从图解到影像_当代数字媒介对建筑设计表现的影响及其应用

从图解到影像_当代数字媒介对建筑设计表现的影响及其应用

从图解到影像 —当代数字媒介对建筑设计表现的影响及其应用 From Diagram to CG

Image: The Impact of Digital Media on the Architectural Design Representation ■ 俞传飞

韩 岗 ■ Yu Chuanfei Han Gang [摘 要] 文章从当代建筑设计及成果表达中的两个代 表性数字技术应用表征—图解和影像着手，探讨了 日趋成熟的数字技术媒介在建筑设计阶段乃至最终成 果表达中的综合应用，借此为多层次、多角度、系统 化的建筑设计表达提供有益的探索和思考。 [关键词] 建筑表现 动性 [Abstract] By surveying the representation media

of architecture design, the article focuses the points on the two representative techniques

with digital media—digital diagram and dynamic image. The integrated application of

digital technology media in the stage of architectural design and final expression are

discussed here, so as to provide beneficial exploration and deep thinking for the

systematical design representation with different perspective, which is combined with

architectural design organically. [Key words] Architectural representation, Digital media,

Diagram, Dynamic image, Interactivity 数字媒介 图解 动态影像 互 一、 数字化建筑设计表现概述 建筑设计的成果表达即建筑表现， 历来都是建 筑学及相关领域课题研究实践的重要内容之一。 随 着数字时代的到来， 建筑设计的操作对象不断丰富， 设计表达的途径和成果更在数字技术媒介的影响 和支持下日新月异。 从手绘草图、 工程图纸到计算机 辅助绘图， 从实体模型到计算机信息集成建筑模型， 乃至数字化多媒体交互影像的设计制作，

各种设计 表达方法和手段在设计过程的不同阶段更新交替， 发挥着各具特色的影响和作用。

新的建筑表现手段的不断出现使建筑表现内涵 发生了改变， 数字技术媒介支持下的建筑表现手段 与传统表现手段相互融合， 使建筑表现呈现出新的 特点。当前， 无论是在建筑方案创作初始阶段， 还 是建筑方案深化设计阶段， 甚至方案公示实施阶 段， 视觉化图式语言作为建筑表现的基础手段一路 相随。 而在新的媒介手段支持下的数字化图解和动 态化影像的加入， 使建筑设计的表现由过去对设计 结果的关注， 更多地转向对设计理念和生成过程的 表达； 另一方面，数字媒介带来的互动性，更拉近 了建筑设计者与体验者间的距离。 人们对建筑的体 验更为直接、彻底和深刻，它不再局限于传统的视 觉感受，而是为人们提供听觉、触觉等全方位的体 验感知。 长久以来， 相关研究和文论大多将建筑成果的 表达定位于传统的建筑绘画及效果图制作的数字 化更新， 或集中于具体绘图建模渲染软硬件的介绍 和技法应用， 而设计表现的相关教学与研究亟待摆 脱传统的经验式和技法类教授研讨， 应与数字技术 媒介影响下的新观念、 新方法相结合， 走向系统化 和综合性的研究和应用。有鉴于此， 本文针对当代 建筑设计及其成果表达中两个代表性数字技术的 应用表征—图解和影像， 探讨日渐成熟的数字技 术媒介， 在建筑设计阶段乃至最终成果表达中的综 合应用。 二、 数字化设计表现的图解应用 济大学李光前的硕士学位论文《图解， 图解建筑和 图解建筑师》 、华中科技大学邓载鹏的硕士学位论 文 《图解设计—建筑学设计方法论研究》 清华大 、 学陶晓晨的硕士学位论文 《数字图解—图解作为

“抽象机器”在建筑设计中的应用》等。提到图解 设计， 业内人士大都熟知热衷于此项研究的建筑师， 如美国的彼得 · 埃森曼、 荷兰的雷姆 · 库哈斯等。 但 究竟图解是什么， 图解的特点又是怎样的， 图解的 特点是什么？它是如何加入到建筑设计的实际操作 中， 数字技术支持下的设计图解又能如何呢……诸 多问题的提出与解答似乎并不简单， 以下的片断也 许能帮助我们深入思考。 图解，顾名思义，就是用图示化语言进行解释 说明。图解在词典中的释义有： 以图或其他看得见 的表现方法为主题所做的说明， 或利用图形来解释、 分析或演算。 从建筑方案早期的手绘草图到尺规工 具图， 再到借助计算机辅助设计的二维平立剖面图， 乃至后期的建筑效果图、 建筑施工图， 这些均是用 二维图示化语言进行的解释说明。在这里， 图解是 一种解释性或分析性的工具， 用以表示某种几何关 系、

进行形式研究或解释事物间的某种内在关系等。 有研究者将其归纳为解释性图解、 生成性图解和数 字图解①。 就图解与再现的关系来说， 图解不是某种 图形或图像的再现， 也不是对某种事物的模仿或抄 袭②。图解再现的对象是某种抽象关系或概念。 为大家所熟知的埃森曼和库哈斯被认为是 “互 补地试图以图解取代设计” 的建筑师。埃森曼的研 究是从历史学的形式分析图解“九宫格”开始， 试 图将 “内在性” “外在性” 和 这两大分析衍生系统引 入到建筑设计中， 在其著作 《图解日志》 （Diagram） 中， 他以图解为线索， 总结了自己在建筑设计领域 多年的研究工作。拥有记者、 电影剧作者和建筑师 多重身份的库哈斯在自己的研究实践工作中， 充分 考虑到社会因素对建筑设计的影响， 将社会学作为 初始的设计条件之一引入到图解设计中。 他在初始 收集各方面的资料信息时， 通过归纳整理、 统计分 析完成最初的理念构建， 并从研究开始将数据转化 为形式 （图 1） 。虽然艾森曼和库哈斯在方案创作初 始阶段的出发点不同， 但图解都是作为生成工具穿 梭于整个设计过程中， 直至方案最终形成。图解在 国家自然科学基金项目：50908041 作者单位：东南大学建筑学院（南京 · 210096） 收稿日期：2010-04-15 在国内， 图解这样的语汇已越来越多地出现在 期刊杂志、 论文选题和网络论坛上。对相关问题的 探讨在近年来的学位研究论文中也多有涉及， 如同 18 城市建筑|主题专栏|Urbanism and Architecture|Feature-Theme 这里成为方案概念和设计生成过程的生动表达。 时至今日， 信息技术日益革新， 计算机技术凭 借其强大的创造和生成能力， 通过数字图形软件对 信息的操作得到新的图像， 并逐渐成为图解操作和 设计表现的新兴媒介。 图解技术与数字技术相结合， 带来更多难以预测的建筑形式， 其结果是令人惊奇 的。 由于数字技术的介入， 埃森曼的 “事件发生” 和 库哈斯的“社会因素”也许有可能结合在一起， 成 为某种完整的图解过程。 建筑师从操作者变成了控 制者。 所谓的数字化图解正在越来越多的建筑设计 及其表现中如影随形地展开。 运用此类手法的代表建筑师有美国建筑师格雷 戈 ·林恩和荷兰 UN Studio 联合工作室。林恩是数 字设计领域的知名人物， 1999出版的作品集 在 《动 态形式》 （Animate Form）中，他详尽阐述了数字 技术应用于建筑设计的必要性和可行性， 并将图解 与数字技术紧密结合。 林恩的设计过程是先找到每 个项目的限制条件，将它们作为参数输入电脑中， 得到可能的形式范围， 并通过控制动画时间选择形 式。拓扑形、 参数和时间是林恩图解式设计的三要 素。在林恩的设计中， 参数输入与变形一直都是设 计的主题， 而在设计一开始， 他会选择一种合适的 图解③。大多数情况下， 图解依据的是某种拓扑形， 如泡状物、折叠等，而在他的部分作品中也多以动 19 画软件中的粒子系统④作为图解工具， 探讨了一种对 场所力 （一般是人流和车流） 进行更为精准的模拟 的可能性（图 2） 。 数字化图解在很大程度上将建筑设计作为对 功能和自然条件的直接反馈。与传统的 “分析— 综合—评价” 这样一套创作过程得来的设计结果 不同， 动态的数字图解设计过程是通过不断调节各 变量因素的值来获得不同的方案。

传统二维图纸媒 介系统从设计对象和设计过程两个方向， 不同程度 地分化着建筑的设计内容和表现成果， 然而， 通过 从建筑表现方式到建筑设计主要因素的转变， 借助 数字技术媒介参与生成的数字化图解， 将建筑设计 与表现逐渐拉近成为一个有机整体。 三、 数字化设计表现中的动态影像 如果说数字化图解天然具备动态性和交互性， 那么数字化影像带来的则是更具操作性的动态生成 和交互体验方式。 正如林恩所言： “动态 （animation）

的定义包含了形式进化的过程及赋予其形式的力 量。以前， 建筑的静力学特征使许多建筑师对动画 产生抵触情绪， 然而就像微积分给数学带来新的生 机一样， 动画将把建筑从一个静力系统带到一个动 态组织 （dynamic organization） ” 中。 在不断涌现 的数字技术媒介的催生下， 利用动态影像技术辅助 建筑表现的地位也日益提升。 建筑对象所包容的元素之多、传达的信息量之 大，及其所包含的形、色、体、空间、时间、场所 等其他因素之广， 绝非某种单一的传统媒介可以完 整表现。与此同时， 现场体验应是解读的首选， 但

时空的阻隔限制了现场解读的可能， 而二维平面印 刷媒介在对建筑的还原能力和交流能力方面有着明 显的局限， 以至在建筑艺术的传达过程中经常造成 多种信息的缺失和变异，

最终导致人们对建筑的误 读。 数字动态影像作为表现媒介， 在完整性、 真实 性及与表现对象的同一性方面具有长足的优势， 影 像作为建筑艺术的表现媒介， 是对传统设计表现媒 体的补充和修正。换句话说， 影像媒介以其丰富的 手法、 多变的元素拓展了建筑师对建筑体验和表现 的操作范围。 从早期的电影场景到后来的建筑动画宣传片， 再到如今世界各地充斥着的多媒体技术与建筑设 计的结合， 建筑设计表现的互动性在逐渐增强。 谈到 动态影像表现建筑设计， 我们不妨将视野放得更宽、 更广一些， 甚至可从另一个也是借助数字技术而日 新月异的领域—多媒体互动游戏领域来获取一 些借鉴。人们都知道， 游戏得以良好运行的关键在 于引擎质量的高低。 游戏引擎是一套由多个子系统 共同构成的复杂系统，从建模、动画到光影、粒子 特效，从物理系统、碰撞检测到文件管理、网络特 性，

还有专业的编辑工具和插件， 几乎涵盖了开发 过程中所有重要的环节。简而言之， 引擎就是“用 于控制所有游戏功能的主程序， 从计算碰撞、 物理 系统和物体的相对位置， 到接受玩家的输入及按照 正确的音量输出声音等。 从 1992 年第一款游戏引 ” 擎