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连载:Taming the Rhinoceros: A brief history of a ubiquitous tool-3

连载:Taming the Rhinoceros: A brief history of a ubiquitous tool-3 Rhino3D
2025-12-07
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Taming the Rhinoceros:A brief history of a ubiquitous tool

Rhino 原厂转载了由美国肯塔基大学设计学院的 Galo Canizares 撰写的一篇深度论文,系统梳理了 Rhino 的发展历程及其在建筑行业中的影响。连载共分为 6 个章节:

1.简介

2.数字民俗

3.Rhino 的发展历程

4.参数化设计师与数字化制造师

5.工具制造者的精神

6.结论

本次转载第3章:Rhino 的发展历程。全文链接为:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2950267524000241 






3

Rhino 的发展历程

要理解建筑技术人员与他们所使用软件之间紧密而独特的关系,就需要回顾 Rhino 的发展历程:这是一款拥有明显“部落式粉丝群体”的设计软件。Rhino 之所以特别,有几个关键原因:首先,不同于其他由学术机构或大型工业CAD研发部门主导的设计工具,Rhino 的诞生并不是出自传统的研究开发路线,而是源于一次偶然的机会——商业策略与计算数学研究的结合,而且它最初与CAD(计算机辅助设计)其实关系不大。正因为这种“圈外”出身,Rhino 能够在设计软件生态中找到自己的位置,而不是直接去和其他软件竞争。其次,RMA(Robert McNeel & Associates)在早期就非常重视用户参与和公开测试(open beta)。这种策略让他们能够直接从用户那里获得反馈,并在正式发布前就积累起庞大的用户基础。最后,Rhino 专注于自由曲面建模、参数化设计和数字制造,这使它能与学校和设计事务所中不断发展的计算设计方法相契合,成为更广泛设计生态中的重要一环。


当台式电脑在20世纪80年代末到90年代初开始进入建筑事务所时,个人CAD软件的市场也随之出现。像 Autodesk 这样的公司抓住了这个机会,开始开发面向个人用户的数字制图工具:AutoCAD。这款软件的售价大约为 1500 美元,比当时昂贵的工业级软件便宜得多,因此迅速打开了市场。到1990年,Autodesk 已占据全球个人CAD软件市场约24%的份额。这种快速增长引起了 Robert McNeel 的兴趣。McNeel 既不是软件开发者,也不是建筑师,他是在20世纪80年代担任工程公司的会计师时第一次接触到CAD软件。他很快意识到 CAD 行业的经济潜力,于是成为 Autodesk 的官方经销商。几年之内,Robert McNeel & Associates(RMA) 就发展成美国西海岸最大的Autodesk经销商之一,不仅销售软件,还提供硬件设备,服务客户主要包括建筑和工程公司。1992年,McNeel 与波音公司研究与开发团队 Applied Geometry 建立了联系。这个团队开发了一套用于处理 NURBS 曲线几何的代码库,名为AGLIB。Applied Geometry希望将这套代码授权给CAD软件开发商使用,以便解决制造复杂曲面(尤其是曲线结构)时所需的参数样条问题——这是设计师和计算机科学家自上世纪50年代以来一直关注的难题。这次与Applied Geometry的偶然合作正好契合双方的需求,于是两家公司决定展开合作:RMA 负责围绕 AGLIB 开发一个用户界面,并制作一个用于 AutoCAD 的 NURBS 插件。虽然那时这些工具还没有被称作 Rhinoceros,但这些其实是Rhino诞生的雏形。


RMA 之所以受到波音公司的青睐,不仅是因为他们与波音地理位置近(同在西雅图)或是他们高额的AutoCAD销售量,更重要的是他们以优质客户支持而闻名。除了销售软件外,RMA 还为客户提供技术支持、培训以及一定程度的自动化服务。他们会开发宏命令和自定义程序,帮助AutoCAD用户更高效地工作,使用户充分利用当时性能有限的个人电脑——这类工作其实延续了 McNeel 早期的思路,他曾通过电子表格帮助客户实现会计数据录入的自动化。作为销售人员,McNeel 还积极参与当地的 AutoCAD 用户组活动,与来自不同领域的数字绘图师和技术爱好者交流。这些聚会后来成为 Rhino 及其社区文化发展的关键场所——在这里,人们会讨论潜在的新功能,也常常会发布实验性工具。McNeel 有时会展示他们正在研发的AutoCAD 插件:AccuModel,以及一个独立界面程序 Sculptura 的测试版本。不久后,RMA 的测试用户反馈说,Sculptura 比 AccuModel 更直观、更容易使用。当时,软件内部使用的临时代号是 “Rhinoceros”,这个名字的灵感来自于其中一位开发人员的桌子上摆着一幅 Albrecht Dürer 的著名版画《Rhinoceros》。团队成员对这个名字越来越有感情,最终在正式发布时决定沿用它。于是,Rhino 的名字就这样诞生了。


Rhino 的命名本身就是其“数字民俗”逐渐形成的一个例子。这个名字是刻意选的,目的是让它在当时的软件行业中显得独特、与众不同,同时也能强化正在形成的用户社区归属感。正如第一版《Rhino用户手册》中所解释的那样:

开发者最初把这个程序称作‘Rhino’,作为一个原型名称。为了呼应这个名字,我们还开始收集各种与 Rhino 相关的物品,比如 Rhino 造型的磁铁、毛绒玩具等。到产品进入测试阶段时,这个名字就固定下来了。我们非常喜欢这个名字。这个名字相比当时常见的 CAD 软件命名(比如“CADXXX”、“3DXXX”或者“SolidXXX”),显得与众不同,更有特色,而且也方便做标志设计。”

与行业中其他开发者不同,RMA 选择了一个非传统、独特、与其他 NURBS 软件完全不同的名字:Rhino。通过这种命名,他们为 Rhino 赋予了一种神秘感和传奇色彩,吸引了大量业余用户。当时,许多昂贵的软件要么用缩写命名(如 CATIA),要么直接说明功能(如 SolidWorks)。相比之下,Rhino 听起来不那么正式,但又让人觉得亲切熟悉。这种命名方式也为后来扩展软件生态系统的其他工具铺平了道路,比如 Grasshopper、Flamingo、Kangaroo、Pufferfish 等。值得注意的是,这种命名策略也体现了 RMA 的理念:易于使用且价格亲民”。


Rhinoceros 1.0 版本于 1998 年 10 月发布,专业版售价 795 美元,学生版 195 美元(见图3),在当时的 NURBS 建模软件中属于价格非常亲民的选择。此外,它是为 Microsoft Windows NT 系统设计的,此系统为当时流行的图形界面桌面操作系统,在1990年代中期的重要性不容小觑。RMA 强调:“Rhino 的设计目标是可以在普通的 Windows 台式机和笔记本上运行……不需要特殊的显卡”。第一版 Rhino 用户手册中的一个案例也体现了这一点,手册描述用来运行 Rhino 的计算机为“普通的 Pentium/NT 机器……没什么特别的”。Rhino 不仅价格便宜,还有一段时间甚至免费提供。为了宣传软件,RMA 在正式发布前积极提供可下载的 Beta 版本和 CD-ROM 测试版,使得到 1.0 版本发布时,已经有来自各行各业的数千名用户在使用它。第一版 Rhino 用户手册的作者 Margaret Becker 写道:“Rhino 已经在全球范围内被使用……对于很多人来说,它解决了他们用其他方法无法解决的问题”(见图4)。

图3 “NURBS on Safari”,Rhino 促销资料,1999年。

来源:3D Magazine (1999)。3D Magazine [www.3d-design.com],第15期。版权归作者所有。

图4 第一版 Rhino 用户手册封面,由 McNeel 技术写作员 Margaret Becker 编写,1999年。

来源:Becker (1999)。Rhino NURBS 3D Modeling。New Riders。版权归作者所有。


然而,建筑并不是 Rhino 最初的重点市场。虽然 NURBS 被认为是计算机辅助工程中最先进、最有用的技术之一,但建筑设计仍然被广泛认为主要依赖直线(偶尔才用到弧线),因此当时建筑设计行业并不重视 Rhino。正如航空航天工程教授 David F. Rogers 在 2001 年所写:

使用 NURBS 建模系统,可以通过单一的内部表示方式处理各种曲线和曲面:从直线和平面,到精确的圆形和球面,再到复杂的分段雕刻曲面 […]NURBS 的这一特性对于开发一个强大可靠的建模系统至关重要,无论是用于汽车、飞机、船只、鞋子、洗发水瓶等的计算机辅助设计,还是用于最新好莱坞影片或电脑游戏中的动画角色。

Rogers 在讨论 NURBS 的潜在应用时没有提到建筑,这反映了CAD/CAM 行业当时对建筑及其软件需求的看法。除了支持哥伦比亚大学等机构的前卫实验性工作外,大多数软件开发者都没有意识到他们的技术在建筑设计中的潜在应用。RMA 起初的态度也差不多。Becker 的用户手册中同样没有把建筑列为潜在应用领域,只提到:“Rhino 被用于海洋、航空航天以及汽车内外部设计。家用和办公设备、家具、医疗器械、运动器材、鞋类和珠宝的制造商也使用 Rhino 来创建自由曲面形状”。据 RMA 商务拓展负责人 Scott Davidson 回忆,在 Rhino 首次发布时,唯一购买它的知名建筑事务所是 Gehry and Associates(现为 Gehry Partners)。当 1.0 版本一发布,Davidson 记得:“第一天就收到了 Frank Gehry 的信用卡付款”。Rhino 对 Gehry 事务所特别有用,因为它能兼容多种文件格式,还能和他们的3D扫描仪配合使用。Gehry 的设计团队可以把实体模型的点扫描进电脑,再用 Rhino 的“patch”、“loft”、“sweep” 等指令把这些点转换成精准的 NURBS 曲面,用来生成可用于生产的文件。正如 Becker 在手册中写的那样:“你可以通过专门的指令捕捉3D点、绘制3D曲线,并直接从实物模型建立3D曲面”。这正好符合 Gehry 事务所当时的工作方式——他们经常先做雕塑模型,再进行数字化建模。而且 Rhino 的指令行界面和 AutoCAD 很像,事务所里的绘图员不用重新学习就能快速上手。不过对 RMA 来说,Gehry 是个特例。他们觉得 Gehry 的团队几乎是唯一真正需要 NURBS 建模的建筑事务所,而其它建筑事务所并不是很需要。Davidson 说:“没人像他那样工作。”所以 RMA 一开始并没有打算专门向建筑行业推广 Rhino。


这种对建筑的看法进一步揭示了前卫设计和主流建筑行业之间的明显分歧。就像“黑客”和“业余爱好者”之间的对立关系一样,Rhino 的发展也面临两种可能的方向:一种是面向高端的商业工业领域,另一种是走向个人电脑用户。与 Rhino 最接近的竞争软件是 Alias,它采用了同样的 AGLIB 技术架构,但售价高达一万多美元,其最终被 Autodesk 收购。虽然 Alias 起初与建筑领域关系更密切,其曾在“paperless studios”等出版物中被大力推广,但最终还是和 SGI 工作站一样,因为高昂的价格难以维持而被市场淘汰。相比之下,Rhino 的价格非常亲民。它将自己定位为一种“辅助工具”,用于提升“产品建模师在使用 CAD 和参数化建模软件时的工作流程”。Rhino“可以创建自由形态并能提供多种数据交换格式,使设计师能够在个人电脑上实现以往无法实现的多种设计选择”。RMA 的核心目标从来不是要取代其他 CAD 软件,而是要为各行各业的现有工作流程提供帮助和补充。公司早期通过与客户的密切合作,帮助他们在 AutoCAD和后来推出的 Sculptura 中实现任务的自动化,因此 RMA 将 Rhino 定位为一个高度灵活的平台,主要用于实现自由形态几何体的建模与实际制造。在这种定位下,随着自由曲面建模和数字化制造需求在建筑领域不断增长,越来越多的建筑事务所和建筑学院开始采用数字化工作流程和价格可负担的工作站开展日常工作,RMA开始逐渐进入建筑设计市场。Rhino 发布后的第一年,RMA 的网站上就出现了来自 Michael Graves Design 和 NBBJ 等建筑事务所的用户评价。它的成长也得益于 RMA 长期以来培育的用户群体。Becker(1999)甚至将第一本Rhino 用户手册献给 Rhino newsgroup 的所有参与者。这种以社区建设、亲民价格与易用性为核心的理念,无论在 Rhino 的用户手册中还是在其网站上都有明确体现,让Rhino的发展几乎是自下而上地由用户社区推动,最终自然地延伸到了建筑设计领域。

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