變化多端的建筑生成設(shè)計法

1、變化多端的建筑生成設(shè)計一對表現(xiàn)未來建筑 形態(tài)復(fù)雜性的一種設(shè)計方法2007-02-26 來源：.切萊斯蒂諾索杜意切萊斯蒂諾索杜文劉建筑生成設(shè)計法是一種針對如何表現(xiàn)未來建筑復(fù)雜性的一種設(shè)計方法。這種 設(shè)計方法基于生物學(xué)的基因理論，利用生成圖碼庫的設(shè)計要素，通過一種可以操作的程序編碼和步驟，讓 計算機(jī)進(jìn)行建筑設(shè)計，將建筑設(shè)計的過程變成一個開放的形象設(shè)計體系，以求充分表現(xiàn)未來建筑的復(fù)雜性。 這種設(shè)計方法的最大特點(diǎn)就是將計算機(jī)真正成為一種設(shè)計工具，幫助建筑師提高建筑設(shè)計的創(chuàng)造與表達(dá)的 能力。我們能夠在西西弗斯與人類之間、或者克隆體與人性之間進(jìn)行選擇嗎？恩麗卡考拉貝拉生成設(shè)計法簡介生成設(shè)計是一種科學(xué)的藝術(shù)

2、創(chuàng)作過程，這個過程能夠通過一種類似生物基因編碼的轉(zhuǎn)換最終形成一種人工 的世界。這是一種設(shè)計活動，目的不僅僅是要獲得一個結(jié)果，更要形成一種可以操作的編碼，在演化過程 中可以產(chǎn)生無可窮盡的變形體。這是一種鼓舞人心的經(jīng)驗(yàn)，借助這種經(jīng)驗(yàn)，我們能夠重讀20世紀(jì)60年代 以前那些采用元設(shè)計方法(meta-design approach)設(shè)計出來的建筑作品，那些作品在生成設(shè)計法中可以 視為一種具體的三維模型，屬于這種設(shè)計法的一個種類。與生成設(shè)計法相平行的設(shè)計方法叫做參數(shù)設(shè)計法。人們使用參數(shù)工具來產(chǎn)生和控制數(shù)量不多的變形體。盡 管參數(shù)設(shè)計法具有易于控制的優(yōu)點(diǎn)，但是，在表現(xiàn)復(fù)雜性和發(fā)展?jié)摿Ψ矫?，參?shù)設(shè)計法不同于

3、生成設(shè)計法。 參數(shù)設(shè)計法在運(yùn)用過程中較多地局限于設(shè)計模型的物件尺寸或者幾何變化。作為一個完整的形體，當(dāng)每一 個物件被附加上特定的維度約束以后，這種形體的變化才能夠被實(shí)現(xiàn)和認(rèn)識。而運(yùn)用生成設(shè)計法進(jìn)行工作 時，雖然每一個三維的物件也要采用參數(shù)設(shè)計法來進(jìn)行，但是，參數(shù)的建立僅僅是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的元素之一， 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生無可窮盡的形象表現(xiàn)場景，這些物件都具有理想基因編碼的特征。所以說，生成設(shè)計 法不是一個最終結(jié)果，也不是一個堆積物件或者形式的數(shù)據(jù)庫，而是一個設(shè)計行為模式的開放矩陣，這個 開放矩陣會把存在于世的東西轉(zhuǎn)換成未來可能看得到的樣子。生成設(shè)計法的特征和結(jié)構(gòu)在于它能把基因編碼變成一個開放的形象體

4、系，設(shè)計過程就好像是在操控一股可 以聽?wèi){擺弄的意識流(fluxus operandi )，隨時能夠把任何一個特征突出的形象作為最終定奪的結(jié)果。雖 然這個形象會與眾不同，甚至不可名狀，但是卻可以被人們輕易地認(rèn)知。最終形象都是互不相同的，都表 現(xiàn)出獨(dú)一無二的個性；但是，最終形象又是互有聯(lián)系的。若把這組最終形象的特征放大去觀察，就會發(fā)現(xiàn) 它們差不多來自同源的基因編碼。換句話說，生成設(shè)計法的設(shè)計作品就像有一個人工的DNA，從每一件設(shè) 計作品中都會被認(rèn)知，因?yàn)樗鼈儙в谢虻挠∮?，那就是設(shè)計者的思想。生成設(shè)計法不僅能夠作為一種技術(shù)手段來操作和發(fā)展，不僅是一種可以利用的工具，它更是一種具有強(qiáng)烈 人文特征的設(shè)

5、計方法。事實(shí)上，生成設(shè)計法的每個步驟均始于設(shè)計者的一種思維或假設(shè)，這種思維或假設(shè) 被視為一個科學(xué)過程，設(shè)計之初就帶有一種主觀的或者想象的未來世界的形象。因此，這種設(shè)計方法決不 能認(rèn)為是一種人手可得的設(shè)計工具，而是應(yīng)該被理解為一種設(shè)計的操作方法(modus operandi)。對于建 筑師、設(shè)計師、藝術(shù)家來講，生成設(shè)計法是可以發(fā)展的，可以發(fā)展成為一種異常靈敏的、有助于進(jìn)行更為 深刻的創(chuàng)造性設(shè)計的工作方法，這是因?yàn)檫@種設(shè)計方法發(fā)現(xiàn)了我們這個技術(shù)時代的工具一計算機(jī)一并與之 有著良好的操作協(xié)同性。事實(shí)上，當(dāng)我們進(jìn)行創(chuàng)造性工作時，我們會意識到我們的思想并不容易被轉(zhuǎn)譯成一個用物件或者圖樣來表 現(xiàn)的結(jié)果。每

6、一個輸出命令僅僅可能是設(shè)計者某種思想的表現(xiàn)，或者是某種思路的發(fā)展。我們設(shè)想并且試 圖來塑造出一個能夠產(chǎn)生不同結(jié)果的完整思路，但是，最終我們獲得卻是綜合的多樣共時性(synthetic simultaneity of pluralities)的東西，也可以說成是示意的差異共時性(schematic simultaneity of differences)的東西。利用復(fù)雜性來創(chuàng)造美麗和諧的世界是可能的，生成設(shè)計法的運(yùn)用是多種創(chuàng)造性思維 的表現(xiàn)，能夠以一種毋庸置疑的魅力表達(dá)設(shè)計者的思想。20世紀(jì)的80年代，我就嘗試著如何把設(shè)計思想作為一種視覺表達(dá)的動力來生成可能出現(xiàn)的結(jié)果，如何使 得這種如泉噴涌的思

7、想能夠把握和操作。設(shè)計的意識流(fluxus)在表現(xiàn)為物件和圖樣之前，它不但能夠 表達(dá)我的建筑理念，還要能夠表達(dá)建筑理念得以實(shí)現(xiàn)的基本邏輯。這種新的設(shè)計方法的特征在于如何展望 未來，如何掌握實(shí)驗(yàn)，操作重復(fù)不斷的演化的設(shè)計過程，建構(gòu)一個復(fù)雜的視覺世界。由于計算機(jī)技術(shù)帶來的好處，可以把一個人的創(chuàng)造思維轉(zhuǎn)換成一種邏輯編碼。生成設(shè)計法需要大量地借助 于計算機(jī)技術(shù)，計算機(jī)善于處理數(shù)據(jù)量大、周期長、重復(fù)性的工作，生成設(shè)計法正好利用計算機(jī)的這一特 點(diǎn)?；靖拍詈臀幕尘袄萌斯せ蚓幋a來制作符合我的建筑理念的場景，這是一個令人激動不已和充滿創(chuàng)造意義的工作。在進(jìn) 行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的過程中，我意識到這種方法可能是文藝

8、復(fù)興時期科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合的時代精神的探索。當(dāng)我 利用計算機(jī)作為探索時代精神的工具時，我碰到許多始料未及的問題，例如幾何學(xué)、透視學(xué)和失真學(xué)的邏 輯，建筑學(xué)的形狀與數(shù)字的編碼，這些都能夠表現(xiàn)基本的文化特征。通過探索這些特征的性質(zhì)以及它們之 間的和諧性，是尋找生成設(shè)計法進(jìn)行建筑方案設(shè)計的路子。和諧編碼不論在文藝復(fù)興時期還是在今天都是一種表現(xiàn)強(qiáng)烈的特征編碼。當(dāng)我們置身于美麗、和諧與統(tǒng)一 的自然環(huán)境中來用鏡子來反映自己的話，每一個人所具有的獨(dú)特的征象就會表現(xiàn)出來，這種獨(dú)特的征象就 是特征編碼。同樣的道理，當(dāng)我們精心制作的人工形體在自然環(huán)境中看起來很可愛，那么，這個不斷完善 的過程就被稱為“生成藝術(shù)”。文

9、藝復(fù)興時期的建筑理論家曾提出過不少建筑法則，例如文藝復(fù)興時期的阿爾伯蒂和帕拉蒂奧，那些建筑 法則是不盡相同的或者是各具特點(diǎn)的，因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)了建筑師本人的思想、印象和想像力。我也在做建筑 方面的效仿，提出自然的復(fù)雜性和物件的簡明性，并且試圖在作品中表現(xiàn)出我的這種建筑理念的獨(dú)特和完 整。為了實(shí)現(xiàn)這種復(fù)雜性和簡明性，就必須建立一個可以操作的邏輯系統(tǒng)，這個邏輯系統(tǒng)要有完整的結(jié)構(gòu)，要 能夠像鏡子一樣反映出設(shè)計者的想法和理念，哪怕是很細(xì)微的想法和理念。首先，復(fù)雜性的表達(dá)不是一蹴 而就的事情。如果我們要描繪出一座城市，我們總是可以采用一種簡化的表現(xiàn)方法，或者在最大的程度上， 采用一種能夠強(qiáng)烈地表現(xiàn)某個特殊的

10、或者某種限定意義的關(guān)鍵方法。皮拉奈西1筆下“卡切利”系列雕 版畫的城市形象，也許就是筆法簡練的城市和建筑復(fù)雜性的最好的視像表現(xiàn)?？墒?，皮拉奈西為了表現(xiàn)復(fù) 雜性也采取了疊加畫面的手法，在一層已經(jīng)蝕刻好的版面上再疊加上另一層畫面，畫面上物體的透視關(guān)系 也往往是不盡相同的，制造出一種含糊不清或者疊加出來的新的理解。這種畫面的特點(diǎn)是把不同時間和情 感的關(guān)系相互混合起來，可是它們之間并不矛盾。復(fù)雜性的實(shí)現(xiàn)總是要在不斷地合成和疊加后才會有結(jié)果，這個結(jié)果是借助一個變化多端的生成過程得來的， 這個過程通常是非線性的。事實(shí)上整個過程并非這樣簡單，復(fù)雜性還取決于設(shè)計者產(chǎn)生想法或假設(shè)的能力， 這種想法或假設(shè)要對應(yīng)于

11、在一個短暫的轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的不可預(yù)見的物件。假如設(shè)計者的想法或假設(shè)是對 未來的一種視覺成像，那么，在系統(tǒng)生成的運(yùn)行中一旦碰到阻礙，就必須克服這些阻礙，巧妙地解開復(fù)雜 性纏繞的結(jié)扣。同時，克服那些不利于提高設(shè)計者對于想法或假設(shè)的視覺識別能力的阻礙，那就是每一個 物件所具有的復(fù)雜特征。2.1生成圖碼庫的結(jié)構(gòu)生成圖碼庫(Argenia)2的結(jié)構(gòu)基本由兩種不同的要素組成，一個是基因轉(zhuǎn)換編碼，另一個是動態(tài)演化 的范例組織，這兩種要素是運(yùn)用生成設(shè)計法進(jìn)行創(chuàng)作的最為基本的內(nèi)容。2.1.1轉(zhuǎn)換編碼生成設(shè)計法的編碼系統(tǒng)就像自然生物結(jié)構(gòu)中的DNA，那是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，控制著生物演化過程中千 變?nèi)f化的復(fù)雜性。換

12、句話說，我們也可以把基因轉(zhuǎn)換編碼看成是一組能夠描繪和確定某種特殊設(shè)計行為的 理念。我在第一年研究結(jié)構(gòu)圖碼庫的時候，對文藝復(fù)興時期的藝術(shù)大師們有了更為深刻地認(rèn)識和理解。生 成設(shè)計法的規(guī)則反映了我對于自然美的認(rèn)識，這些規(guī)則表現(xiàn)了我對于某些特殊的自然結(jié)構(gòu)的主觀迷戀，然 后又將這些特殊的自然結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)譯成了一種操作系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則。然而，這些設(shè)計規(guī)則不是客觀的，也不是產(chǎn)生于哪種哲學(xué)方法?？偟膩碚f，這些設(shè)計規(guī)則表現(xiàn)了我對于和 諧之美的理解，這個理解一方面來源于我個人的社會和文化閱歷，另一方面來源于我讀到的那些描繪自然 和人工世界中各種結(jié)構(gòu)形態(tài)的作品，那些結(jié)構(gòu)形態(tài)竟然能夠產(chǎn)生出一種新的“現(xiàn)實(shí)”場景。其實(shí)，這種做

13、 法與文藝復(fù)興時期的精神和挑戰(zhàn)非常接近，那就是：把對于自然的和諧之美的理解作為一種可以操作的基 因編碼來表現(xiàn)一種人工的世界。在“理想的城市”這篇文章中論述了這些設(shè)計規(guī)則表現(xiàn)出的一種詩意的結(jié) 構(gòu)形態(tài)3。一套具有演化邏輯的轉(zhuǎn)換編碼既源自于傳統(tǒng)文化，又反映出我的個人特征。甚至，它在藝術(shù)的與科學(xué)的方 法之間還存有不可分割的協(xié)同關(guān)系呢！事實(shí)上，我們利用這個復(fù)雜系統(tǒng)的演化邏輯進(jìn)行設(shè)計實(shí)驗(yàn)時，就能 夠?qū)ふ夷切┛赡軐?shí)現(xiàn)的和諧編碼的片斷，追求我們對美的理解。這個非線性的復(fù)雜系統(tǒng)以及它的那些出乎 意料的生成結(jié)果，表現(xiàn)出美學(xué)研究領(lǐng)域中那些似乎無甚關(guān)聯(lián)的東西之間隱含著意想不到的協(xié)同關(guān)系。在尋找和諧編碼的設(shè)計規(guī)則時，我

14、曾利用過多種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，例如幾何編碼、透視編碼、數(shù)學(xué)編碼等， 這些都可以通過計算機(jī)的操作變成可視圖形。更特殊的是，我還利用圖像數(shù)字技術(shù)進(jìn)行編碼的轉(zhuǎn)換，這樣 使我更清楚地認(rèn)識到生成物件在這個復(fù)雜系統(tǒng)中的作用。這個復(fù)雜系統(tǒng)能夠通過子系統(tǒng)的變體和細(xì)部表現(xiàn)， 沿著“優(yōu)先路徑”進(jìn)行轉(zhuǎn)換和演化，暗示了它是對設(shè)計對象在整體和特征方面進(jìn)行范例控制的一種邏輯。 我也曾利用多維細(xì)胞體自動生成系統(tǒng)(MCA, multidimensional cellular automata)編寫設(shè)計規(guī)則，這種 規(guī)則能夠確定生成的建筑場景的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了建立每個單獨(dú)的生成物件，這種人工化的DNA需要一個演化系統(tǒng)，或者說是一種人工

15、生命的演化系統(tǒng)。 這個系統(tǒng)能夠發(fā)展和產(chǎn)生適合我們這個時代要求的復(fù)雜性，目標(biāo)是能將那些復(fù)雜的生成物件最終賦形，使 它們形成城市、建筑、工業(yè)制品。當(dāng)然，僅把能夠產(chǎn)生美妙動人的形式作為目標(biāo)是不夠的，盡管這些形式 表現(xiàn)出來了未來可能環(huán)境中的自然復(fù)雜性，就像貝塞爾曲線4的整體數(shù)字公式中出現(xiàn)的那些不規(guī)則線段。 我的研究要使最終賦形能夠表現(xiàn)出人工的個性化特征，這種個性化特征令人們在現(xiàn)存環(huán)境的復(fù)雜性中“可 識別”。例如，意大利中世紀(jì)保留下來的歷史城市的特征，紐約城市濱海地段的特征，芝加哥城那些20世 紀(jì)初期建筑的歷史特征，香港城中充溢著東西方混合風(fēng)格的特征，凡此種種，不勝枚舉。1986年我開始進(jìn) 行生成設(shè)計法

16、的實(shí)驗(yàn)就是首先從意大利的中世紀(jì)城市著手。2.1.2動態(tài)演化的范例為了對復(fù)雜的物件進(jìn)行賦形，就必須設(shè)計出能夠在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演化過程中使用和指導(dǎo)的范例，這樣產(chǎn)生的 結(jié)果是各不相同的意大利中世紀(jì)城市的典型樣板（圖3、4）。為了能夠做出這么多可以組合的范例，我就 需要像文藝復(fù)興時期的建筑師所做的那樣，對建筑的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分門別類的組織。因此，我建立了一個 系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中建筑的各個物件的關(guān)系是相互嵌套的，這個系統(tǒng)是建筑空間可演化結(jié)構(gòu)和非演化結(jié)構(gòu) 的基礎(chǔ)。非演化結(jié)構(gòu)也是值得重視的，因?yàn)樵谘莼倪^程中它可以完全推翻與其相同的結(jié)構(gòu)。這個系統(tǒng)是按照“生成物件一空間結(jié)構(gòu)”的對應(yīng)關(guān)系制作的，它的周圍設(shè)計了 26個

17、像神經(jīng)元那樣的突觸 （synapse），這些突觸能夠處理那些相鄰物件的拓?fù)浣缑?，這樣，這個系統(tǒng)就有了第27種功能。兩個空 間結(jié)構(gòu)之間的單個直接聯(lián)系最大程度能夠激活9個復(fù)雜界面，這樣，在空間關(guān)系上，每個相鄰的物件之間 在建立拓?fù)潢P(guān)系上就同時有了 1 ： 9的可能性。每一個界面在運(yùn)行演化一轉(zhuǎn)化時可以利用一系列平行的子系 統(tǒng)來生成自己的特征，這些平行的子系統(tǒng)可以同時使用或者相互合成。每個子系統(tǒng)都有對應(yīng)于用物件來說 明和表現(xiàn)的特性，都有一個不同的幾何結(jié)構(gòu)或者類型結(jié)構(gòu)來代表它的特殊性。試舉例說明，對建筑的生成 對象進(jìn)行演化合成時可以采用三種平行的幾何系統(tǒng)，第一種是基于數(shù)字9的系統(tǒng)，例如9X9X9的形體與

18、 黃金分割法的關(guān)系，第二種是基于中軸線與對角線逐次劃分的系統(tǒng)，第三種是基于笛卡爾坐標(biāo)中角度與圓 心關(guān)系的系統(tǒng)，在這三個平行系統(tǒng)的合成和干涉下同時生成出來作品的復(fù)雜與和諧的特性。除此之外，這個系統(tǒng)還有折疊功能，它能夠改變空間結(jié)構(gòu)的拓?fù)潢P(guān)系，讓突觸產(chǎn)生的界面與每個物件剛好 重合。而在折疊功能作用以前，界面與物件之間是分離的。在整個編碼轉(zhuǎn)換的過程中，時間作為惟一的不 可預(yù)知的因素，在演化結(jié)構(gòu)中可能會出現(xiàn)分歧（bifurcation）的決定性作用。每一個生成路徑的起始端在 一開始就設(shè)定了時間量。很明顯，開始的時間總是不同的。伴隨著各自的加速或減速，系統(tǒng)的折疊功能控 制著結(jié)果的不可預(yù)知性。同樣，這種方法

19、使得相同的生成程序無法重復(fù)進(jìn)行，這種獨(dú)特的性能是因?yàn)樯?程序一經(jīng)啟動就具有短暫性，這種性能只有通過調(diào)整或者重新設(shè)置時鐘來產(chǎn)生克隆體時才會被克服，當(dāng)然， 這樣的做法與生成設(shè)計法的主旨是相矛盾的。一旦建筑空間的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組織好了，我就會針對每一個設(shè)計要求來制定一個有條理的計劃來檢查系統(tǒng)的演 化動態(tài)，以使其能夠滿足設(shè)計委托人的要求。具體地引例來講，不論是設(shè)計洛杉磯的一棟多功能的摩天大 樓，還是設(shè)計一個簡單的椅子，都必須運(yùn)用和諧編碼來按部就班的進(jìn)行工作，直至達(dá)到了所要求的目標(biāo)。 對于每一種設(shè)計工作來說，利用生成法來進(jìn)行設(shè)計明顯是一件異乎尋常的（ad hoc）工作，所以，從經(jīng)驗(yàn) 的成熟程度來講，我們還沒

20、有一種嚴(yán)格確認(rèn)的技術(shù)。生成設(shè)計法并非是一個能夠產(chǎn)生各種各樣可能方案的工具，也不適合所有從事創(chuàng)造性工作的人。生成設(shè)計 法的運(yùn)用需要一種主觀目的明確的方法，這種方法能夠?qū)υO(shè)計委托人的特殊要求做出回答，同時與社會的 人文傳統(tǒng)相一致。最有可能的就是制定出一種可以操作的方法，這種操作方法可以通過各種規(guī)則來執(zhí)行， 就像我在教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)探索，這就需要進(jìn)一步的驗(yàn)證了。2.1.3方法和技術(shù) 這里的問題是，生成設(shè)計法能否被認(rèn)為是一項(xiàng)技術(shù)？能否被認(rèn)為是一種類似于我們建筑師常用的CAD那樣 的生成系統(tǒng)？根據(jù)我個人的試驗(yàn)，答案明確是“不” ！其他諸如參數(shù)設(shè)計法、隨機(jī)形式法等，只不過是簡 化了設(shè)計的過程。首先，讓我們來把

21、生成設(shè)計變成參數(shù)設(shè)計來考慮問題，參數(shù)設(shè)計在可能有約束條件的變體參量下僅能產(chǎn)生 被程序化的變化形體，物件不是被生成的而是被畫出來的。接下來，產(chǎn)生的變體不是與可能產(chǎn)生的結(jié)果發(fā) 生相互作用，而是與同一結(jié)果在尺寸大小方面發(fā)生相互作用。因此，這種假設(shè)成參數(shù)設(shè)計的方法只能適用 于復(fù)雜系統(tǒng)的“簡單”部分，這個結(jié)論并非是偶然的。復(fù)雜性不是通過增加、而是通過整合來實(shí)現(xiàn)的。因 為建筑的相關(guān)要素是千變?nèi)f化的，所以，若是利用參數(shù)設(shè)計建筑的話，只有把建筑減少到只是體塊的程度 時才有可能進(jìn)行。無論如何，一個體塊不是建筑，它只表示某個量的體積。要成就建筑，就必須通過設(shè)計 這樣一個階段。在當(dāng)今的全球化時代，這種主觀目的明確而

22、且具有創(chuàng)見性的設(shè)計方法的確能夠打開一扇看 到強(qiáng)烈文化特征的門扉。接下來，讓我們再以隨機(jī)產(chǎn)生形式的方法來考慮建筑設(shè)計的問題，這種方法有許多的支持者，也有不少人 拿它來做實(shí)驗(yàn)。這種方法的理念是讓計算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生出許許多多的建筑形式，建筑師只是在這些建筑形式 中做出選擇罷了。但是，這種方法忽視了生成過程的主觀目的性，而只把它作為一種如何進(jìn)行挑選的方法。這樣就出現(xiàn)了兩個最基本的問題，真正的隨機(jī)狀態(tài)如何產(chǎn)生？對建筑如何做出選擇？對于前一個問題可以這樣考慮，只有當(dāng)形式以及產(chǎn)生形式的思想變得愈發(fā)不可預(yù)測或者令人驚訝的時候才 是隨機(jī)的狀態(tài)。舉例子講，當(dāng)一只瓶子的外緣沿著一根隨機(jī)變化的中軸旋轉(zhuǎn)360度的時候，瓶子

23、輪廓產(chǎn)生 出來的樣子是不可預(yù)測的嗎？設(shè)計者的思想是通過旋轉(zhuǎn)的構(gòu)思和逐次的結(jié)果表現(xiàn)出來的，但是，僅僅拿出 旋轉(zhuǎn)中軸的馬達(dá)類型或是應(yīng)用的約束條件來說明設(shè)計者思想所產(chǎn)生的結(jié)果，能夠讓人信服嗎？無論如何， 這個例子說明了不論生成設(shè)計內(nèi)容的繁簡程度如何，即便是一個極其簡化的系統(tǒng)，都是一個相當(dāng)可觀的矩 陣。另一方面，如果這種可辨識性沒有具體的形象，建筑師何必守在電腦前等著正確的建筑形式出現(xiàn)呢？如果 建筑師真要這么做？那他是在做建筑師要做的事情嗎？我想會有這兩種不同的情況，其一是針對建筑師， 其二是針對委托設(shè)計的業(yè)主。建筑師在業(yè)主的面前擺弄著電腦，不斷地把現(xiàn)存的世界轉(zhuǎn)換成將來可能的世 界，把現(xiàn)存的環(huán)境朝著他

24、的思想方向發(fā)展，什么未來的、美好的、有用的、和諧的等等，面對這種情況， 業(yè)主只能去做選擇。建筑利用電腦工作靜候著他所希望的建筑形式出現(xiàn)，然后他再把這種形式附加上專業(yè) 特征。對于這樣的做法，說到底建筑師還是像個業(yè)主。對于后一個問題可以這樣考慮。不消針對一棟摩天大樓，只是針對建筑在結(jié)構(gòu)、技術(shù)、配置、審美、形式 等方面的復(fù)雜性，時下的設(shè)計方法常常提供的是一種相關(guān)的和綜合的多層面的系統(tǒng)。做出一條隨機(jī)變化的 貝塞爾曲線，無疑是一個有趣的事，我相信我們所有從事建筑學(xué)這個領(lǐng)域的人都會非常欣賞這樣的曲線。 但是，一項(xiàng)建筑設(shè)計就有所不同了，很可能會利用隨機(jī)的方式設(shè)計建筑的外表，或者設(shè)計建筑的內(nèi)部，但 是，我相信

25、有必要在出現(xiàn)的建筑形式上加大表現(xiàn)建筑品質(zhì)和特征的范圍，例如技術(shù)的、材料的、色彩的等 等。目前可供選用的設(shè)計方法嚴(yán)重地制約了建筑表現(xiàn)的瀟灑自如(arbitrariness)o無論如何，前面論述可以認(rèn)為是針對業(yè)主的情況，不是針對建筑師的情況。某種形式之所以被選中，是因 為它令人激動，具有一種特殊的效果。設(shè)計就是在建立和轉(zhuǎn)換那些能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜性的編碼，把設(shè)計者幻境 般的思想編錄成可操作的條理規(guī)則。這樣看來，僅僅利用隨機(jī)這個條件是不夠的。那么，到底什么是生成設(shè)計法呢？它是一種能夠成為最終產(chǎn)品的思想，一種能夠產(chǎn)生無窮無盡的結(jié)果并令 業(yè)主能從這些結(jié)果中進(jìn)行挑選的思想。最終結(jié)果肯定不僅僅是形式的結(jié)果，例如貝塞

26、爾曲線形成的那樣漂 亮的形狀，而是一種具有實(shí)施可能性的直接賦形。因此，生成圖碼庫的建立是要把它作為一種人工的DNA， 作為一種和諧編碼，作為一種可組織的范例，這種范例能夠以動態(tài)的方式檢查設(shè)計環(huán)節(jié)的特殊性。整個系 統(tǒng)的運(yùn)行由轉(zhuǎn)換規(guī)則和控制規(guī)則所決定，轉(zhuǎn)換規(guī)則是一種可以控制的運(yùn)行方式，控制規(guī)則把握著關(guān)聯(lián)、干 涉、合成和諧振等環(huán)節(jié)的運(yùn)行，特別是諧振常常會出乎意料地出現(xiàn)在被激活的演化動態(tài)中。這里一點(diǎn)沒有 數(shù)據(jù)庫的樣子。當(dāng)我們研究達(dá)芬奇繪畫作品的編碼時，我們知道了利用大量不同的創(chuàng)作思想作為試驗(yàn)性 假設(shè)的設(shè)計方法，每一種假設(shè)都限定于一個可操作的方法，而不僅僅是一堆零件的組裝。創(chuàng)新的目標(biāo)一經(jīng) 設(shè)定，科學(xué)的探

27、索總是不斷進(jìn)行的。根據(jù)我的做法，生成設(shè)計并不是把那些預(yù)先設(shè)計好的零件儲存起來，然后拿出來可以進(jìn)行相互交換的設(shè)計 方法，而是一大堆可能的物件在出生、形成、相互合成的過程中在系統(tǒng)中不斷地發(fā)生作用，直至生長成熟， 這種過程與自然的生命現(xiàn)象很相似。不可預(yù)知性并不是固定在隨機(jī)形式的上面，而是與系統(tǒng)運(yùn)行的人工生 命相關(guān)聯(lián)的。人工生命愈是復(fù)雜、愈是不可預(yù)知，伴隨著不同時間的演化，就愈是能夠從和諧編碼的龐大 矩陣中激發(fā)出令人激動的答案。這些答案將大大提高設(shè)計者波濤浪涌般創(chuàng)作思想在特征表現(xiàn)上的明確性和 可識別性。2.2生成設(shè)計的方法人們的創(chuàng)造性活動發(fā)生了變化，不僅僅是因?yàn)槭褂昧诵鲁霈F(xiàn)的數(shù)字工具，更是因?yàn)槿藗儗π?/p>

28、領(lǐng)域的開發(fā)利 用產(chǎn)生了新的哲學(xué)思想。設(shè)計也從重于成形改變到重于轉(zhuǎn)換。思想的表現(xiàn)在開放與包容的程度上向前邁進(jìn) 了一大步。當(dāng)前，各種各樣的音樂變奏曲已經(jīng)偏離了基本主題，在多樣形式并存的情況下，每一種形式都 可以變成一種可轉(zhuǎn)換的模式，甚至是一種思想。今天，我們掌握的技術(shù)工具不會像老式機(jī)器那樣，制造出來一堆一模一樣的產(chǎn)品，而是制造出各具特色的 產(chǎn)品，這是一場新興的革命。在成本相同的情況下，數(shù)字化時代使我們能夠效仿大自然或者手工藝來制造 出獨(dú)一無二的產(chǎn)品。獨(dú)具特色的產(chǎn)品已經(jīng)成為對于當(dāng)今文化需求的一種新的回答，這種文化需求把人們引 導(dǎo)到這樣一個境地，那就是每一個人都希望自己的環(huán)境、建筑、人工制品都能反映出

29、一種獨(dú)一無二或者舉 世無雙的特點(diǎn)?？上?，這種文化需求長期沒有得到正確的估計。在這樣一個時代中，我們發(fā)現(xiàn)了自然界的 生物特征是通過克隆的方式來產(chǎn)生和傳遞的，那么，生成設(shè)計法可以在人工的世界中實(shí)現(xiàn)一種與之相應(yīng)的 發(fā)展趨勢，利用這種方法，通過人工智能、人工生命系統(tǒng)以及高科技，我們能夠再次體驗(yàn)到大自然給予我 們的審美和道德上的愉悅。形態(tài)生成設(shè)計的作品下面介紹利用生成設(shè)計法制作的一些形態(tài)生成實(shí)驗(yàn)作品，我的第一個生成設(shè)計案例開始于1986年，主題是 關(guān)于意大利中世紀(jì)城鎮(zhèn)的DNA，接下來做的是“巴西利卡”軟件。3.1從二維到三維，對轉(zhuǎn)換編碼規(guī)則的理解1984年，我的第一個生成實(shí)驗(yàn)來源于我對一幅歷史圖畫產(chǎn)生的

30、想法，作為一幅二維的筆記式印象速寫，即 使這幅畫很抽象，假如我們很合適地觀察它，我們不能否認(rèn)它是一種具有普遍可能性的三維模型的生成編 碼。這個從二維到三維的過程不是一個自動演化的過程或者演繹的過程，實(shí)際上是一種主觀理解的過程， 這種主觀理解表現(xiàn)出建筑師可能具有的某種思想。在這個想法的基礎(chǔ)上，我制作了一種名為“特拉切（tracce）”的概念軟件。這種軟件利用一套解碼系統(tǒng) 能夠把二維的圖像轉(zhuǎn)換成三維的模型。這套解碼系統(tǒng)的編碼能夠在模糊的狀態(tài)下對圖像進(jìn)行處理，反過來， 它利用透視學(xué)的規(guī)則來表現(xiàn)實(shí)景圖像。假如實(shí)景圖像與“正確的”透視景象相比較時，能夠像藝術(shù)作品那 樣產(chǎn)生一些出乎意料的例外效果，那就更好

31、了！理由就是這些例外效果能夠更容易地產(chǎn)生一系列不同的三 維結(jié)果，而這些三維結(jié)果都是同一幅畫的不同理解。在米蘭工業(yè)大學(xué)，我和我的學(xué)生采用這種方法對喬托、 皮拉奈西、康定斯基以及未來主義的繪畫作品中的圖像做過三維模型的處理。3.1.1模仿編碼一旦采用轉(zhuǎn)換編碼的定義對這些理解進(jìn)行編碼，它們就被用到生成方案GWP（生成婦女肖像的首字母縮寫） 的處理程序中。在這個方案中，可能會生成無數(shù)個婦女肖像的三維模型（圖1）。從我對畢加索作品的理 解角度來看，這么多的婦女肖像都是可識別的。這是一種模仿過程，它認(rèn)為在藝術(shù)作品的構(gòu)成元素之間可 能會發(fā)現(xiàn)的非常密切的關(guān)系。在藝術(shù)發(fā)展的過程中，這是一個非常古老和有用的方法。

32、作為一種模仿編碼， 畢加索可以再繪（re-painted）委拉斯凱茲5，我也嘗試?yán)蒙稍O(shè)計法中的人工DNA的想法來再繪畢加 索。3.2演化的城市個性1988年，我設(shè)計了第一個可操作的城鎮(zhèn)生成方案。在這個方案中，當(dāng)環(huán)境特征的條件增加時，復(fù)雜性就無 法控制。這個方案的設(shè)計利用它本身發(fā)展出來的編碼，可以預(yù)覽到一系列可能產(chǎn)生的場景。第一個案例是 有關(guān)意大利中世紀(jì)典型城鎮(zhèn)的研究，與西蒙涅馬爾蒂尼6和喬托7繪畫中描繪的那些城鎮(zhèn)很相似（圖 2）。這種典型城鎮(zhèn)若作為一種可操作的范例，很有可能再寫出重現(xiàn)這些奇特環(huán)境的規(guī)則。轉(zhuǎn)換定義的邏輯 結(jié)構(gòu)，不論從宏觀到微觀，都控制著物件的演化過程。接下來的實(shí)驗(yàn)我就要面對城

33、市規(guī)劃和設(shè)計中最為棘手的問題之一城市特征。每一座城市都有自己的明 顯特征，這些特征正在我們這個時代里逐漸消失。這就意味著我們不能再把一座具有人類營造環(huán)境的地方 稱之為城市，而只能看成是一個異化（alienation）的地方?？梢钥隙ǖ卣f，城市特征不是某種靜態(tài)的東 西，只是能夠在材料、色彩、形式和結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行表面的分析和交流。相反，城市特征應(yīng)該立足在它的 居民如何看待他們的城市的未來。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，一座由人類營造出來的生活環(huán)境猶如一面反映著他們 主觀愿望的鏡子，反映出這座城市的變化過程，人們?nèi)绾胃脑熳约旱某鞘?，使得城市更加美麗、更加適用 和更加舒適。為了做到這些，就必須強(qiáng)調(diào)城市特征。我再重申

34、一次，城市特征不是某種靜態(tài)的東西，它是 一個開放的過程，好像具有自然生命那樣。說得更專業(yè)一些，它是一個不停地發(fā)生轉(zhuǎn)換的模型。例如威尼 斯城，為了維護(hù)它的城市特征，它就必須遵循這樣的發(fā)展思想，那就是：明天的威尼斯應(yīng)該比昨天的威尼 斯更加威尼斯。通過對于一些具有強(qiáng)烈特征城市的閱讀和理解，關(guān)鍵的問題在于收集制作一種猶如培養(yǎng)基的東西，這種東 西能夠促成形象的動態(tài)化演化，通過一個能夠產(chǎn)生三維可視實(shí)景的生成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，這種形象再現(xiàn)就能夠變 成可實(shí)施的了（圖5）。3.3由巴西利卡生成的公共建筑我設(shè)計的巴西利卡這種概念軟件能夠生成建筑的三維模型，能夠控制建筑的尺寸、材料、技術(shù)以及功能結(jié) 構(gòu)。因此，這種軟件就像一

35、個個人的虛擬建筑工作室（VAO, virtual architectural office）,每個三維 模型都是從“和諧”編碼中生成的，這種編碼的運(yùn)行能夠遵照我個人的建筑理念并且表現(xiàn)出強(qiáng)烈明確的建 筑特征。巴西利卡是一個不斷改進(jìn)的生成設(shè)計系統(tǒng)，十五年來我一直在我的設(shè)計活動中利用每一次做建筑項(xiàng)目的機(jī) 會去使用它?，F(xiàn)在，巴西利卡成為一個真正的虛擬建筑工作室，能夠在實(shí)時的情況下實(shí)現(xiàn)豐富多樣的建筑 三維模型。這些建筑方案具有動態(tài)的畫面，能夠完全滿足業(yè)主的需求。約束條件已經(jīng)不稱其為問題，在具 有人工生命特點(diǎn)的設(shè)計方案中，它反而成為搜捕更為強(qiáng)烈特征的時機(jī)，多少有些像自然界發(fā)生的事情。業(yè) 主的需求愈是復(fù)雜，

36、生成的設(shè)計方案就愈能強(qiáng)化特征和提高品位(圖6、7、8)。建筑不僅要適應(yīng)當(dāng)前的業(yè)主與使用者，而且還要適應(yīng)未來的使用者。要想達(dá)到這樣的目的，只有把那些源 源不斷的生成出來的設(shè)計場景展示給業(yè)主和使用者，給他們提供從中選擇的機(jī)會，才能實(shí)現(xiàn)這樣的目的。 與此同時，出現(xiàn)了另一個有針對性的問題：為了迎合未來城市和居民的遠(yuǎn)大目標(biāo)，建筑僅憑藉著設(shè)計者賦 予的強(qiáng)烈印象就能夠強(qiáng)化城市的特征嗎？為了證明這一點(diǎn)，我就把具有強(qiáng)烈特征的城市設(shè)計作品展示給城 市居民們，聽取他們的反應(yīng)。譬如說到香港，我給居民們展示一系列這座城市的可視的設(shè)計場景，然后向 他們提出一個非常簡單的問題：這些可視場景展示出來的香港，哪一個比過去的香港更像香港？現(xiàn)在看來 人類識別相似性的問題非常簡單，人工手段完全可以模仿天然造化。下面的圖像展示了一系列城市改造的可視場景，香港、紐約、華盛頓特區(qū)、洛杉磯、芝加哥、名古屋。在 這些生成設(shè)計方案中，為了強(qiáng)化城市特征，建筑是利用巴西利卡生成設(shè)計系統(tǒng)完成的。這些場景的圖像都 曾在當(dāng)?shù)卣钩?，以便說明對當(dāng)?shù)鼐用竦挠绊?圖9、10、11、12、13、14)。3.4理想城市最后想再談一下城市。理想城市是一個令人激動的想法，當(dāng)研究集中到反映城市特征的時候，研究的關(guān)鍵 就是如何進(jìn)