语法和丰富多彩的词汇。其他人说话时通常使用一串简单、松散的词汇,这些词语缺乏组织,语法上也不怎么通顺。
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设计软件不用语言,而是通过捕捉和追踪描述物体的数据分析和记录外部世界。这种以数字化形式描述物体的方式,专业术语称之为“几何描述”。
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未来的设计软件就如同孩子学习语言一样,在描述形状方面将会变得越来越流畅。孩子学习语言的成功表现为他说话流利,并对周围环境做出恰当的反应。同样,设计工具能否有效改进取决于我们能否创造出针对当前设计问题能够快速准确地改进几何表达方式的软件。
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一些人类语言有其他语言没有的表达情绪状态或特定情况的词汇,人类语言的复杂性和可供使用的词汇数量影响语言表达内容。同样,专业设计软件处理内部几何表示的方式决定了软件控制设计的好坏。
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当前,大多数设计软件只能使用简单的语言形式,运作起来类似传统的蓝图纸,语言简单、粗糙,登不了大雅之堂。例如,设计软件用两个词表达设计中材料的存在和不存在,即“有”和“没有”,毫无歧义。它没有办法描述物体的成长、变化或有条件的适应。如同一个讲外语的人或孩子学习他的第一个词一样,设计软件只是简单直白地表达设计形状或材料的细节。
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除非软件设计工具更有说服力,否则我们无法充分挖掘3D打印的潜力。计算机设计形状即有几种简单的方法也有非常复杂的方法。如果必须对设计范例从最简单到最流畅和适用性最强进行排名,排名如下。
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首先,最简单的几何表示是传统的纸质蓝图、表面网格模型或固体的几何形状。这些设计符号描述的是简单的固定形状,相当于语言中一些简单的描述性词语。
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其次,适用性较强的是那些能够处理参数设计的软件。这些软件使用户能够定义随参数调整的通用几何形状。例如,类似锤子的形状都可以用一个几何形状来描绘,只是几何形状中把手的长度和宽度不同而已。
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在这一点上,我们进入了未来的世界。以下几种设计语言具有高度实验性,大部分是在实验室和尖端设计实验中使用。在一种所谓的“编程式设计”的方法中,计算机把形状描述成一系列有特定顺序的步骤,有点儿像按照食谱而不是最终的外观描述蛋糕。
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再次,就是一个比较复杂的方法,被称为“生长式系统”。按字面意思,这种系统就是按照一套既定的规则从一颗种子“长成”形状。
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最后,最复杂流畅的未来设计形式是“即兴蓝图”。这些设计可以根据使用条件进行自身修改,就像一个雄辩家即兴在讲台上回应群众的情绪和问题。即兴计算机蓝图软件是动态的。
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后者是大自然的杰作。植物的DNA不直接决定植物的最终形状,它只是设定了一套规则用于环境出现特殊情况时控制植物生长。
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3D打印机问世之前,任何有关形状的复杂构想都只是幻想、理论数学和计算机图形学的素材。只有大自然才有能力把生成的蓝图变成复杂形状。随着3D打印技术的发展,这些新的设计概念将最终走出虚拟世界进入现实世界。
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食谱式设计
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用食谱表达未来设计软件的工作原理可能最恰当。蛋糕的食谱不会详细描述蛋糕的最终形状和成分,相反,食谱描述的是做蛋糕的一系列步骤,本质上是一个程序。
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