在BIM技術出現之前，CAD技術的普及推廣使建筑師、工程師們從手工繪圖走向電子繪圖。甩掉圖板，將紙質圖紙轉換為計算機的二維數據的創建，改變了傳統的生產模式，把工程設計人員從手工繪圖和計算中解放出來，成倍的提高生產效率，縮短設計周期。而BIM技術則進一步推進了工程信息的電子數據化。

二維設計實質上是將一個物體分解成平、立、剖面等不同的片段來加以研究，然后通過大腦的綜合思維能力建立起一個完整的判斷，完成設計。把三維的建筑空間，通過二維圖紙進行表達，是人類設計思維的一個進步，可以使設計師能以較簡單的方法操作復雜建筑的設計，但從深度層次看，這也反映了設計工具的局限性，用二維圖紙反映現實世界的三維實體，只是權益之計。

在計算機三維技術出現之前，建筑師只能依靠透視草圖或實體模型研究三維空間。這些工具有其優勢，也有不足之處。如繪制草圖，能夠隨心所欲地流暢地表達設計想法，表達建筑師所關注的部分，但是在準確性和空間整體上受到限制。實體模型在研究外部形態時，作用較大，而要研究內部空間形態時就相形見絀了，難以提供一個對空間序列關系的人視點的直觀體驗和表達。

建筑信息模型采用的是虛擬現實物體的方式，以三維設計思維為基礎，將傳統的二維圖紙完全轉化為計算機的工作，讓電腦代替人腦完成三維與二維之間的思維轉化。這樣設計師可以更加關注設計本身，不再為繪制二維圖紙耗費精力，二維與三維的界限在建筑信息模型中逐步模糊。而實體模型設計的弊端在建筑信息中也得到了解決，三維數字技術將外觀模型與空間形態和序列的研究統一起來。建筑師可以通過設置相機進行人視點的各個空間推敲，也可以通過軟件進行虛擬現實仿真或快捷的制作出動畫進行空間序列的研究。

傳統的設計方法大致可分為兩種：一種是先設計二維的平面功能布局，然后結合平面布局設計二維立面，最后再建立三維 模型進一步調整造型；另一種是先從三維造型出發確定形體之后，再使用二維CAD繪制相應的平、立面。這兩種設計方法都有一個共同的缺陷，那就是建筑空間對設計者從設計過程中剝離出去，成為概念設計階段并不重要的內容，建筑關注的只是平面功能和形象。實際上，空間對現代建筑而言并不是平面功能與建筑外表皮圍合而成的副產品，而是一種控制建筑的設計方法。

對于古典建筑，空間基本是靜態的，左右對稱，創造和諧而統一的立面是其關注的主要內容，立面法則不僅是古典建筑設計的原則，而且上升到一個設計方法的高度來控制建筑。例如，古典建筑立面渲染圖，并不只是表現圖的概念，它是建筑師的設計方法和工具。現代建筑破除了古典建筑的種種信條，建立起了新的建筑語言。對空間的探索一度成為現代建筑探索的主題。在現代建筑中，空間同樣上升為一種控制建筑的設計方法而存在。

然而當今一些建筑師的設計中，空間一直沒能成為一種控制建筑的方法。其中主要原因是由于設計工具的限制，建筑師無法在較短的設計周期內去研究和推敲空間，更難以用哪個空間來控制設計。這使得目前較多的建筑師仍然在用“立面”的方法控制建筑。建筑信息模型的出現為我們改變這種狀況提供了可能性。在建筑信息模型中，建筑室內空間、室外空間、建筑表皮、平面功能都可以被整合成一個相互關聯的邏輯系統。在布置平面時，已經在同步設計建筑空間，而空間又可以被直觀地反映在表皮上，這樣空間與表皮可以共同形成建筑的立面。

美國建筑師羅伯特·文丘里在他的影響深遠的著作《建筑的復雜性與不盾性》指出，只有當實際用途和空間的內、外部力量交匯的時候，才能創造出真正的建筑。這種相互作用是建筑形式能夠產生的一個基本動力。建筑形式簡單的說，是曲空間形體、輪廓、虛實、四凸、色彩、質地、裝飾等種種要素的集合而形成的復合的概念其中與功能有直接聯系的形式要素則是空間，“埏埴以為器，當其無，有器之用。鑿戶牖以為室，當其無，有室之用。故有之以為利，無之以為用。”（《老子 。第十一章》表明了建筑被人所用的正是它的空間。所謂內容決定形式，表現在建筑中主要就是指：建筑功能，要求與之相適應的空間形式。因此，在現代建筑設計中，空間設計一直是作為形式設計的主導。然而，由于能力和工具的限制，在千變萬化、錯綜復雜的空間組合形式中，建筑師往往只能概括出如通過交通組織空間、空間相互嵌套等典型性組合方式來達到合理的布局，直到非線性參數化設計與算法生成設計的出現。

對于建筑設計而言，參數化設計并不是一個新的概念，甚至可以說是歷史悠久。一些古典參數化方法被用在諸如金字塔、拱券等建筑中，經典的參數化方法有黃金分割、裴波那契數列、泰森多邊形等。這些數學方法一直被使用了好幾個世紀，直到20世紀70年代中期，計算機被引入到各個行業的設計領域中時，參數化設計才真正得以全面發展和推廣。

20世紀80年代興起的復雜性科學理論同樣在建筑藝術領域改變了人們對城市、對生活的認識。隨著復雜性設計思維的發展，建筑師已無法根據傳統的設計模式來反映設計思想和表達設計成果。此時人們開始將目光轉向尖端科技領域，將參數化幾何控制技術引入建筑設計領域。參數化幾何控制技術可以充分結合設計者與數字技術的智能力量來實現對幾何符號的生成、測評、修正和優化，從而得到更加符合設計者、使用者和環境要求的建筑形態。

目前的參數化技術大致可分為如下三種方法：

（1）基于幾何約束的數學方法

（2）基于幾何原理的人工智能方法

（3）基于特征模型的造型方法

其中后兩種方法又被稱為“非線性參數化設計”方法。“非線性”一詞來自于非線性科學，即復雜科學，它完全不同于發源于牛頓原理的現代經典線性科學，它可以對動態、不規則、自組織、遠離平衡狀態等線性進行合理地闡述，是人類對自然及社會的一種全新的認識理論。正如尼爾·林奇所說，“計算機已經不僅是輔助設計……如今變成直接衍生出設計”。