藉由設計操作的經驗中，以單元組織方式足以產生具有變化的設計，並將其發展成為建築空間的可能。首先分析基本幾何形，探討不同單元的組織方式，並將其發展為三維的空間組織。初步研究階段包括單一單元的組織及由空間構成單元兩個部分，之後加入參數化控制單元的變化並實際製造，已單元組織做為構成空間的方式。

結合電腦輔助設計軟體與數位設計製造工具，嘗試以單元組織的方式發展空間，探討各種構成空間的單元組合方式。以點和線段的關係探討單元的各種變化，並以基本單元做出卡榫完成製造。透過基本單元卡榫位置的改變，探討衍生出單元的組合方式，並以電腦工具輔助完成各種單一單元的組構。藉由單一單元組構空間的操作後，探討面域的構成方式，將單元置入符合面域的構成並以單元完成空間。

    數位製造與設計是本研究的主軸，包括基本單元的組構及由空間構成的單元，以參數化完成單元的控制。本研究約略分為三個階段：第一階段以基本幾何形為主。探討二維上的各種變化，完成基本單元的控制，藉由二維上的組織方式發展三維向度的組合。以單一單元透過規則的方式組構，並以基本單元發展不同的衍生單元，加入電腦工具輔助模擬各種單元的組構。第二階段為以單元構成面域的方式產生單元，透過參數化控制單元的變化，以能夠實際製造的條件下計算出各單元的卡榫位置，並以此種方式製作討論空間形態。分析構成曲面的條件，將曲面分為六種基本形態，分別以單元實際組構六種基本形態。第三階段將單元發展為結構體，利用此種單元結構體加入遮蔽性設計。在每種形態中都藉由調整參數控制單元的變化，以符合各種實際製造的條件，藉由這種方式能夠快速實際組構空間。透過本研究的整理，操作單元的組構方式並且實際製作，將單元的組織方式發展為建築空間，並了解真實製作的過程，思考對於建築空間各種不同的設計方式。

Based on the experience in design operation, a variable design can be generated by means of the unit organization, which will be developed into a possibility of architectural spaces. First, this paper analyzes the basic geometric shape, discusses the ways how different units are assembled and develops them into three-dimensional space organization. The preliminary research includes the organization of single units and the units composed of spaces, and then it controls the change of the units and complements the actual manufacturing by parameterizing. The unit organization is used as the basis for constructing spaces. 
With the combination of the CAD software and digital design and manufacturing tool, this paper tries to develop spaces in a way wherein the units are organized and discusses all ways to combine the units that constitute the spaces. And then, it discusses the variations of the units based on the relationship between points and lines and completes the manufacturing by making the locks out of the basic units. It also discusses the ways of combining the derivative units according to the changes of the lock positions of the basic units. Moreover, it completes constituting all single units with the aid of a computer tool. After constructing the spaces by using the single units, it discusses the ways of constituting the region, and then it places the units in the constitution in accordance with the region and finishes the space with units. 
The digital manufacturing and design is the main axis of this research, including the constitution of the basic units and the units composed of spaces. It controls the units through parameterization. This research consists of three phases. In the first phase, based on the geometric shape, it discusses all changes in two dimensions and completes the control of the basic units, and then it develops the combination of three dimensions by using the way of organization on two dimensions. Besides, it constitutes the single units in a regular way and develops the basic units into different derivative units, and then simulates the constitution of all units with the aid of a computer tool. In the second phase, it generates the units by using the units to form the region and controls the change of the units through parameterization, and then it calculates the lock positions of all units under the condition that the actual manufacturing can be realized, in a way wherein the space form is created and discussed. When analyzing the constitution of the curved surface, the research divides the curved surface into six basic patterns that are actually constituted of the units. In the third phase, it develops the units into the structure and adds the shielding design in such unit structure. It controls the change of the units by adjusting the parameters in every pattern to meet all conditions of actual manufacturing, in a way wherein the space can be actually constituted quickly. According to the summarization of the research, it operates the constitution of the units and complements the actual manufacturing, meanwhile, it develops the ways of organizing the units into architectural spaces and understands the actual manufacturing process as well as considers various ways to design the architectural spaces.

目錄
第一章緒論	2
1-1研究動機	2
1-1.1生物仿效	3
1-1.2自然環境的特點	4
1-1.3單元組織特性	5
1-1.4發展可生長的空間單元適應環境因素	6
1-1.5發展自我組織與自我相似性的建築	7
1-2研究目的	8
1-2.1空間單元與組織之理論研究：生物、化學、結構、建築	8
1-2.2空間單元與組織材料實驗	9
1-2.3應用二維與三維空間單元於建築皮層、結構、與空間組織設計	9
1-2.4參數化空間單元與組織設計	10
1-2.5以數位製造完成所設計參數化空間單元	10
第二章相關理論與文獻回顧	12
2-1案例介紹	12
2-1.1MATASY	12
2-1.2 青葉亭阿部仁史	13
2-1.3伊東豐雄Serpentine Gallery	14
2-1.4MAD Sinosteel International Plaza	15
2-1.5飯田橋地鐵站渡邊誠	16
2-1.6水立方	17
2-2相關書籍與建築師	18
2-2.1Informal (異規)	18
2-2.2衍生的秩序	18
-2.2.3.伊東豐雄	19
2-2.4 Andrew Kudless	20
2-2.5 BIG	20
2-2.6 Heather Roberge	21
2-3 使用軟體	22
2-3.1Rhinoceros	22
2.3.2Grasshopper	22
2.3.3LunchBox	22
2.3.4WeaverBird	22
2-4關鍵字	23
2-4.1空間單元	23
2-4.2蜂巢式結構	23
2-4.3空間結構	23
2-4.4自我組織	23
2-4.5參數化設計	23
2-4.6數位製造	24
2-5 小結	24
第三章單元分析及基本組構	26
3-1說明	26
3-1使用基本工具	26
3-2單元平面網格操作	28
3-2.1方形	28
3-2.2圓形	31
3-2.3三角形	32
3-2.4六邊形	34
3-2.5三邊形+六邊形	35
3-3單元平面切割	36
3-3.1切割分類	36
3-3.2單元操作變化	39
3-4以單一單元組合空間	40
3-4.1方形	40
3-4.2三角形	43
3-4.3扇形	46
3-4.4折形	48
3-4.5折形運用	50
3-4.6單元結合組合空間	51
3-4.7小結	52
3-5控制單元組合空間	53
3-5.1單元組合規則	54
3-5.2控制單元變形	56
3-5.3單元組合規則	59
第四章單元組合空間	61
4-1空間分類	61
4-1.1空間單元切割	62
4-2實際製造與操作	64
4-2.1單元生成之過程	65
4-2.3單元構成之基本面域	68
4-2.4基本面域更換單元體	80
4-3結構遮蔽性設計	81
4-3.1基本結構建立遮蔽性	81
4-3.2各種結構件立遮蔽性	82
第五章結論	85
5-1結論與心得	85
5-1.1單元組構研究探討	85
5-1.2本論文優缺點	86
5-1.3研究目的回應	86
5-1.4參數化之論文研究	87
5-1.5數位製造意義	87
5-2後續研究發展及建議	87

 
圖目錄
【圖 1-1-1】個人作品	2
【圖 1-1-2 】單元關係	5
【圖2-1-1】Honeycomb Morphologies	12
【圖2-1-2】Honeycomb Morphologiese 設計過程	12
【圖2-1-3】青葉亭	13
【圖2-1-4 】Serpentine Gallery	14
【圖2-1-5】Sinosteel International Plaza	15
【圖2-1-6】蜂巢式結構運用	15
【圖 2-1-7】飯田橋地鐵站	16
【圖 2-1-8】水立方	17
在這本書中最明顯看到的是他對於建築有著不同的方向思	18
【圖2-2-1】異規	18
【圖2-2-2】衍生的秩序	18
【圖2-2-3】仙台媒體中心	19
【圖2-2-4】P-Wall	20
【圖2-2-5】Heather Roberge	21
【圖2-2-6】Heather Roberge案例	21
【圖3-1-1】Pointl	26
【圖3-1-2】Line	27
【圖3-1-3】Polygon	27
【圖3-1-4】Solid	27
【圖3-2-1】方形漸變	28
【圖3-2-2】點控制線	28
【圖3-2-3】控制線段	29
【圖3-2-4】控制點、線段	30
【圖3-2-5】WeaverBird產生圖	30
【圖3-2-6】圓形漸變	31
【圖3-2-7】圓形漸變過程	31
【圖3-2-8】三角形漸變	32
【圖3-2-9】三角形漸變過程	32
【圖3-2-10】三角形單元	33
【圖3-2-11】三角形單元實做	33
【圖3-2-12】六邊形漸變	34
【圖3-2-13】六邊形漸變過程	34
【圖3-2-14】三角形＋六邊形單元	35
【圖3-2-15】三角形＋六邊形單元控制	35
【圖3-3-1】三角形	36
【圖3-3-2】四邊形	36
【圖3-3-3】六邊形	36
【圖3-3-4】三邊形切割	37
【圖3-3-5】四邊形切割	37
【圖3-3-6】六邊形切割	37
【圖3-3-7】六邊形切割	37
【圖3-3-8】單元切割	38
【圖3-3-9】三角形單元控制	39
【圖3-3-10】六邊形單元控制	39
【圖3-3-11】三邊形＋六邊形單元控制	39
【圖3-4-1】方形單元	40
【圖3-4-2】方形單元組合圖	40
【圖3-4-3】方形單元組合圖	41
【圖3-4-4】方形單元組合圖	41
【圖3-4-5】方形單元2.5維組合圖	42
【圖3-4-6】三角形單元	43
【圖3-4-7】三角形單元組合圖	43
【圖3-4-8】三角形單元組合圖	44
【圖3-4-9】三角形單元2.5維組合圖	44
【圖3-4-10】三角形單元2.5維組合圖	45
【圖3-4-11】扇形單元組合圖	46
【圖3-4-12】扇形單元2.5維組合圖	47
【圖3-4-13】扇形單元2.5維組合圖	48
【圖3-4-14】扇形單元2.5維組合圖	49
【圖3-4-15】折形單元組合過程圖	50
【圖3-4-16】三角單元+四邊形單元組合	51
【圖3-4-17】組合過程圖	51
【圖3-5-1】單元步驟	54
【圖3-5-2】方形單元組合規則	55
【圖3-5-3】三角形單元組合規則1	55
【圖3-5-4】三角形單元組合規則2	55
【圖3-5-5】三角形單元組合規則	56
【圖3-5-6】調整單元組合規則	57
【圖3-5-7】調整單元組合規則	58
【圖3-5-8】單元組合規則	59
【圖3-5-9】使用2卡榫	59
【圖3-5-10】使用3卡榫	59
【圖4-1-1】曲線設定	61
【圖4-1-2】2曲線+2直線	62
【圖4-1-3】曲線對稱+2直線	62
【圖4-1-4】雙邊曲線+雙邊曲線	63
【圖4-1-5】雙邊曲線 +曲線對稱	63
【圖4-1-6】雙邊曲線對稱+雙邊曲線對稱	63
【圖4-1-7】雙邊曲線互相對稱	63
【圖4-2-1】找出卡榫位置	64
【圖4-2-2】找出點的位置	65
【圖4-2-3】找出向量	65
【圖4-2-4】調整單元距離及大小	66
【圖4-2-5】更換單元	66
【圖4-2-6】單元展開	67
【圖4-2-7】調整單元展開平面	67
【圖4-2-8】展開各單元平面	67
【圖4-2-9】2曲線+2直線	68
【圖4-2-10】單元組合模擬圖	68
【圖4-2-11】單元展開平面	68
【圖4-2-12】CNC實際組構之過程	69
【圖4-2-13】曲線對稱+2直線	70
【圖4-2-14】單元組合模擬圖	70
【圖4-2-15】單元展開平面	70
【圖4-2-16】CNC實際組構之過程	71
【圖4-2-17】雙邊曲線+雙邊曲線	72
【圖4-2-18】單元組合模擬圖	72
【圖4-2-19】單元展開平面	72
【圖4-2-20】CNC實際組構之過程	73
【圖4-2-21】雙邊曲線 +曲線對稱	74
【圖4-2-22】單元組合模擬圖	74
【圖4-2-23】單元展開平面	74
【圖4-2-24】CNC實際組構之過程	75
【圖4-2-25】雙邊曲線對稱+雙邊曲線對稱	76
【圖4-2-26】單元組合模擬圖	76
【圖4-2-27】單元展開平面	76
【圖4-2-28】CNC實際組構之過程	77
【圖4-2-29】雙邊曲線互相對稱	78
【圖4-2-30】單元組合模擬圖	78
【圖4-2-31】單元展開平面	78
【圖4-2-32】CNC實際組構之過程	79
【圖4-2-33】更換單元體	80
【圖4-2-34】單元組合模擬圖	80
【圖4-3-1】三角形模擬圖	81
【圖4-3-2】四角形模擬圖	81
【圖4-3-3】圓形模擬圖	82
【圖4-3-4】六角形模擬圖	82
【圖4-3-5】三角形於各種結構模擬圖	82
【圖4-3-6】四角形於各種結構模擬圖	83
【圖4-3-7】圓形於各種結構模擬圖	83
【圖4-3-8】六角形於各種結構模擬圖	83

附錄
參考文獻      88
單元組織於建築空間構築   89
點+線1  90
點+線2  91
點+線3  92
單一單元組合  93
基本單元組合  94
單元序列      95
單元構成空間  96
單元組構空間  97
單元組構空間-遮蔽性 98

外文書目
Agkathidis Asterios 
2009 ,《Modular Structures in Design and Architecture》,Netherlands：Bis Publishers.
2010 ,《Digital Manufacturing-in Design and Architecture》,Singapore：Page One.
Lim Joesph 
2010,《Eccentric Structures in Architecture》, Singapore：Page One.
Vyzoviti Sophia 
2006 ,《Super Surface》, Singapore：Page One.

中譯書籍
Cecil Balmond 
《Informal 異規》；2008 李寒松 譯，中國建築工業出版社。

中文書籍
劉育東、林楚卿
     2009，《新構築：邁向數位建築的新理論》，台北：田園出版社。
謝宗哲
     2010，《建築家 建築家伊東豊雄》，台北：天下遠見。

參考論文
黃雅如
2011，《參數化設計與數位製造之模矩面材》，碩士論文淡江大學建築研究所。

彭智謙
2011，《數位模擬之材料實驗與製造》，碩士論文淡江大學建築研究所。



參考網站
Dezeen:http://www.dezeen.com/
MATSYS:http://matsysdesign.com/
Generative modeling for Rhino:http://www.grasshopper3d.com/
MARC FORNES & THEVERYMANY™ :http://theverymany.com/