宋营造法式——数驱参构系统
营造实验室 [YingZaoLab] 不是把古建筑画出来，而是把《营造法式》“算出来”。 该项目以数据库（SQLite）记录材分尺度、屋面举折、椽制檐出、斗栱与铺作规则，再通过 Grasshopper 将这些规则转化为可执行的参数化构造流程，实现从单构件到整座建筑的数字营造。所建立的，不是单纯的模型库，而是一套属于中国传统木构建筑的数字建造语法。
YingZaoLab: Database-Driven Parametric Construction System for Song-Yingzao Fashi
V1.0.0，研究验证可行性版——启动
YingZaoLab Grasshopper 模组库
宋营造法式——数驱参构系统（YingZaoLab） 是一个以《营造法式》为知识源、以数据库为底层、以 Grasshopper 参数化建模为接口的中国传统木构建筑数字营造平台。系统围绕宋代官式建筑的尺度制度、材分模数、举折规则、椽制关系、斗栱构件与铺作装配逻辑，构建了涵盖规则数据库、构件参数库、装配 JSON 与几何生成流程的完整体系。
项目通过将《营造法式》中分散于文字、图样、制度和经验中的知识转译为结构化表与可执行参数，建立起从“营造规则—参数计算—构件生成—结构装配—建筑表达”的数字链路，使中国传统建筑不再仅以图像或静态模型存在，而能够以可计算、可复用、可追溯、可扩展的方式进入现代数字建造环境。
系统 [V1.0.0，研究验证可行性版] 当前已建立包括营造尺度、材等制度、屋面举折、檐出椽制、栌斗类型、斗栱构件、铺作组合与抽象结构表达等多类数据库表，并通过 params_json 将构件几何、切削流程、对位方式与构造关系编码为可调用对象。这使 YingZaoLab 不仅能进行古建参数化建模，更具备了“数据库驱动的构件生成”和“规则驱动的构造装配”能力。
因此，YingZaoLab 的价值不只在于复原传统建筑形态，更在于重建中国古代营造的数字逻辑，为建筑史研究、数字遗产保护、教学展示和新型参数化设计提供一套具有中国本土建筑语法特征的基础平台。
研究试验建构过程示例
项目简介
“宋营造法式——数驱参构系统”是一个面向中国传统木构建筑、以《营造法式》为核心知识源的数据库驱动型参数化营造系统。项目以宋代官式建筑的营造制度、材分尺度、屋架逻辑、斗栱构造与构件关系为基础，将传统营造知识转化为可查询、可计算、可调用、可生成的数字规则体系，进而在 Rhino + Grasshopper 环境中实现从单一构件到整体建筑构架的参数化生成。
该系统不是单纯的古建建模工具，而是一套以“营造规则数据化、构造逻辑参数化、构件装配程序化”为核心的方法系统。它将《营造法式》中原本分散在文本、图样、制度与经验中的知识，重构为数据库表、参数字段、构件 JSON、装配逻辑和几何生成流程，使中国古代建筑能够以较完整的方式进入现代数字建造语境。
一、项目定位
本项目定位于一个跨越 建筑史研究、数字遗产保护、参数化设计、构件知识工程 的复合型系统。其核心目标包括：
- 将《营造法式》中的尺度、规则、构件与构造关系数字化；
- 建立古建筑构件与铺作体系的可复用数据库；
- 通过参数驱动方式生成屋架、斗栱、铺作、椽系等结构；
- 为古建复原、构造分析、与二次开发提供统一底层；
- 构建属于中国传统建筑的“数字营造语法”。
从学术上看，《营造法式》本就是一部兼具制度、工限、料例与图样的建筑技术专书，梁思成指出其性质近似于今天的“设计手册加建筑规范”，且是研究宋代及中国古代建筑不可或缺的基础文献 。潘谷西、何建中进一步强调，《营造法式》不仅是理解宋代建筑科学与艺术的钥匙，也是读懂中国建筑精神的重要教材 。该项目则从“可读文献”推进为“可执行规则系统”。
营造数据库编辑器
二、数据库驱动特征
系统已经形成了明确的底层知识结构，而不是停留在零散脚本或纯几何层面。开发的数据库[V1.0.0]中已经包含以下几类核心表：
YingzaoRuler[尺寸换算]MaterialModular[材分制]FashiMaterialGrading[等材]RoofPitchJuzheFashiRoofFoldPatternFashi[举折法]RafterDepthFashiRafterOverhangFashiLudouTypeFashiDouGong[枓栱]PuZuo[铺作]CommonComponents[襯補]AbsStructRep[木構架]
通过 V1 版验证，系统已具备以下几个本质能力。
1. 尺度系统数据库化 | 程序化
数据库中 YingzaoRuler 已编码了 丈、尺、寸、分 的等级换算关系，例如营造官尺 1 尺约为 31.2 cm；MaterialModular 则进一步把“材”作为模数单位，与不同等材对应起来，实现从传统尺度体系到现代公制单位的映射。
这意味着系统并非只是“输入一个数字画一个模型”，而是已经具备：
- 传统营造单位转换
- 材分制自动换算
- 等材与实际长度关联
- 参数值回溯到法式尺度来源
也就是说，系统的“参数”不是孤立数字，而是有制度出处的尺度参数。
2. 材等制度数据库化 | 程序化
FashiMaterialGrading 已建立一等材至多等材的截面宽高与适用范围，如殿身九至十一间者用一等材、五至七间者用二等材、三间及堂七间者用三等材等。
这使系统具备了“建筑等级—用材等级—构件尺寸”三者联动的能力。传统《营造法式》的核心之一，就是通过材等控制建筑规模、等级与构造方式；该系统已经把这种制度从文字层面落实到数据层。
3. 屋面举折与椽制数据库化
从数据库看，屋面部分已有较完整规则表：
RoofPitchJuzheFashi：记录殿阁、厅堂等不同屋面类型的举高比；RoofFoldPatternFashi：记录脊檩至各檩的折减规律；RafterDepthFashi：记录椽径与椽深关系；RafterOverhangFashi：记录檐出、飞檐与总出檐关系。
系统“依据法式规则计算屋面曲线、椽深与出檐”。宋代营造技术不仅是构件造作，更包括建筑设计、测量、工程数学与营造过程的整体系统 。该系统的数据库结构不只是单表记录构件尺寸，而是在尝试重建宋代营造中的“设计—计算—生成”链条。
4. 斗栱与铺作对象数据库化
数据库中 LudouTypeFashi、DouGong、PuZuo 三类表尤为重要。
LudouTypeFashi
已记录栌斗的宽、深、高、耳高、平高、欹高、开口尺寸、收分等参数，说明栌斗已作为标准化对象进入数据库。
DouGong
不仅记录了斗栱名称与类型，更重要的是其 params_json 中已经保存了构件生成过程所需的几何参数、对位方式、切削步骤、Plane 索引、工具几何装配方式等。
这意味着斗栱在系统中不再只是“模型文件”，而是： 一个带生成脚本参数的数字构件原型。
PuZuo
铺作表中已可见如 DanGong、ChongGong、BaTouJiaoXiangZuo 等对象，并通过 JSON 保存了枋、罗汉枋、角栌斗、令栱、散斗、齐心斗等的对位与装配参数。
系统已经完成了从“单构件参数化”向“构件群装配参数化”的升级。从研究角度看，这一点特别重要。宋式铺作、构件分件与榫卯关系的系统梳理，其研究核心正是分件、层级与搭接关系的辨析；数据库化方式，正在把这类关系转化为计算机可执行对象。
三、系统方法论：从“文本法式”到“可执行法式”
这一项目的真正创新，不只是把《营造法式》内容录入数据库，而是完成了三层转译：
第一层：知识转译
将《营造法式》中的文字、图样、尺度与规则转译为结构化数据表。
第二层：参数转译
将制度项转译为 Grasshopper / Python 可调用参数，如：
- 材高、材宽
- 举高比
- 檐出
- 栌斗尺寸
- 构件相对 Plane
- 切削工具位置
第三层：构造转译
将构件关系转译为装配逻辑与几何生成流程，如：
- 谁依附谁
- 谁切削谁
- 谁决定谁的方向
- 谁决定整体层级与位置
因此，这个系统最准确的定义不是“古建建模软件”，而是：
一个以数据库为底层、以参数化为中介、以构造装配为输出的宋式营造数字解释系统。
四、结合 Grasshopper 界面的系统表达
YingZaoLab 已形成明显的模块化工作流。顶层工具栏并不是传统 CAD 的造型工具集合，而是一套按古建构件与构造关系组织的数字营造面板。其意义在于：
- 构件类型被模块化；
- 构件生成过程被组件化；
- 构件装配关系被流程化；
- 最终建筑不再靠手工拼模，而靠规则驱动累积生成。
这与数据库中的 params_json 逻辑完全一致。也就是说，数据库记录的是“构件如何生成”，Grasshopper 则把这种过程视觉化、交互化。
五、项目核心创新点
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将《营造法式》从文献转为数据库对象：这是传统建筑研究向数字知识工程迈出的关键一步。
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将构件从静态模型转为可执行原型：建立的
DouGong、PuZuo的 JSON 参数，系统已经具备“构件模板 + 生成逻辑”的双重结构。 -
将营造制度转为参数规则：材等、举折、椽制、檐出等不再是文字描述，而是可参与计算的字段。
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将装配关系纳入参数体系：系统不仅能生成构件，还能控制构件之间的定位、旋转、翻转、切削与层级关系。
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建立中国传统建筑自己的数字语法：从“材分—铺作—举折—出檐—构造层级”中生长出中国木构专属的数字框架。
六、项目适用场景
- 学术研究：适用于《营造法式》数字化整理、宋式建筑构造研究、尺度逻辑分析、铺作制度研究。
- 古建筑数字复原：适用于宋、辽、金风格木构建筑的数字建模、复原与方案比较。
- 教学演示：适用于建筑史、古建构造、斗栱教学、参数化设计课程。
- 数字遗产保护：适用于构件级记录、规则化修缮辅助、数字档案建设。
- 二次开发平台：由于底层已有数据库表与 JSON 参数对象，系统未来可继续扩展为： Web 查询平台， 规则校核平台， 自动出图系统， 游戏/实时引擎资产生成接口
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