數位製造與參數化設計：小小Maker的入門心得
在這篇文章裡，我將會分享3件事：
1. 生成式設計 Generative Design 是什麼
2. 有什麼資源可以學習Generative Design
3. 我的設計流程
這學期在應用藝術所修了不少好玩的課，李建佑老師開的工業設計(一)，還有黃大源老師的互動介面實作課，讓我開始很密集的用3d printer還有雷射切割機等等數位製造的機台自己做一些實用的玩具，突然發現很多生活中需要的東西都可以自己做！上研究所對我來說是十分快樂的事，比起考試，果然還是喜歡做Project得多～甚至最近家裡有缺什麼小東西都開始思考是不是自己可以做做看～
這門課對我來說是相當實用的，因為原本Designer或Programmer在做Prototype時，只能考慮在平板、App、VR device等等上面運作，學習數位製造後搭配Arduino，很多新型態的產品就能被打造出來。當Programmer或當UI Designer一定都有一個困擾，那就是討論的東西永遠都只是個PC、手機、智慧手錶等等平台。藉由學習數位製造，我們等於可以做出最醜最醜的第一代產品，能夠用最簡單的方式告訴大家：「誒！其實產品不一定是個PC或手機平台！」。
另外，建佑老師開的工業設計(一)也突破了很多傳統建模難以做到的思維模式：一件事藉由machine的介入，設計師可以節省下傳統建模所浪費的時間(ex. 重複挖很多洞、重複調整建造得不完美的產品曲線…)，因為時間節省下來了，設計師能夠花更多的時間去思考產品的造型跟人們之間的關係，還有反覆在使用者身上測試跟重製。「吃苦耐勞」這個名詞在生成式設計誕生後，變成不是必走之路。
生成式設計 Generative Design 是什麼？
生成式設計主要由程式的方式去生成模型，而這樣的模型因為大小或是數量都是由參數所控制的，所以又叫參數化設計。傳統的建模改了一次，有時候是不可逆反應，很難改回來，而參數化設計禁得起無數的修改。這學期主要學習生成式設計的軟體是使用Rhino這套軟體，加上Grasshopper的外掛來寫圖像化的程式生成模型。
做數位製造不一定要Generative Design，但是Generative Design可以幫助我們達到以前傳統建模軟體做不到的很多件事，最常用的就是客製化。另外還有像是把建好的模型讓電腦自己拆成片材就可以組裝，包括我們的模型也可以串實體的Arduino板跟Unity，可以引入C#或python去控制。
有什麼資源可以學習Generative Design？
以下是我有使用到的一些線上資源或實體書籍：
手把手教學：🔮follow老師的Blog，裡面有超級多的教學：
https://jianyouli.wordpress.com/author/jianyouli/🔮追縱rhino of education的粉專，會分享別人實作的經過等等文章。
https://www.facebook.com/Rhino3DEducation/🔮交大建築所何震寰老師的書
「建築參數化設計流程-從建築到都市地景」內容包含自2008起投入參數化設計研究的成果集結(Source Code)
除了包含學習Grasshopper很重要的Code Example，還有關於參數化建築設計當中，很重要的「觀念」，裡面有提到建築的「場Field」、「構成關係Composition」等等名詞觀念。理解這些觀念，有時候比開始馬上學習軟體操作來得重要。
線上資源🔮Github可以用 “Grasshopper” 關鍵字，找到可以參考Source Code
參考別人的Code並從修改成自己想要的形狀開始，是理解程式的第一步。
https://github.com/search?q=grasshopper🔮Pinterest尋找靈感
https://www.pinterest.com/🔮Youtube找尋需要的手把手教學，看不懂的地方重複播放直到看懂。
其他重要資源：
🔮安裝外掛的網站：
food4rhino我的設計流程
畢竟是個門外漢入門工業設計的課程，還是不免俗的來分享我學到的設計流程：
- 產品Scenario發想：
在另外一堂黃大源老師的互動介面實作課當中，有教導如何畫出漂亮的示意圖Teaser Figure。一個好的示意圖應該要能清楚看出產品如何使用，而非顏色豐富卻模糊焦點。參考IKEA的手冊跟很多論文的第一張圖，可以發現一些用色的規則以及線條粗細的規定。為了畫出好懂的Proposal，我參考並使用畫Teaser Figure的方式來傳達我的想法。 - 建模與電腦Render圖：
Rhino建立出一些線條，Grasshopper生成利用線條作為基準的模型。做出模型後，可以在電腦Render出高畫質圖片跟打光。 - 3d列印：
我們會從Rhino當中匯出stl檔案格式的模型到Cura當中，將各個元件平鋪，調整列印參數與支撐材方向後，就會開始列印。
Rhino建模部分
- 先用Rhino建出一些線條，並以線條生成曲面。
Rhino建模的原理跟3ds max或maya有些差異，3ds max的邏輯通常是會利用基本形狀（正方體、圓球…）去變形（Extrude…)成所需要的形狀，比較少去使用線條生成。Rhino很常用基本的幾條線去鋪面，能夠簡單的生成漂亮的弧形。 - 製作小鳥頭部並利用布林挖出可以跟身體接合的洞。
Grasshopper程式部分
- 利用Attractor做出挖洞大小的漸變。
Attractor又是一個神奇的東西，他可以依照靠近的程度去變形孔洞或顏色等等，產生一種規律性的美感。我將小鳥的肚子設計環狀漸變，希望放置Alexa音響的音孔位置能夠有相對應，讓智慧音箱的聲音能夠不受阻擋的傳出。
2. 把背部跟肚子的部分切開，上面做平面狀讓user看不到智慧音箱，下面做孔洞狀讓聲音跟光線可以透出。
3. 切割好後，長出面的厚度。
印製過程
印製的時候有很多小撇步，是印壞東西後，總會有大大跟我說的。我們使用Cura. 來做列印參數的調整。
1. Divide & Conquer的精神：東西最好要拆開印，一次全部印很容易印壞。拆開會在Rhino用，存成2個file到Cura印。
2. Prototyping的精神：一開始不要就想直接印最大的，印一個等比縮小版Prototype組裝看看可以發現一些問題。
第一次印的時候，不要把材料填充度調整到最高，草模不用做到很堅固，因為有時候印出來會發現自己當初機構設計錯誤等等失誤。像是工廠生產線上，其實也常常會發生設計好的電視螢幕外殼機構很難旋轉入螺絲，難以組裝，等等設計失敗的窘境，這時候如果一開始有做草模，以低成本快速測試，就可以節省很多經費與時間。
3. 3d printer的工作台最好塗一下口紅膠，才不會印好後東西黏在上面，鏟不起來。
4. 如果想要哪面好看，就讓支撐材長在另外一邊。
比如說我想要小鳥的肚子「外側」是好看的，我就會把他的內側向下，Cura就會在他的內側生成支撐材。
5. 東西可以斜放不要貼底面，比較不會黏支撐材。
成品 / User Scenario
完成了，我終於不用跟一個長得像罐頭的智慧音箱說話了，而是跟我家啾啾講話。
Scenario 1:
當我剛進入房門時，跟啾啾說一聲，他幫我開燈。Scenario 2:
當我懶得從床上爬起來關燈時，跟啾啾說一聲，他幫我關燈。Scenario 3:
當我閱讀Kindle電子書時，是我家啾啾幫我朗讀的。Scenario 4:
啾啾會在早上8:00設置鬧鐘並自動開燈，我再也沒有房間太暗或沒人叫我起床的賴床理由了。
在學生期間，最大的快樂就是能夠不被產業趨勢綁架，學習自己開心學的。能學習數位製造，當個打醬油的小小Maker，真開心～～
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I like the best of both worlds.
I am a designer and a programmer.
🔮我是一個設計師，也是一個工程師。
😊我喜歡左腦右腦均衡的生活。