Rhino 在建筑、工程和施工中的应用

Rhino with Grasshopper 是一个强大的建模工具，可用于建筑、工程、制造和施工。Rhino 可以增强团队的创新能力，它经常用于创建自由造型的屋顶、参数化的建筑立面、重复性组件、多样化造型外观或者复杂结构。Rhino 是这些过程的每个阶段进行探索和开发各种解决方案的最佳工具之一。

“设计、开发和实现展馆复杂形态的一个要求是在项目模型、有限元模拟和计算机数控机器之间形成一个封闭的数字信息循环。造型和结构设计密切关联。” -斯图加特大学

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动态的设计工具

Rhino 是探索和开发各种解决方案的最佳工具之一。集成了 Grasshopper 的 Rhino 是生成动态关联几何（例如 NURBS 曲面、网格和实体模型）的理想工具集。Grasshopper 可以支持用于探索设计解决方案的复杂动态模型，通过生成的额外信息进行设计或制作，这远远超出了以前的可能。

• 建立参数化系统以探索设计解决方案。
• 实时可视化。
• 在设计的过程中集成智能数据集。
• 通过分析优化形式和组织拓扑结构。
• 为设计过滤并配置各种信息。
• 在协调的过程中支持各种文件格式。

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计算设计和参数化设计

Rhino 和 Grasshopper 将可视化编程置于设计流程的核心位置。将设计描述为一组相互关联的关系，而不是固定的几何体，从而无需手动重建模型，即可探索多种设计方案。

• 根据参数、规则和外部数据驱动几何体。
• 快速探索大量设计方案，并进行并列比较。
• 将可重复的设计逻辑编码为规则，使其能够适应设计后期的修改。
• 在同一个模型中，从草图级方案研究过渡到施工级细节设计。

优化

一旦设计以参数化方式进行描述，就可以针对可量化的目标进行优化。Rhino 和 Grasshopper 支持围绕结构、材料和几何等标准进行目标驱动的搜索与优化。

• 拓扑优化：移除不受力位置的多余材料。
• 晶格结构和空间桁架结构优化。
• 进化算法和遗传算法：适用于多目标权衡问题。
• 网壳布局：根据应力场和曲率场生成。

机器学习与人工智能

机器学习技术可以在 Grasshopper 环境中运行，使设计师能够利用自己的项目数据进行训练，并将训练结果应用于实时几何体。

• 使用梯度下降和随机梯度下降训练神经网络。
• 群体智能和基于种群的优化方法。
• 标量场、向量场和张量场的处理，并结合等值面进行可视化。
• 应用于具体工程案例，例如预测钢结构连接节点的性能。

分析和模拟

Rhino 和 Grasshopper 具有丰富的插件生态系统，可在 Rhino 中运行，以便对设计进行前期的分析和仿真。使用集成的插件或脚本可以快速分析您的构想，随着设计的进行，您还可以使用几何图形来驱动您已经使用的更传统的分析工具。

• 特定地点的天气、环境和能源分析。
• 室内外空间采光分析。
• 结构分析与许多流行的软件包兼容。
• 行人路径和出口分析。
• 空间构造和比例分析。
• 3D 视图分析。
• 在评估日照条件时，区分亮度与照度。
• 风流分析与计算流体力学仿真。
• 等几何分析，将有限元分析直接集成至 NURBS 设计流程。
• 根据结构和材料行为进行形态找形。

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地形

场地地形有多种形式，通常需要将已有的原始数据转换为可使用的地形曲面。Rhino 可以根据最常见的源数据创建地形。

• 根据高程数据和卫星数据创建地形。
• 根据测量点数据插值生成曲面。
• 根据等高线曲线创建地形。
• 清理和重建导入的地形网格。
• 在生成的地形曲面上进行覆面、土方填挖及场地平整分析。

城市规划与景观设计

在街区和城市尺度上，同样的参数化工作流可以应用于体量设计、交通流线和景观设计。Rhino 可以处理大型场地模型，同时保持各个建筑的独立可编辑性。

• 对整个街区和城市片区进行体量研究。
• 进行规划控制范围和退界测试。
• 进行交通流线、出入口和行人网络研究。
• 进行景观场地平整和种植布局设计。
• 在社区尺度上进行日照和阴影分析。

BIM 和文档

除了拥有多种插件，Rhino 还与 BIM (建筑信息模型) 工作流程进行集成。使用 Rhino 功能可以将几何图形与物件数据与 BIM 模型进行关联。插件还支持 IFC 文件格式的导入和导出，以与其他 AEC 应用程序交换 Rhino 模型。

• Rhino.Inside.Revit 将 Rhino 和 Grasshopper 的功能引入到 Autodesk Revit® 环境中。
• 通过 Rhino-Archicad 工具集直接与 ArchiCAD 集成。
• 使用 VisualARQ’s FlexibleBIM® 功能连结几何图形与物件数据。
• 使用插件将 BIM 物件直接交换到工作流中。
• 将智能数据集与 BIM 模型集成。
• 使用 Grasshopper 定义驱动其它 BIM 应用程序。
• 处理数据以将 BIM 数据从一种产品转换为另一种产品。
• 基于云端的连接，让团队之间的 BIM 模型保持同步。
• 与结构工程软件实时连接，使分析与设计保持同步。

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可视化和动画

Rhino 是一个很好的可视化设计工具，无论是插图还是逼真的效果图，它都能实现。Rhino 可以与许多流行的渲染和动画插件兼容，Rhino 模型也可以与增强现实设置一起使用。

• 与世界级的 V-Ray 渲染插件集成。
• 用于实时渲染的高级 OpenGL 显示。
• 多种显示模式。
• 集成流行的增强现实系统插件。
• 建立 3D 图面。
• 多视图图纸配置。
• 适用于流行图形产品的输出格式。
• 使用虚拟现实漫游和混合现实头戴设备进行方案评审。
• 创建材质，并建立可重复使用的材质库。
• 使用人物、植被和家具等资源丰富场景。
• 使用高动态范围（HDR）天空和基于物理的照明设置。
• 创建建筑表现图，包括轴测图和矢量线稿。
• 直接从模型生成剖面图、立面图和图纸配置。

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制造和施工

Rhino 和 Grasshopper 可以与制造过程的任何步骤紧密集成，包括机器人和数字制造、3D 打印和快速成型。

• 为制造输出精确的几何模型。
• 导出精确的 2D 图纸。
• 为 CNC 切割提供合适的文件格式。
• 使用缩放工具帮助建立设计模型以及实物模型。
• 合理化构建几何形状以便高效制造。
• 驱动高级机器人进行自动化制造的定制服务。
• 对零件进行排样，提高板材利用率。
• 展开和展平曲面，用于制造加工。
• 将复杂曲面进行分板，转换为可制造和可安装的构件。
• 创建实体地形和建筑体量模型。
• 生成水密几何模型，用于 3D 打印。

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