岳寶寧

【摘 要】經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其不僅影響著建筑的外形，而且對(duì)其的結(jié)構(gòu)以及后續(xù)的使用功能均有著不同程度的影響?？傊谀壳暗慕ㄖO(shè)計(jì)中運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，改變了以往的建筑設(shè)計(jì)方式，提升了建筑設(shè)計(jì)的效率，推動(dòng)了建筑行業(yè)往更高程度的發(fā)展。下文重點(diǎn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用及其產(chǎn)生的改變和影響進(jìn)行分析論述。

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì)；數(shù)字技術(shù)；影響

一、數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響分析

1、對(duì)建筑設(shè)計(jì)思維方式的影響。計(jì)算機(jī)及數(shù)字技術(shù)作為中性的工具體系，已經(jīng)開(kāi)始深刻影響到人們生活的各個(gè)方面，深入影響到建筑學(xué)專業(yè)和建筑設(shè)計(jì)思維的各個(gè)方面。計(jì)算機(jī)及數(shù)字技術(shù)的數(shù)據(jù)精確分析性和三維立體化特征最大限度的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)草圖思維的局限性和不足之處。整體集成的建筑數(shù)字信息模型不會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)信息丟失或者簡(jiǎn)化問(wèn)題，也不會(huì)出現(xiàn)如交叉、打架等設(shè)計(jì)紕漏。完全解決了傳統(tǒng)草圖思維上的圖示符號(hào)表達(dá)的精準(zhǔn)性不足的問(wèn)題。我們的建筑設(shè)計(jì)思維方式由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)，很有可能從傳統(tǒng)的二維圖示的方式轉(zhuǎn)變成三維或者多維的數(shù)字設(shè)計(jì)思維方式，未來(lái)人們?cè)谔接懡ㄖO(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)想到整合的數(shù)字化三維虛擬環(huán)境。數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)思維方式的影響時(shí)巨大的，它從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和草圖思維開(kāi)始，經(jīng)過(guò)不斷的延邊，在數(shù)字化技術(shù)的推動(dòng)下，形成了嶄新的數(shù)字化思維方式。傳統(tǒng)草圖思維中特有的模糊性帶來(lái)的創(chuàng)造性在數(shù)字化的思維方式中，由于計(jì)算機(jī)工具的輔助作用，呈現(xiàn)出更為開(kāi)闊的創(chuàng)造前景。

2、對(duì)建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)作方式的影響。簡(jiǎn)單來(lái)講，可以用點(diǎn)、線、面來(lái)劃分人們的生活空間，過(guò)去都是結(jié)合經(jīng)典幾何學(xué)來(lái)構(gòu)建建筑空間，而應(yīng)用了數(shù)字技術(shù)之后，建筑空間就可以虛實(shí)結(jié)合。建筑師的思維不會(huì)對(duì)空間起決定性作用，設(shè)計(jì)工具過(guò)去處于從屬地位，如今也開(kāi)始成為主要因素，廣泛采用了分形幾何、非歐幾何等方法，在較大程度上拓展了建筑空間的概念和范圍。從六面體中拓展出來(lái)，單一幾何空間開(kāi)始朝著多樣化的曲線形態(tài)發(fā)展。將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到建筑創(chuàng)作中，不管是采取哪種方式，都會(huì)在一定程度上虛擬和模糊建筑空間的邊界?？臻g結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性也在不斷強(qiáng)化，以生成設(shè)計(jì)法為例，人文特征是其非常重要的一個(gè)特點(diǎn)，可以有效融合物理空間和信息空間，比較完美的統(tǒng)一了物質(zhì)實(shí)體和信息表征。

二、數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

1、數(shù)字技術(shù)與虛擬空間的應(yīng)用。如今，虛擬空間開(kāi)始出現(xiàn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)構(gòu)建的一種虛擬存在，多維、人工都是它的特點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)，可以有效聯(lián)系實(shí)體世界和這個(gè)虛擬空間。在過(guò)去一段時(shí)期內(nèi)，雖然三維頭像可以在建筑師的腦海中構(gòu)造出來(lái)，但是卻無(wú)法溝通。而在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)之后，建筑物就可以更加順利的開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。通過(guò)綜合運(yùn)用多樣化的數(shù)字軟件，可以更加真實(shí)的模擬建筑，這樣設(shè)計(jì)人員就可以將建筑的形體和空間給準(zhǔn)確的表達(dá)出來(lái)，甚至還能夠有效模擬材質(zhì)和光線等。人們利用電腦這個(gè)工具，就可以對(duì)圖片和動(dòng)畫(huà)進(jìn)行觀看，甚至借助于相應(yīng)的工作站，仿佛可以身臨其境；通過(guò)對(duì)控制器進(jìn)行操縱，就可以從不同的角度來(lái)對(duì)建筑各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行欣賞。過(guò)去虛擬空間中主要采用的是文本類型的建筑計(jì)算機(jī)界面，之后發(fā)展到圖形，在如今，開(kāi)始發(fā)展為多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)方向。其中，在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)用最為普遍的方式就是虛擬現(xiàn)實(shí)，以便對(duì)真實(shí)建筑空間的感受有效模擬。對(duì)于計(jì)算機(jī)軟硬件制造商來(lái)講，需要充分考慮的一個(gè)內(nèi)容就是在展示界面方面，如何實(shí)現(xiàn)視覺(jué)上的秩序和美感。

2、數(shù)字技術(shù)引發(fā)的建筑形體生成及實(shí)物建造?，F(xiàn)如今，一條建筑設(shè)計(jì)及建造一體化的新途徑正在越來(lái)越多參與者的開(kāi)拓探索中展現(xiàn)在我們的面前，這條道路的出現(xiàn)主要取決于計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用，腳本、編程及參數(shù)化模型軟件可以用來(lái)生成建筑設(shè)計(jì)的形體，這一非物質(zhì)性過(guò)程創(chuàng)造了與傳統(tǒng)迥異的建筑新形象，而數(shù)控切削、三維打印、激光切割等一系列數(shù)控制造工具為新形象的建造奠定了物質(zhì)性基礎(chǔ)。在非物質(zhì)性及物質(zhì)性過(guò)程中的“數(shù)字建構(gòu)”正在改變現(xiàn)代主義建筑思想受到質(zhì)疑以來(lái)的建筑紊亂，并重建建筑設(shè)計(jì)新的倫理系統(tǒng)。

目前，在數(shù)字模型和可視化方面的工作旨在尋求為復(fù)雜設(shè)計(jì)理念、歷史再現(xiàn)以及建成和未建成的空間拓展表達(dá)語(yǔ)言。針對(duì)快速建立原型和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的研究則追求通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)理念的數(shù)字和實(shí)體模型的鏈接擴(kuò)大設(shè)計(jì)的可能性。對(duì)未來(lái)工作環(huán)境的研究，不僅強(qiáng)調(diào)虛擬與實(shí)體空間形式的涌現(xiàn)，也強(qiáng)調(diào)通過(guò)引入新技術(shù)而引發(fā)的行為改變。

3、建筑設(shè)計(jì)程序的應(yīng)用

3.1原始分析。建筑設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，想要更好的呈現(xiàn)這種復(fù)雜狀態(tài)就要運(yùn)用更多的恰當(dāng)?shù)墓ぞ邅?lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)和數(shù)字技術(shù)雖然只是作為一種工具和技術(shù)提供相應(yīng)的手段來(lái)幫助建筑設(shè)計(jì)者，但無(wú)法否認(rèn)的是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展使得建筑設(shè)計(jì)者可以更為有效集中精力于關(guān)鍵性的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)工作。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，專業(yè)軟件的操作也更加簡(jiǎn)單便捷，與此同時(shí)設(shè)計(jì)建筑物將更加復(fù)雜繁瑣。操作工具的省級(jí)和建筑師關(guān)注的原始分析的內(nèi)容從設(shè)計(jì)目的物本身轉(zhuǎn)向生成的關(guān)系，使得設(shè)計(jì)者可以通過(guò)建立設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行關(guān)系分析，通過(guò)生成機(jī)制進(jìn)行控制和呈現(xiàn)。

3.2程序編寫(xiě)。程序編寫(xiě)是一個(gè)繁瑣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)過(guò)程，是嚴(yán)格的算法關(guān)系運(yùn)算。目前通常認(rèn)為當(dāng)前的運(yùn)算關(guān)系無(wú)法準(zhǔn)確表達(dá)建筑原始條件分析和建筑設(shè)計(jì)目的物之間的聯(lián)系，還會(huì)如傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中一樣省略或者簡(jiǎn)化許多信息。這是因?yàn)檫@些用于算法的數(shù)學(xué)通常來(lái)源于數(shù)字公式、物理定理、函數(shù)或者其他對(duì)某些非建筑的圖形或者現(xiàn)象的數(shù)學(xué)分析，和建筑設(shè)計(jì)相對(duì)距離較遠(yuǎn)。

3.3隨機(jī)生成。計(jì)算機(jī)根據(jù)程序算法設(shè)定的邏輯進(jìn)行隨機(jī)生成，形成目的物形態(tài)或是部分形態(tài)。隨機(jī)生成表達(dá)了程序設(shè)定的邏輯特征是原始分析和程序編寫(xiě)的必然結(jié)果，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中某些時(shí)候的設(shè)計(jì)隨意性。隨機(jī)生成的建筑形態(tài)，無(wú)論其多么復(fù)雜，其本質(zhì)都是精確定位的數(shù)字模型。從設(shè)計(jì)過(guò)程到建造過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程的數(shù)字化過(guò)程已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)，而不是僅僅存在于想象中。隨機(jī)生成擺脫了傳統(tǒng)的單一線性的設(shè)計(jì)程序，調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)可以生成大量的不同類型的方案形態(tài)從中選取最佳的方案，并且每個(gè)方案都可以非常快速便捷的進(jìn)行返回式修改和調(diào)整。

3.4交互引導(dǎo)。交互引導(dǎo)主要為兩個(gè)方面，分別為人機(jī)交互和人工引導(dǎo)。其中人機(jī)交互是說(shuō)在隨機(jī)生成之后，人和計(jì)算機(jī)之間會(huì)產(chǎn)生相互交互的循環(huán)過(guò)程，通過(guò)調(diào)整修改參數(shù)，使得設(shè)計(jì)進(jìn)行深化完善最終定型。兩者的區(qū)別在于人工引導(dǎo)中，人處于引導(dǎo)的主動(dòng)位置，通過(guò)人為的最終決定才能得出恰當(dāng)?shù)亩ㄐ驮O(shè)計(jì)。交互引導(dǎo)的過(guò)程中需要注意計(jì)算機(jī)的智能化問(wèn)題，引進(jìn)專家系統(tǒng)對(duì)初步的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。例如日照分析、環(huán)境評(píng)價(jià)、建筑數(shù)據(jù)表格話的提供、經(jīng)性評(píng)價(jià)等等。在精確定位的數(shù)字模型出現(xiàn)的情況下，專家系統(tǒng)才可以在早期介入并自動(dòng)形成或者通過(guò)人工來(lái)提取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

3.5最終定型。在完成原始分析、程序編寫(xiě)、隨機(jī)生成和交互引導(dǎo)四個(gè)階段后，在循環(huán)調(diào)整和修改參數(shù)的過(guò)程中，并在介入專家系統(tǒng)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)機(jī)制的控制下，建筑設(shè)計(jì)空間形態(tài)才可以最終定型并且輸出精確的數(shù)字模型。通常情況下，這種機(jī)制主要研究大的建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)成以及體量形態(tài)的關(guān)系。

結(jié)束語(yǔ)

總之，將建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，產(chǎn)生了較為巨大的變革，改變了創(chuàng)作思維和建筑形體等多個(gè)方面，衍生出來(lái)了虛擬建筑空間。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用一系列先進(jìn)技術(shù)，也促使建筑現(xiàn)象得到了較大程度的更新和拓展，設(shè)計(jì)可能性得到了豐富，創(chuàng)作出來(lái)更加優(yōu)美和科學(xué)的建筑形態(tài)。但是，我們需要注意的是，在創(chuàng)造造型的基礎(chǔ)上，還有一個(gè)更加重要的方面就是對(duì)人類生活進(jìn)行理解和想象，這樣方可以更好的設(shè)計(jì)建筑。

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