中國的冰射線花格是一種複雜的圖案，靈感來自冰裂紋，象徵春天的開始，被廣泛應用於中國傳統建築中，尤其是窗戶設計。圖為蘇州留園的冰射線花格窗。圖片來源：Yi QianIasef Md Rian 博士現任西安交通大學利物浦分校建築系副教授，他於2019 年首次來到中國，立刻被蘇州古典園林中的花格窗設計所吸引。他說：「中國的古典園林給我的印象與西方的園林截然不同，西方的園林更加對稱和有條理。然而，中國園林在佈局和設計上更加自然。冰窗設計就是其中的一種表現形式”。Rian 博士多年來一直專注於建築設計中的分形幾何，因此他有一種想要探索圖案之美的衝動。他說：「我的大腦總是在尋找這樣的靈感源泉，所以我立刻就有了研究冰射線圖案的基本幾何原理的動力」。學生們正在製作冰射線格子屋頂。資料來源：Rian 博士（西安交通大學）

里安博士發現，製作冰射線圖案的規則其實非常簡單。他解釋：”以類型1 為例，首先將一個正方形分成兩個四邊形，然後每個四邊形再分成兩個四邊形。在每一步中，細分四邊形的比例都不同，這就是利用簡單規則創造隨機圖案的方法。透過這種構造，中國工匠可能是想增加它的堅固性，使其能起到窗欄的保護作用。冰射線格子的隨機配置提供了多角度的連接，使窗戶成為一個結果力和均勻應力分佈的集合體，進而實現了獨特的剛度。而人類體內骨小梁組織的微觀結構是隨機晶格潛力的絕佳自然示例。它兼顧了有助於增強強度的高剛度和令人驚訝的輕質結構”。里安博士最近在《建築研究前沿》（Frontiers of Architectural Research）雜誌上發表了一篇論文，探討了冰射線圖案的幾何特質，並拓展了將隨機圖案融入結構設計的可能性，尤其是經常用於球形穹頂和曲面結構的格子殼設計。冰射線網格的不同種類。 P 代表五邊形，Q 代表四邊形，T 代表三角形。資料來源：Rian 博士（西安交通大學）”在我的研究中，我開發了一種演算法，為格子殼設計的冰射線模式建模，並評估了其與傳統格子殼相比的可行性和有效性。這些網格殼由規則網格構成，與連續殼形成鮮明對比。普通網格殼在均勻載荷下表現良好，而冰射線晶格在非對稱載荷下強度更高。一些經過優化的冰射線圖案在自重情況下的強度竟然優於普通柵殼。將冰射線圖案應用於格殼設計時，還具有額外的美學優勢。”他說：”我將這種圖案的應用擴展到曲面上，這有助於釋放其在幾何、結構和構造方面的潛力，我將這種圖案的應用擴展到曲面上，這有助於釋放其在幾何、結構和構造方面的潛力。”里安博士也將冰射線圖案和複雜幾何圖形融入教學中。 2022 年，他為學生舉辦了一個設計冰射線格子屋頂的工作坊。他解釋說，學習分形幾何的概念可以真正推動學生的想法，讓他們設計出獨一無二的作品。”這與他們在高中所學的知識截然不同。在學習創建這個幾何系統的過程中，他們還將學習計算建模和模擬。最終，他們將獲得高級建築和數位設計的全面知識，」他說。重新發現傳統設計為了擴展這一領域的研究，Rian 博士正在研究複雜幾何形狀在微尺度材料設計和結構設計等各個方面的有效性。他說：”例如，在外觀設計中，我們通常使用傳統或參數幾何來設計規則的形狀。然而，用複雜幾何圖形設計的隨機形狀可以提供更自然的印象和日光穿透力”。他鼓勵設計專業的學生和研究人員向過去學習：”任何傳統設計都有其潛規則。現在，我們可以利用數位技術和先進工具，將傳統工藝知識延伸和擴展到當代設計中。傳統設計背後有很多靈感，這些原則確實可以啟發我們設計師為未來進行創新設計。”