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3D打印：从想象到现实 [:1700398871]
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生长式设计
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生长式设计进一步利用了食谱的概念。不采用集中的脚本，生长式设计采用了一个种子形状和一套规则，这套规则决定形状应该如何随着时间的推移发展、变化。例如，要“长成”一棵复杂的像树一样的形状，首先你应当使用简单的“种子”：平底上的一个圆柱。其次要设立一个规则：在每个圆柱的未固定端按照字母“Y”的形状附着两个缩小10%的圆柱。使用这个规则，种子圆柱最后会长成树形。
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图13–4 生长式设计可以用于设计更具有机外表和感觉的物品
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图片来源：Nervous System, Inc.
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生长式设计系统现在刚刚开始商业化，其中定制项目的大部分工作都由熟练的设计师完成。有时生长式设计程序被称为“形状语法”，打印时可以生成复杂的三维图案。
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生长式设计系统适用于不同的设计规则、基本操作、基本形状和语法等。一些人试验过使用固定的规则，另一些人使用依赖于当前形状状态的条件规则。例如，当圆柱的直径大于5毫米时，按规则要将圆柱分裂为更小的圆柱。以生物学家阿里斯蒂德·林登迈尔命名的一套规则非常出名，它能够生成植物形状和有机组织，电影和游戏中计算机合成的郁郁葱葱的自然场景都是用该规则生成的。（你不会真的认为每一棵树都是美术家画的吧？）
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生长式设计软件可以处理半随机规则，这些半随机规则可能会导致偶然的形状变化，或者根据预先设定产生不同的结果。半随机规则将确保场景中的每棵树看起来都像一颗真正的树，同时每棵树之间也会有细微差别。与生物学不同，生成现象可以不断反复，形状也会变得更加丰富和复杂。
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生物学中的现象是可以生成的：我们的DNA不会对我们身体的每个细胞所处位置、作用以及如何与大脑中的神经元相连进行编码。DNA也不是一旦执行就会产生一个人体的脚本。相反，DNA编码了一组规则，迭代使用于第一个生殖细胞直至形成完整的人体。
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反应蓝图：复杂形状的自动化生产
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用于形状描述的最复杂的语言形式就是动态的有反应的语言，我们将这种设计过程称为“反应蓝图”。这种反应蓝图使我们的设计人员能够实现复杂形状的自动化生产，这些形状会根据环境实时调整，而设计师们都不知道这些具体环境情况。
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反应蓝图不做小物体。例如，你不能使用反应蓝图3D打印家里的洗衣机旋钮。反应蓝图可用于在未知甚至变化的环境中设计项目。
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反应蓝图可以指引大型的水泥打印机打印出适应未知地形的房子、适应风力条件的桥梁以及适应特殊环境照明条件的灯罩。反应蓝图还将是外科手术的理想选择。也许有一天，3D打印机可以就地制造出适应每个人不同情况的生物组织。
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设计软件执行反应蓝图时，首先需要扫描目标环境，并且能够非常准确地模拟目标环境，以便知道有哪些规则及它们何时起作用。利用这一信息，3D打印机才能生成适合特殊环境的形状，然后就可以用3D打印机打印了。
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图13–5 反应蓝图将针对环境设计出最理想的家的形状
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图片来源：Project “DIGITAL VERNACULAR” by Shankara S. Kothapuram, Mei-ling Lin, Ling Han, Jiawei Song, part of design studio: “Machinic Control” led by Marta Malé-Alemany and taught with Jeroen van Ameijde at the Architectural Association School of Architecture,
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当设计师准备用3D打印机打印反应蓝图时，他是不可能提前准确，知道最终设计是如何产生的，也不知道最后是什么样子。每一步的反馈都是不同的，最终设计的具体细节也在不断变化。例如，自然界中植物往往向朝光的方向生长，但是一段时间后，由于自身重量增加引起的内部压力使得它在一定高度停止生长。如果你有能力设计植物的生长，你可以设计一套规则，使植物在接触外部光线的情况下继续增长。你可以用基于压力传感器的规则调节植物的增长、控制植物的高度，这样植物就不会因为长得太高而产生内部负担。
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如果内部和外部两套规则同时作用于不同条件下的植物，那么植物的高度和形状很可能不同。即使两个植物同时应用同一套规则，一个放在暗光灯下，另一个放在明亮的阳光下，由于它们传感器发出的反馈不同以及规则引起的反馈产生了不同反应，它们最终的外表也不一样。
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3D打印：从想象到现实 [:1700398873]
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一种设计生产多种定制产品
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未来的设计者如何将反应系统应用于产品设计过程呢？设想一下一个灯罩蓝图是动态的。从简单的初始形状到形成最终的灯罩设计会应用一系列规则，灯罩的形状不断被细化。在计算机中，灯罩被放在一个虚拟房间的角落中，挨着一个虚拟的窗口，软件将根据虚拟窗口附近的光线水平计算并设计一个特定的形状。
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如果你将灯罩放置在另一个不同的虚拟房间，位置接近另一个照明设备，灯罩的设计将演变成一个新的形状。通过将计算机模拟的环境暗示运用到设计过程中，反应蓝图就可以根据响应数据而非根据形状描述形成产品了。
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一个灯罩设计可能会引发许多其他自定义的设计，每项设计适用于特定的用途，尽管如此，每个灯罩仍像森林中的每棵树一样互不相同。如果你有这种灯罩的反应蓝图，只要在设计软件中准确地模拟每个房间的光线条件，就可以给每个房间生成不同的灯罩设计。