内容简介
本书是一本讲解参数化建模软件Grasshopper的技术专著，参考国内外最新研究成果，对Grasshopper做了深入浅出的讲解，同时配有大量独具特色的案例，使读者能在较短的时间内掌握该软件的主要理念和重要的制作技法，从而能较快地运用该软件解决工作、设计中遇到的各种建模问题。
本书分为上下两篇，上篇为基础篇，包括第1～7章，主要讲解Grasshopper的基本操作和常用运算器。下篇为案例篇，包括第8～11章，详细讲解了一个综合性案例——摩天大楼的建模。
本书适合从事建筑设计、机械设计、艺术设计、工业设计的人士和CG爱好者参阅，也可以作为高职类院校相关课程的教材和教参使用。
前 言
自从有了计算机以来，设计师们就梦想着实现设计的自动化。到了20世纪60—70年代，计算机开始协助设计师完成复杂的计算，或者绘制规则的工程图纸。但是通过计算机将产品的设计要求和工程师的设计思想，直接变成可用的工程图纸或者数控加工指令，在当时是不可能办到的。
20世纪80年代初，AutoCAD软件问世，标志着计算机辅助设计大众化时代的到来，到了20世纪90年代中期，随着个人计算机的普及，特别是Windows操作系统的出现，大量原来只能在工作站上运行的计算机辅助设计软件纷纷向PC上移植。1997年，CAD历史上一个重要的版本AutoCAD R14推出，所见即所得的操作方式，可以使没有多少计算机基础的人士快速掌握计算机绘图技术，使计算机辅助设计很快成为行业标准，彻底替代了传统的手工绘图，引领了一次设计方法上的革命。
进入21世纪，计算机辅助设计继续向智能化、多元化的方向发展。机械和建筑设计的复杂性、多样性和灵活性要求设计自动化必须走参数化的路子。自从以Pro／Engineer(机械)和Revit Building(建筑)等为代表的基于特征造型的参数化设计系统问世以来，在此基础上实现设计的自动化已经变得切实可行。参数化设计技术是计算机辅助设计技术的又一次巨大的飞跃，目前先进的计算机辅助设计软件大部分实现了参数化。
本书讲解的是参数化设计软件的一枝奇葩——Grasshopper。Grasshopper并非一个独立的软件，而是一款在Rhino环境下运行的采用参数化方式生成模型的插件。不同于Rhino Script，Grasshopper不需要太多任何的程序语言知识，就可以通过一些简单的流程方法达到设计师所想要的模型。
不同于Pro／Engineer和Revit Building这样用途鲜明的参数化软件，Grasshopper更加全能！无论机械设计、艺术设计还是建筑设计，Grasshopper都游刃有余、运用自如。Grasshopper强大的逻辑建模功能可以在短时间内生产大量结果，并以此进行对比分析，优化设计结果。
Grasshopper的学习也应当秉承由浅入深、循序渐进的原则，掌握基础操作的同时建立起Grasshopper的基本思维模式。根据笔者多年研究和自身用户的总结，要学好Grasshopper必须把握好以下3个关键环节。
* 熟练掌握数据类型、数据结构和相关运算器。
* 熟练掌握各种建模的运算器。
* 熟练掌握内部编程语言和可以调用的函数。
其中的第一条是关键之关键，务必优先掌握。
本书对基础命令和运算器做了详细的讲解和运用，希望能为学习Grasshopper的读者提供一个入门的基石。
本书在写作过程中参考了国内外专家高手的一些制作方法，并使用了一些相关图片资料，并尽量地在书中做出了标注，但是由于条件所限，不能一一告知，在此一并表示衷心感谢！
由于作者水平所限，本书错漏之处在所难免，也恳请国内外专家高手不吝赐教，多多交流沟通。
编 者
目 录
上篇 基 础 篇
第1章 Grasshopper概述 1
1.1 参数化设计和Grasshopper 2
1.1.1 什么是参数化设计 2
1.1.2 参数化建模与手工建模 2
1.1.3 什么是Grasshopper 5
1.1.4 Grasshopper的运用 6
1.2 Grasshopper的下载和安装 10
1.2.1 Grasshopper的下载 10
1.2.2 Grasshopper的安装 11
1.3 打开Grasshopper和Grasshopper的
界面 12
1.3.1 Grasshopper的加载 12
1.3.2 Grasshopper的界面 13
1.4 运算器详解 17
1.4.1 运算器的构成 17
1.4.2 运算器信息 17
1.4.3 运算器和参数 18
1.4.4 运算器图标的显示 19
1.4.5 运算器的数据管理 20
本章小结 22
第2章 Grasshopper初步 23
2.1 从点的绘制开始 24
2.1.1 点的创建 24
2.1.2 创建滑块运算器 25
2.1.3 滑块运算器的复制 26
2.1.4 编辑滑块运算器的属性 28
2.2 曲线和样条线的绘制 30
2.2.1 绘制另一个点 30
2.2.2 创建Line运算器 31
2.2.3 创建样条线 31
2.3 数据匹配 32
2.3.1 如何用两个滑块控制一个
属性 32
2.3.2 创建Panel运算器 33
2.3.3 Shortest List运算器 36
2.3.4 Longest List运算器 38
2.3.5 Cross Reference运算器 39
2.4 一个简单的案例——水波纹的制作 41
本章小结 44
第3章 功能和控制 45
3.1 在表格中创建多重物体 46
3.1.1 创建系列圆 46
3.1.2 改变系列圆的起点 47
3.1.3 显示系列圆的信息 48
3.1.4 动态改变系列圆的半径 48
3.2 创建系列直线段 49
3.2.1 直线的创建 49
3.2.2 创建系列直线 50
3.2.3 Range运算器的功用 51
3.2.4 动态系列线的设置 53
3.2.5 Addition运算器 54
3.2.6 设置扭曲效果 56
3.3 使用数学功能绘制曲线 57
3.3.1 创建曲线分布顶点 57
3.3.2 创建正弦曲线 58
3.4 控制和表格 59
3.4.1 创建系列圆 59
3.4.2 圆圈的挤压 61
3.4.3 设置挤压高度 62
3.4.4 Item运算器 62
3.4.5 Cull运算器 65
3.5 变换操作 67
3.5.1 Box运算器 67
3.5.2 Move运算器 68
3.6 形状图表 69
3.6.1 Graph运算器 69
3.6.2 Scale运算器 71
3.6.3 减法运算器 72
3.6.4 控制系列Box的外轮廓 72
本章小结 74
第4章 在曲面上做造型 75
4.1 导入几何体 76
4.1.1 打开Rhino模型 76
4.1.2 Surface运算器 76
4.1.3 显示效果的设置 77
4.2 次表面细分 80
4.2.1 细分运算器 80
4.2.2 细分参数的设置 80
4.3 扭曲长方体 81
4.3.1 创建表面长方体 81
4.3.2 曲面的细分 82
4.3.3 细分长方体的厚度控制 83
4.4 变形参照几何体 84
4.4.1 在Rhino中创建四棱锥 84
4.4.2 Geometry运算器 85
4.4.3 Morph运算器 86
4.5 完成多次变形操作 87
4.5.1 在Rhino中创建变形参照
对象 87
4.5.2 拾取多个对象 88
4.5.3 使用Longest运算器 89
本章小结 90
第5章 案例——螺旋塔的建模 91
5.1 项目简介 92
5.1.1 旋转中心简介 92
5.1.2 横截面的绘制 93
5.2 扭转楼板的轮廓曲线 95
5.2.1 转换GH曲线 95
5.2.2 创建系列轮廓线 96
5.2.3 创建群组 96
5.2.4 另一组运算器 98
5.2.5 加法运算器 100
5.3 创建核心 101
5.3.1 挤压中心圆 101
5.3.2 加法和乘法运算器 102
5.4 扭转楼板轮廓曲线 103
5.4.1 在Rhino中创建四棱锥 103
5.4.2 扭转轴的设置 104
5.4.3 控制轮廓曲线的扭转 105
5.4.4 除法运算器 105
5.4.5 弧度运算器 106
5.4.6 Range运算器的使用 107
5.4.7 表达式的运用 107
5.4.8 移动核心 109
5.5 设置楼板的厚度 109
5.5.1 创建4个运算器 109
5.5.2 运算器的连接 110
5.6 外立面的生成 111
5.6.1 放样运算器的运用 111
5.6.2 Sub List运算器 113
5.6.3 多个局部的外立面生成 114
5.7 高效率地使用范围和序列运算器 116
5.7.1 Integer运算器 116
5.7.2 整数运算器的连接 117
5.7.3 删除单独的Dom运算器 117
5.8 总结和反思 118
5.8.1 简单的材质设置 118
5.8.2 遥控参数设置 121
本章小结 122
第6章 数据树详解 123
6.1 数据树介绍 124
6.1.1 什么是数据树 124
6.1.2 数据的行为 125
6.2 展平、融合与移植 127
6.2.1 展平数据树 127
6.2.2 融合数据树 128
6.2.3 移植数据树 129
6.3 连接曲线上对应的点 129
6.3.1 创建曲线 129
6.3.2 细分曲线 130
6.3.3 查看顶点数据 131
6.3.4 Path Mapper运算器 132
6.3.5 圆圈的复制 133
6.4 桁架曲面的构建 134
6.4.1 创建GH曲面 134
6.4.2 曲面的细分 135
6.4.3 图层的设置 135
6.4.4 收集顶点 136
6.4.5 分支顶点 137
6.4.6 构建立体网格模型 139
6.5 制作桁架的另一种方法 141
6.5.1 GH创建系列圆圈 142
6.5.2 改变系列圆圈的轮廓 143
6.5.3 顶点的连线 145
6.5.4 扭转曲线 146
6.5.5 双螺旋曲线的构建 148
6.5.6 构建立体网格 149
本章小结 150
第7章 使用Galapagos进行优化
和提升 151
7.1 什么是Galapagos 152
7.1.1 Galapagos概述 152
7.1.2 关于进化求解程序 152
7.1.3 Galapagos的运行特点 153
7.2 一个简单的案例——如何设置
Galapagos 156
7.2.1 求差值的运算器设置 156
7.2.2 加载Galapagos 157
7.2.3 Galapagos的解算 158
7.3 第二个案例——优化参数达到目标
面积 160
7.3.1 加载GH场景 160
7.3.2 楼层面积的设定 161
7.3.3 解算 163
本章小结 165
下篇 案 例 篇
第8章 初始化设置 167
8.1 构建初始平面和等分角 168
8.1.1 搜索框的运用 168
8.1.2 初始平面的构建 169
8.1.3 等分角的设置 170
8.2 初始计算和第二个角度 172
8.2.1 等分角度的优化 172
8.2.2 等分120°角 173
8.3 计算第三个角度 175
8.3.1 乘法运算器的运用 175
8.3.2 角度范围的再次调整 176
8.3.3 SDL曲线运算器 177
8.4 生成驱动线 178
8.4.1 旋转平面运算器的使用 178
8.4.2 在直线上标记顶点 180
8.4.3 完成全部放射状直线 181
8.5 完成驱动图解定义 185
8.5.1 继续添加点 185
8.5.2 以点为圆心画圆 186
8.5.3 另一个圆的绘制 187
8.5.4 二等分圆 189
8.5.5 设置任意起始角度 191
8.6 定义摩天大楼参数 192
8.6.1 楼层的设置 192
8.6.2 添加网格平面 193
8.6.3 阵列截面曲线 194
本章小结 196
第9章 弧度和扭曲 197
9.1 规划几何体和初始弧度 198
9.1.1 复制Project运算器 198
9.1.2 点的选择 199
9.1.3 重命名运算器 201
9.1.4 绘制弧形 202
9.2 如何划分数据树 204
9.2.1 绘制另外3组圆弧 204
9.2.2 Split运算器的运用 205
9.2.3 清理数据树 206
9.3 创建截面弧形 207
9.3.1 点的生成 207
9.3.2 清理预览 209
9.3.3 创建圆弧 210
9.4 扭曲截面曲线 213
9.4.1 清理场景 213
9.4.2 表达式运算器的使用 215
9.4.3 扭转轮廓曲线 217
9.5 修改轮廓曲线 219
9.5.1 准备工作 219
9.5.2 余弦运算器的使用 221
9.5.3 圆弧的关联 224
9.5.4 另一组轮廓的渐变设置 226
本章小结 230
第10章 摩天大楼外表面的创建 231
10.1 分割弧度并创建底板轮廓 232
10.1.1 分割运算器的使用 232
10.1.2 分割另外两组轮廓曲线 234
10.2 改变轮廓曲线的层数 235
10.2.1 改变一组轮廓的高度 235
10.2.2 表达式运算器 236
10.2.3 表达式的输入 237
10.3 外立面格栅的创建 239
10.3.1 重命名运算器 239
10.3.2 格栅化处理轮廓曲线 240
10.4 独立划分点 242
10.4.1 清理数据 242
10.4.2 生成网格 243
10.4.3 连线的优化 245
10.5 完成外立面格栅 247
10.5.1 表达式运算器 247
10.5.2 另外两组直线的选择 249
10.6 完成外立面系统和放样表面 252
10.6.1 创建三组直线之间的点 252
10.6.2 格栅的创建 254
10.6.3 一组直线的放样 256
10.6.4 完成全部外立面的放样 258
本章小结 262
第11章 楼板的设计 263
11.1 创建楼板 264
11.1.1 整理文件 264
11.1.2 收缩轮廓曲线 265
11.1.3 挤压楼板厚度 266
11.1.4 修正挤压方向 268
11.2 完成楼塔并烘焙到Rhino 270
11.2.1 线条管状化 270
11.2.2 保存状态 272
11.2.3 烘焙到Rhino 274
本章小结 278
