本論文藉由探討織品服裝上的新形態建構方式以及材料的應用，發展出形態構成之手法，透過數位設計與數位製造技術，思考將二維平面圖案轉變為三維的立體形態以及空間。經由探討構成手法以及設計的過程中，將不同的構成手法應用在結構、空間與建築皮層上。 

      設計過程主要分為二維轉三維之手法操作、三維構成實作應用與曲面構成手法之應用三個部分。第一個部分探討如何將二維平面單元運用特定的手法轉變成三維的立體紋理，並將構成手法加以歸類；一開始以四種操作手法探討在二維平面上運用切割線以及以扭轉與接黏的方式形成三維立體紋理，並且著重在單元與單元接合後的立體紋理研究。第二個部分著重在實體操作上，開始嘗試著將構成三維立體紋理之構成手法實際應用在不規則曲面上，將切割線分佈在曲面上以不同手法生成立體紋理，並且應用在曲面以及皮層上。第三個部分將構成曲面的手法應用在結構與空間中，主要是檢討第二部分手法應用在皮層之外可以發展出更多的可能。此部份以三種不同的空間形態做為發展原型，一是由單一的單元作為立體紋理的應用;第二與第三部分則是由單元與單元組構出立體空間形態，分別利用材料的特性發展出不同的構成方式以及立體紋理。

      藉由本論文研究對於立體紋理構成的發展以及真實結構、空間與建築皮層應用的過程，可以理解到在空間中不是只有平面構成發展的可能性而已。加入裝飾性的立體紋理，對於空間的呈現可以注入更多繁複的美學，也因此豐富了空間的內容。結合數位設計與製造的建築空間思考模式，將可以發展出有別於以往的建築空間設計。

This study discussed the new ways of morphologic construction and material application of textile units to develop the techniques of pattern formation, and considered how to transform the 2D patterns into 3D forms or spaces through digital design and digital fabrication.  During exploring the techniques and design, the results were used in the structure, space and surface of architecture.

    The design was divided into 2D-3D transformation, 3D real constructing application and curve constructing application.  In the first part, it explored how to transform 2D graphic units into 3D patterns by special techniques, and classified the constructing techniques.  Four techniques were used to explore how to form 3D patterns on the 2D units by distorting and connecting the cutting lines, among which the connection of unites were highlighted.  The second part focused on the implementation.  The 3D pattern constructing techniques were actually used in the irregular curves to form 3D patterns by distributing cutting lines on curves, and the curve constructing techniques were used on curves and outlines.  In the third part, the curve constructing techniques were used in structures and spaces, to extend more possibilities of the techniques discussed in part two.  Three different spatial morphologies were taken as the prototypes in part three.  One was the 3D pattern based on a single unit.  The other two were the 3D spatial morphologies based on combination of units, but different materials were used to develop various constructing ways and 3D effects.
    According to the study on the development and real structure of 3D patterns, and the application on space and architectural surface, it's found that the graphic construction and development are not the only possibilities in space.  Ornaments with 3D patterns can render space more complex aesthetics and enrich the space contents. New architecture designs different from the past can be developed by involving the architecture space thinking methods of digital design and fabrication.

CHAPTER 1. 緒論

1-1 研究動機
   1-1-1 操作編織紋理Pavilion設計啟發2
   1-1-2 織品服裝與身體之關聯3
   1-1-3 透過皮層架構所搭出的空間性質3
   1-1-4 以織理系統探討空間架構4
   1-1-5 藉由數位設計軟體及工具所發展的美學形式5
   1-1-6 3D Printer與服裝5
1-2 研究目的 
   1-2-1 從時尚設計出發探討建築空間之發展6
   1-2-2 探討不同的形態組成與空間之關聯6
   1-2-3 將創新的紋理構成系統應用至空間架構7
   1-2-5 參數式設計以及數位製造工具的過程探討7
   1-2-6 以單元的連續組成發展可變動性表面之操作8
1-3 相關領域 
   1-3-1 參數化設計9
   1-3-2 數位製造9
   1-3-3 織品研究9
   1-3-4 工業設計9
1-4 研究成果                                                                                                  10

CHAPTER 2. 相關案例與設計師

2-1 案例研究
   2-1-1 3D Textiles12
   2-1-2 Escapism13
   2-1-3 3D－Printed Dress for Dita Von Teese 14
   2-1-5 Flexible Textile Structures16
   2-1-6 3D-Weaving Machine17
2-2 相關設計師 
   2-2-1 三宅一生（Issey Miyake）18
   2-2-2 Evan Douglis 20
   2-2-4 Richard Beckett 22
   2-2-5 N-E-R-V-O-U-S System23
   2-2-6 Jun MITANI29
2-3 關鍵字 
   2-3-1 3D 列印31
   2-3-2 3D Textiles31
   2-3-3 織品紋理31
   2-3-4 立體剪裁（Draping）31
2-4 相關論文探討 
   2-4-1 服裝與空間－以數位化工具探討服裝立體剪裁設計32
   2-4-2 參數化折疊表面之建築設計應用32
2-5 相關應用軟體及硬體
   2-5-1 Rhino&Grasshopper33
   2-5-3 Marvelous Designer34
   2-5-2 Pepakura Designer34
   2-5-4 3D Printer35
   2-5-5 數控震動刀35

CHAPTER 3.二維轉三維之手法操作36

3-1 邊與邊連接38
3-2 幾何形單元-切割與翻轉
   3-2-1 幾何形切點39
   3-2-2 幾何形切邊41
3-3 平面切割與手法操作
   3-3-1 無內部切割線44
   3-3-2 單一切割線45
   3-3-3 複合切割線47
3-4 數位模擬折疊單元應用
   3-4-1 Triangle Pattern50
   3-4-2 Quadrilateral Pattern51
   3-4-3 Pentagon Pattern52
   3-4-4 Hexagon Pattern53

CHAPTER 4.三維構成實作應用 

4-1 宜蘭綠色博覽會設計55
4-2 設計操作 
   4-2-1 前期設計55
   4-2-2 整體架構設計57
   4-2-3 參數化單元設計59
4-3 操作步驟
   4-3-1 校內前置作業61
   4-3-2 現場施作63
4-4 現場作品呈現65

CHAPTER 5.單元構成曲面之應用

5-1 單一單元曲面68
5-2 分割單元
   5-2-1 平面單元構成曲面                                                                                 70
   5-2-2 曲面單元構成曲面73

CHAPTER 6.結論

6-1 由案例研究至設計發想81
6-2二維轉三維手法操作心得82
6-3 三維構成實作應用心得83
6-4 曲面單元構成之應用心得84
6-5 後續研究發展85

參考文獻86

附錄87


圖表目錄
【圖1-1】研究者研一作品	2
【圖1-2】N-E-R-V-O-U-S ＳSystem 作品	5
【圖1-3】Miyake Issey 作品	6
【圖2-4】Michael Schmidt作品－「3D－Printed Dress for Dita Von Teese」	14
【圖2-5】N-E-R-V-O-U-S System作品－「Kinematics」	15
【圖2-6】N-E-R-V-O-U-S System作品－「Kinematics」之概念	15
【圖2-9】Issey Miyake 作品	18
【圖2-10】Issey Miyakey 作品－「A-Poc」	18
【圖2-11】Issey Miyakey 作品－「132.5」	19
【圖2-12】Evan Douglis 作品	20
【圖2-13】Evan Douglis 作品－「Moon Jelly」	20
【圖2-14】Atelier Manferdini 作品	21
【圖2-15】Atelier Manferdini 作品－「West Coast Pavilion」	21
【圖2-18】N-E-R-V-O-U-S System 網頁介面－「Dendrite」	24
【圖2-19】N-E-R-V-O-U-S System 網頁介面－「Dendrite」	24
【圖2-20】N-E-R-V-O-U-S System 網頁介面－「Radiolaria」	25
【圖2-21】N-E-R-V-O-U-S System 網頁介面－「Radiolaria」	25
【圖2-22】N-E-R-V-O-U-S System 網頁介面－「Radiolaria」	25
【圖2-23】N-E-R-V-O-U-S System 網頁介面－「Cell Cycle」	26
【圖2-24】「Cell Cycle」指令－Sculpt	26
【圖2-26】「Cell Cycle」指令－Twist	26
【圖2-28】「Cell Cycle」指令－Material	26
【圖2-25】「Cell Cycle」指令－Sculpt	26
【圖2-27】「Cell Cycle」指令－Shape	26
【圖2-29】N-E-R-V-O-U-S System 網頁介面－「Kinematics」	27
【圖2-30】「Kinematics」指令－Select Style	27
【圖2-31】「Kinematics」指令－Select Style	27
【圖2-43】Pepakura Designer軟體介面	34
【圖2-44】Marvelous Designer軟體介面	34
【圖2-45】3D Printer	35
【圖2-46】數控震動刀	35
【圖3-1】幾何形配置格點38
【圖3-2】幾何形切點操作步驟39
【圖3-3】正三邊形步驟圖 、單元連接圖形40
【圖3-4】正四邊形步驟圖 、單元連接圖形40
【圖3-5】正五邊形步驟圖 、單元連接圖形40
【圖3-6】正六邊形步驟圖 、單元連接圖40
【圖3-7】幾何形切邊操作步驟41
【圖3-8】正三邊形步驟圖 、單元連接圖形42
【圖3-9】正四邊形步驟圖 、單元連接圖形42
【圖3-10】正五邊形步驟圖 、單元連接圖形42
【圖3-11】正六邊形步驟圖 、單元連接圖42
【圖3-12】內部無切割線之立體單元44
【圖3-14】內部無切割線之三維立體圖樣44
【圖3-13】切割圖44
【圖3-15】單一切割線之單元一立體單元45
【圖3-16】切割圖45
【圖3-17】複合切割線之單元一之三維立體圖樣48
【圖3-20】複合切割線之單元二立體單元49
【圖3-19】複合切割線之單元二之三維立體圖樣49
【圖3-18】切割圖49
【圖3-22】Grasshopper50
【圖3-23】三邊單元發展圖50
【圖3-24】三邊單元之三維立體圖樣50
【圖3-21】三邊單元50
【圖3-26】Grasshopper51
【圖3-27】四邊單元發展圖51
【圖3-28】四邊單元之三維立體圖樣51
【圖3-25】四邊單元51
【圖3-30】Grasshopper52
【圖3-31】五邊單元發展圖52
【圖3-32】五邊單元之三維立體圖樣52
【圖3-29】五邊單元52
【圖3-34】Grasshopper53
【圖3-35】六邊單元發展圖53
【圖3-36】六邊單元之三維立體圖樣53
【圖3-33】六邊單元53
【圖4-1】前期設計之架構	55
【圖4-2】前期設計之尺寸	56
【圖4-5】前期架構與單元之組合形式	56
【圖4-3】前期設計之單元	56
【圖4-4】組裝過程	56
【圖4-6】頭部之架構	57
【圖4-7】整體架構以及尺寸	57
【圖4-8】整體架構	58
【圖4-9】頭部架構切割圖	58
【圖4-10】腳部架構切割圖	58
【圖4-11】單元操作步驟一	59
【圖4-12】頭部單元佈點之Grasshopper	59
【圖4-13】單元操作步驟二	59
【圖4-14】單元操作步驟三	60
【圖4-15】觸鬚單元佈點之Grasshopper	60
【圖4-16】頭部單元之切割圖	60
【圖4-17】觸鬚單元之切割圖	60
【圖4-18】頭部以及觸鬚之整體單元	61
【圖4-19】單元切割與單元編織	61
【圖4-20】單元編織之過程	62
【圖4-21】架構膠合之過程	62
【圖4-22】架構噴漆之過程	62
【圖4-23】現場組裝頭部架構之過程	63
【圖4-24】頭部加強結構	63
【圖4-25】頭部與腳之組裝	63
【圖4-26】單元與架構	64
【圖4-27】單元與架構組裝 之過程	64
【圖4-28】現場完成與夜間呈現	65
【圖4-29】整體與細部單元之呈現	66
【圖5-1】單一單元曲面操作步驟68
【圖5-2】單一單元曲面操作步驟68
【圖5-5】Field 曲面椅69
【圖5-3】單一單元曲面操作步驟69
【圖5-4】單元生成之Grasshopper69
【圖5-6】平面單元操作步驟70
【圖5-7】單元生成之Grasshopper71
【圖5-8】候車亭71
【圖5-9】製作過程72
【圖5-10】製作過程72
【圖5-11】模型呈現72
【圖5-12】分割曲面單元操作步驟73
【圖5-14】單元生成之Grasshopper74
【圖5-13】分割曲面單元操作步驟74
【圖5-15】三角曲面單元之Pavilion設計75
【圖5-16】三角曲面單元之Pavilion設計75
【圖5-17】三角曲面單元之Pavilion設計76
【圖5-18】三角曲面單元之Pavilion設計76
【圖5-19】切割過程77
【圖5-21】1/4部分模型77
【圖5-20】單元標號77
【圖5-22】Pattern局部77
【圖5-23】Scale 1/10 模型77
【圖5-24】底座78
【圖5-25】單元切片78
【圖5-26】單元模具78
【圖5-27】真空成型過程79
【圖5-28】真空成型成果79

外文書籍
 
《 Autogenic Structures 》
Douglis, Evan,2008,New York:Taylor & Francis
《 UN/FOLDED 》
Schmidt, Petar & Stattmann,Nicola,
2009,Birkhauser:Schmidt, Petar & Stattmann,Nicola

相關論文

《服裝與空間—以參數化工具探討服裝立體剪裁設計》
蔡靜緹，2012，淡江大學建築學系。
《參數化折疊表面之建築設計應用》
王祈雅，2013，淡江大學建築學系。

參考網站

http://www.isseymiyake.com/
http://www.evandouglis.com/
http://www.ateliermanferdini.com/
http://n-e-r-v-o-u-s.com/index.php
http://www.richard-beckett.com/projects.html
http://syndebio.com/
http://jiri.nl/ 
http://www.sosafresh.com/
http://mitani.cs.tsukuba.ac.jp/ja/
http://www.twikit.com/en/
http://www.3ders.org/index.html