王珺潔+于海燕

摘 要：當(dāng)前隨著科技的不斷發(fā)展和人們對(duì)審美需求的日益提升，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)園林景觀設(shè)計(jì)有了更高的要求?，F(xiàn)代的景觀元素呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)，以便滿(mǎn)足社會(huì)的多元化需求，大多數(shù)景觀元素已不能僅依據(jù)歐氏幾何學(xué)來(lái)分析，其呈現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)多是非線(xiàn)性變換的分形特征。分形理論及其體現(xiàn)出來(lái)的藝術(shù)特征在現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)中得以廣泛運(yùn)用，不僅豐富了設(shè)計(jì)理論，同時(shí)在設(shè)計(jì)手法上也發(fā)揮了重要作用。研究通過(guò)梳理分形理論與現(xiàn)代景觀設(shè)計(jì)的內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)合實(shí)際案例探討分形理論應(yīng)用于現(xiàn)代園林景觀中的設(shè)計(jì)方法，使其能夠更好地服務(wù)于現(xiàn)代社會(huì)，同時(shí)豐富了現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)的理論與研究方法。

關(guān)鍵詞：分形理論；景觀設(shè)計(jì)；自相似性；幾何形態(tài)

現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)與城鄉(xiāng)規(guī)劃、建筑學(xué)、環(huán)境學(xué)等多種相關(guān)學(xué)科結(jié)合共同構(gòu)成了整個(gè)人居環(huán)境系統(tǒng)。在具體的景觀設(shè)計(jì)過(guò)程中，它可以通過(guò)基地內(nèi)人工構(gòu)筑物等給游人以非常直觀的視覺(jué)體驗(yàn)，同時(shí)還可結(jié)合基地文化元素等設(shè)計(jì)不同的造型來(lái)傳遞基地設(shè)計(jì)理念。隨著人們對(duì)現(xiàn)代景觀元素的審美不斷提升，設(shè)計(jì)師近年來(lái)日益重視將景觀美學(xué)藝術(shù)與幾何學(xué)元素進(jìn)行有效結(jié)合，從而豐富景觀設(shè)計(jì)作品的藝術(shù)感?；诖?，分形理論等現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法的引入，在結(jié)合自然元素的基礎(chǔ)之上，合理融入幾何造型，正是由于分形理論具有獨(dú)特的“分維”特征，才使得景觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域可用分形幾何等數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)表述自然景觀的復(fù)雜和不規(guī)則規(guī)律[1-2]。它不僅能夠豐富景觀元素的形式，同時(shí)還在很大程度上提高了景觀作品的藝術(shù)價(jià)值。

一、分形理論的概念

“分形”一詞的概念最初是由美籍法國(guó)數(shù)學(xué)家曼德勃羅（B.B.Mandelbrot）于1975年提出。他認(rèn)為，某種物體的其中一部分與整體在某種形式上存在類(lèi)似的形態(tài)，即為分形。分形理論誕生之初，便與混沌理論和耗散結(jié)構(gòu)論并稱(chēng)為20世紀(jì)人類(lèi)科學(xué)史上的三大發(fā)現(xiàn)。作為一門(mén)新興的學(xué)科，在分形理論建立之后，便不斷拓展至物理學(xué)、地理學(xué)等諸多學(xué)科，無(wú)論在理論還是實(shí)踐層面，均具有重要意義。

當(dāng)前分形理論應(yīng)用于人居環(huán)境學(xué)科的案例始于20世紀(jì)90年代，陳彥光等運(yùn)用分形理論分析了旅游景觀要素的自相似特征，并結(jié)合分形學(xué)原理提出旅游景觀的設(shè)計(jì)原則[3]?？傮w而言，分形理論在國(guó)內(nèi)景觀設(shè)計(jì)中仍屬于一個(gè)新鮮的概念，相關(guān)研究成果仍然是鳳毛麟角。截至目前而言，關(guān)于分形的概念仍未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者通常列出一系列自身特征來(lái)闡述所研究對(duì)象的分形特征，通常具有如下共同點(diǎn)[4]：1.具有非常精細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在非常小尺度的結(jié)構(gòu)內(nèi)存在整體的特征。2.不規(guī)則形狀，很難用傳統(tǒng)的歐式幾何理論來(lái)描述。3.具有一定程度的自相似特征，包括在形狀上的自相似和分維數(shù)統(tǒng)計(jì)下數(shù)據(jù)的自相似。

二、分形理論與現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)的內(nèi)在聯(lián)系

早在分形理論出現(xiàn)之前，古代的設(shè)計(jì)師們便已結(jié)合宏觀、中觀和微觀等多種尺度下的分形角度展開(kāi)景觀設(shè)計(jì)，例如北京故宮，在形態(tài)上具有非常強(qiáng)烈的分形結(jié)構(gòu)。發(fā)展至今，園林景觀學(xué)界越來(lái)越關(guān)注景觀設(shè)計(jì)中的分形特征，但依舊尚未對(duì)分形理論在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用做出系統(tǒng)的闡述?，F(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)中體現(xiàn)分形特征的最顯著特點(diǎn)便是其自相似性。例如在景觀設(shè)計(jì)元素中的水景觀，其自身的聚合與分散及形狀均存在自相似，同時(shí)在水系各分支結(jié)構(gòu)形態(tài)也均與主流水系保持相似特征，這便是分形理論的體現(xiàn)；另外在植物景觀中也同樣是以自相似的特征存在，每棵植物的分支均與其整個(gè)樹(shù)干在形狀上存在很強(qiáng)的相似性。

總體而言，分形理論在現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用案例仍然較少。其中較具代表性的設(shè)計(jì)作品如北京土人景觀。俞孔堅(jiān)團(tuán)隊(duì)在沈陽(yáng)建筑大學(xué)校園的稻田景觀設(shè)計(jì)中，便采用了自相似的分形原理，將相近的九個(gè)院落式建筑群進(jìn)行空間定位和景觀設(shè)計(jì)，以使游人能直觀感受自身所在位置，該項(xiàng)目榮獲2015年度美國(guó)景觀設(shè)計(jì)師協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)榮譽(yù)獎(jiǎng)（ASLA，Design Honor Award）[5]。蔡梁峰則在《分形景觀空間設(shè)計(jì)》一書(shū)中明確指出[6]：分形學(xué)是上帝的指紋，自然的密碼，是通往景觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域的鑰匙。利用基于自然的分形幾何學(xué)，使景觀設(shè)計(jì)的美學(xué)藝術(shù)與構(gòu)成幾何有機(jī)結(jié)合，讓方案設(shè)計(jì)變得輕松有趣變化紛呈。該書(shū)側(cè)重從景觀鋪裝的角度闡述分形理論在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)際案例，通過(guò)三個(gè)大型公園的分形設(shè)計(jì)，從宏觀—中觀—微觀三個(gè)尺度探討分形理論在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值。

三、分形理論應(yīng)用于現(xiàn)代園林景觀中的設(shè)計(jì)方法

（一）豐富的分形尺度層級(jí)

景觀設(shè)計(jì)自身便存在著多個(gè)尺度的分形特征，游人進(jìn)入某個(gè)景觀作品的過(guò)程中，隨著距離的遠(yuǎn)近，從環(huán)境心理學(xué)角度來(lái)看，只有在視覺(jué)上與景觀自身處在相適應(yīng)的尺度下，游客才能對(duì)景觀產(chǎn)生吸引力和興趣。因此，一個(gè)景觀作品設(shè)計(jì)的是否成功與游客在體驗(yàn)過(guò)程中對(duì)于尺度的合理設(shè)置有著重要影響。建筑學(xué)家賽靈格勒斯關(guān)于分形學(xué)在建筑尺度層級(jí)的論述曾指出[7]：1.小尺度層面存在的自相似的規(guī)律是由多種矛盾元素組合而成，在視覺(jué)體驗(yàn)上有種張力平衡；2.大尺度層面的秩序則與相對(duì)應(yīng)的距離相關(guān)，只有保持一定距離和范圍，才可體現(xiàn)其自身的自相似性；3.小尺度與大尺度結(jié)合形成豐富的分形尺度層級(jí)，該結(jié)構(gòu)存在很強(qiáng)的自相似。上述規(guī)律同樣對(duì)于現(xiàn)代園林景觀中對(duì)分形尺度分級(jí)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)受社會(huì)環(huán)境、文化藝術(shù)傳統(tǒng)以及所服務(wù)人群的影響，均存在風(fēng)格各異的設(shè)計(jì)元素，分形理論應(yīng)用于具體的景觀設(shè)計(jì)中則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行一定程度的轉(zhuǎn)化。由于現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)自身具有很強(qiáng)的復(fù)雜特征，同時(shí)又存在諸多隨機(jī)因素，所以通常情況下景觀空間內(nèi)部會(huì)存在不太完全相似的形狀，即在各個(gè)分形尺度層級(jí)內(nèi)并不存在較為完整的結(jié)構(gòu)一致特征和相對(duì)顯著的形狀特征，因此在景觀設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)有所轉(zhuǎn)化并靈活運(yùn)用[8]。例如巴塞羅那植物園景觀設(shè)計(jì)在空間組織上便運(yùn)用了分形幾何的構(gòu)圖法劃分若干個(gè)三角形的區(qū)域，植物即種植在這些劃分好的特定區(qū)域中。通過(guò)集地中海景觀和分形幾何式構(gòu)圖以及經(jīng)精心選擇色彩的材料于一體，從而使其成為地中海景觀的縮影，也成為地中海農(nóng)耕景觀的一種回憶?？傊中卫碚撝械某叨葘蛹?jí)及變換、自相似特征等主要觀點(diǎn)在現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用前景十分廣泛，可使得現(xiàn)代人造景觀與自然景觀完美融為一體，突出景觀作品的獨(dú)特性。endprint

（二）自相似的景觀要素分形設(shè)計(jì)

水體、植物、建筑小品等相關(guān)要素是景觀整體環(huán)境的重點(diǎn)所在，景觀設(shè)計(jì)方案的成功與否，不僅應(yīng)關(guān)注其與外在環(huán)境的和諧統(tǒng)一，同時(shí)還應(yīng)考量其內(nèi)部各景觀要素設(shè)計(jì)的合理性。

以較大尺度的景觀設(shè)計(jì)為例，通常而言山丘景觀是不可或缺的設(shè)計(jì)要素之一，在山丘中，大山丘之中存在有小山丘，而在小尺度下還會(huì)存在更小的山丘，整個(gè)山丘就是經(jīng)隨機(jī)過(guò)程創(chuàng)造的自相似的分形特征；景觀空間要素中石材的設(shè)計(jì)同樣存在一定的分形特征，在形態(tài)特征上應(yīng)存在把大尺度的景觀鋪裝微縮成小尺度的分形輪廓，其變化形態(tài)也存在高度的自相似特點(diǎn)；河流水系等水體景觀在設(shè)計(jì)中應(yīng)蜿蜒曲折，與景觀地形保持一致；植物則更具有高度自相似的分形特征，不僅單體植物如此，而且在空間分布上也同樣保持其自相似性?？偠灾?，景觀要素中自然與人工構(gòu)筑物應(yīng)保持和諧一致的自相似特征，規(guī)劃設(shè)計(jì)中人工痕跡不應(yīng)與自然對(duì)立，只有兩者相互襯托和點(diǎn)綴，才能保持景觀作品分形與整形之間的協(xié)調(diào)一致。

（三）園林設(shè)計(jì)與環(huán)境的分形同構(gòu)

在現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)總體把控方面，除了上述各景觀要素的設(shè)計(jì)之外，更應(yīng)從全局視角關(guān)注各景觀要素之間的關(guān)聯(lián)性，每個(gè)單獨(dú)的景觀要素設(shè)計(jì)不當(dāng)均會(huì)影響到景觀作品的整體品質(zhì)，只有將各景觀要素統(tǒng)一考量并加以強(qiáng)化，才可使整體景觀效果遠(yuǎn)高于各獨(dú)立景觀要素疊加的效應(yīng)[9]?，F(xiàn)代園林景觀開(kāi)展景觀設(shè)計(jì)之初，應(yīng)對(duì)基地整體環(huán)境綜合考量，結(jié)合分形理論相關(guān)方法，總平面形態(tài)應(yīng)保持某種形狀的遞歸趨勢(shì)，在一個(gè)大范圍的圖形內(nèi)還應(yīng)存在眾多相似的小圖形，進(jìn)而基于分形理論生成相對(duì)復(fù)雜的非線(xiàn)性韻律景觀，例如可結(jié)合場(chǎng)地文脈挖掘其內(nèi)在的文化元素，并不斷放大其文化分形，從而通過(guò)異質(zhì)同構(gòu)保持基地場(chǎng)地與周邊環(huán)境的和諧一致。

四、結(jié)論與展望

分形理論其形態(tài)的實(shí)質(zhì)主要體現(xiàn)在自相似性以及不斷地重復(fù)和嵌套在不同的分形尺度層級(jí)內(nèi)，然后通過(guò)非線(xiàn)性的多次迭代而成。該理論近年來(lái)不斷引起自然科學(xué)領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注并得以不斷應(yīng)用，同時(shí)在環(huán)境設(shè)計(jì)領(lǐng)域也日益展現(xiàn)出其獨(dú)特的運(yùn)用方向。研究通過(guò)梳理分形理論及其在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提出在現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)中應(yīng)用需注意的原則和手段。然而面對(duì)景觀設(shè)計(jì)這一復(fù)雜多樣的非線(xiàn)性學(xué)科，分形理論的應(yīng)用就目前而言仍處于初步探索階段，未來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)等高科技的進(jìn)一步發(fā)展，分形理論在園林景觀設(shè)計(jì)實(shí)踐中的應(yīng)用將更加深入。

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作者單位：

鄭州輕工業(yè)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院endprint