朱寧

1 教學(xué)研究背景

所謂“虛”“實”之間，旨在探索傳統(tǒng)的材料構(gòu)造的“實”體搭建方法基礎(chǔ)上，疊加采用投影成像、傳感設(shè)備、軟件編程等呈現(xiàn)的“虛”擬空間信息的新型手段，達(dá)成提升空間潛力、拓展學(xué)生專業(yè)視野目標(biāo)，以綜合性設(shè)計提高課程訓(xùn)練的挑戰(zhàn)度。

“虛實之間”課程引入了信息媒介互動設(shè)計的方法。這種方法在當(dāng)前多應(yīng)用于商業(yè)活動、博物展示、景觀營造中，且在高校中有專門的設(shè)計分支專注于設(shè)計方法、表現(xiàn)形式、儀器設(shè)備等方面的研究。在媒體與建筑混合教學(xué)[1]、文化遺產(chǎn)保護(hù)研究[2]、智慧城市[3]、智能家居[4]等方面，都涌現(xiàn)出百花齊放的技術(shù)突破并嘗試應(yīng)用于建筑場景中。同時，傳統(tǒng)空間營造的真材實料建造模式并未被取代，而是不斷被數(shù)字技術(shù)增強表現(xiàn)力。國際上如MIT[5]、Delft[6]、國內(nèi)如清華大學(xué)[7]、華南理工大學(xué)[8]等均開設(shè)了專業(yè)課程計劃面向所有學(xué)生提升實體建造的能力。

為了保證多人行為與空間環(huán)境的充分互動，投影機(jī)是課程主體的表達(dá)設(shè)備，而沒有選擇依托如頭盔、眼鏡等穿戴設(shè)備。本文分為“情”“境”“營”“造”4 個部分整合若干學(xué)生作業(yè)發(fā)展過程，從一個側(cè)面探討新興教學(xué)手段對建筑學(xué)教育支撐作用（圖1）。

1 虛實之間課程的技術(shù)路線示意

2 “虛實之間”——情境營造設(shè)計教學(xué)

2.1 情：信源對建筑空間的疊加

基于既有空間語境或人群共識，虛擬場景是對語境、共識的一種外化表現(xiàn)，喚起人們既有的行為，即所謂的人之?！扒椤?。游戲規(guī)則是一個簡單直接的語境（圖2）。游戲創(chuàng)造了競爭、合作的規(guī)則，也就喚起了空間中人與人互動的共識，重現(xiàn)了游戲中的行為?？臻g完形則是更加隱性的探索，更類似于建筑師的創(chuàng)作（圖3）。這主要體現(xiàn)在對現(xiàn)有空間潛力的挖掘，尤其一些方正且高大的空間更有形式表達(dá)的效果。工藝流程也是一種空間借用的思路，更適合于在博物展陳中應(yīng)用（圖4）。

2 作品《貪吃蛇》《相遇》概念設(shè)計與現(xiàn)場效果對比

3 作品《象天法地》《星球》概念設(shè)計與現(xiàn)場效果對比

4 作品《印染工坊》概念設(shè)計與現(xiàn)場效果對比

2.2 境：信宿與建筑空間的互動

所謂身臨其“境”，空間塑造的目標(biāo)是人的行為與感受，也是本次設(shè)計要求的最終落腳點。展示時間并非評圖時刻，而像展陳活動一樣持續(xù)一周時間。通過Kinect 識別多個參與者人體輪廓和手部動作，參與者可以進(jìn)行繪畫。再進(jìn)一步，通過識別手部動作的速度，在模擬的流體場中，用不同的顏色顯示人體動作部位周邊的“流場”變化（圖5）。

5 作品《光之舞繪》《界》互動設(shè)計意向圖與現(xiàn)場效果對比

2.3 營：信道的虛擬邏輯設(shè)計

如何進(jìn)行媒介傳達(dá)是承前啟后的最關(guān)鍵問題，既需要對軟硬件有較為寬廣的了解，又要選擇便捷簡單表達(dá)需求的組合方式（圖6）?？臻g界面變成可以隨意觸摸的觸屏，原理是利用激光雷達(dá)，任何穿過被掃描平面的物體都可被探測到并被識別為鼠標(biāo)點擊（圖7）。單片機(jī)為掃描參數(shù)控制機(jī)械運動提供的媒介，例如可以通過單片機(jī)控制一對舵機(jī)，改變隔斷物體的狀態(tài)，形成可變空間（圖8）。

6 媒介設(shè)計的主要邏輯路徑

7 作品《相遇》靜態(tài)互動原理a-地面使用激光雷達(dá)掃描人腳位置b-通過軟件讀取人站立位置c-在相應(yīng)位置的天花板上投影d-識別二人距離決定天花板光圈大小

8 最終“相遇”的觸發(fā)機(jī)制a-單片機(jī)控制舵機(jī)旋轉(zhuǎn)b-二人手勢近距離紅外識別

2.4 造：信道的物理空間落地

由于表達(dá)設(shè)備為投影儀，呈影面形狀、材料、顏色、質(zhì)感設(shè)計成為主攻的目標(biāo)。呈影面如為平面，則考慮材料的透過率對成像效果的影響；而選擇球面、柱面呈影面，則需要漫反射材料，以期在各個角度看上去亮度沒有過大差別。厚度要足夠薄，保證足夠的透射亮度 （圖9）?！侗§F館》作品難能可貴地探索了霧化呈影面的效果（圖10），對霧化成像多了不同起霧方式、不同投射方位效果的試驗，同時圓柱面的構(gòu)造節(jié)點也進(jìn)行了多輪推敲，最終通過真實搭建水池和柱面結(jié)構(gòu)的方式，形成了氛圍非常神秘的投影互動空間。

9 作品《界》對布料選擇的探索a-紗布網(wǎng)孔足夠致密，保證足夠的分辨率b-紗的的厚度要足夠薄，保證足夠的透射亮度

10 作品《薄霧館》全部實驗過程展示

3 教育意義

較常規(guī)圖面作業(yè)或真實搭建作業(yè)來講，本課程設(shè)計任務(wù)挑戰(zhàn)度不止翻倍。設(shè)計題目的挑戰(zhàn)足以讓本科四年級學(xué)生以2～3 人一組完成一次學(xué)科交叉的嘗試。盡管絕大多數(shù)學(xué)生沒有編程基礎(chǔ)，但最終都可以在其他理工科專業(yè)同學(xué)的支持下完成本課程的互動展示。課程教學(xué)很大程度激發(fā)了網(wǎng)絡(luò)時代“原住民們”的熱情和天賦，讓學(xué)生們意識到未來的智慧城市、智能家居也將是建筑行業(yè)的主流，而這些信息化手段與建筑空間一樣，也最終為人的行為情緒服務(wù)，是回歸建筑學(xué)本體的一次嘗試?！酰ㄖ轮x：本文受到清華大學(xué)本科生教學(xué)改革項目“面向建筑學(xué)六年制本碩貫通培養(yǎng)計劃的建造實踐教學(xué)的價值體系與教學(xué)方法研究”支持。由衷感謝在兩次課程中無私提供技術(shù)支持的教師、研究生、本科生，他們是：清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院王之綱教授，清華大學(xué)未來實驗室劉潔博士，清華大學(xué)建筑學(xué)院王鼎祿、孫照人、張亦馳博士，以及百造學(xué)堂創(chuàng)始人連曉剛、張錚，奧本未來CEO 雷雨。最終并且最重要的感謝，獻(xiàn)給參與本課程的所有學(xué)生，他們用專業(yè)的作品詮釋了課程題目，比筆者當(dāng)初設(shè)定該課程時想象的效果更好。）