圖形的生成與轉(zhuǎn)換

建筑圖形的生成與轉(zhuǎn)換圖1安藤忠雄的光明教堂草圖圖1安藤忠雄的光明教堂草圖圖片來源：安藤忠雄作品集作者：安藤忠雄摘要：“圖形”“圖式”“圖像”是人們對另一個(gè)世界的幻想工具。建筑設(shè)計(jì)者在不同的過程中，透過不同精密程度的圖和模型，將個(gè)人存在腦中抽象的設(shè)計(jì)理念，一步一步具體地呈現(xiàn)出來，為的是能清楚地表示出未來實(shí)際建筑物在真實(shí)環(huán)境中的樣子。這些形形色色的圖形要求設(shè)計(jì)師更真切地設(shè)計(jì)出多重感覺的建筑體驗(yàn)，使普通人都能身臨其境地感受到尚未建成的建筑的一切。關(guān)鍵詞：圖形、建筑、過程、設(shè)計(jì)1“靈動的草圖”圖2艾森曼運(yùn)用草圖演繹6號住宅生成過程圖片來源：housesofcard作者：艾森曼圖2艾森曼運(yùn)用草圖演繹6號住宅生成過程圖片來源：housesofcard作者：艾森曼①工具簡單、方便快捷，有利于作者迅速撲捉主要概念、新鮮的印象。②角度選擇自由，可作正投影、軸側(cè)、透視多方面分析。③形式研究方面：草圖可以使設(shè)計(jì)師自由的從基本概念入手，深入的研究對象形體的特征、轉(zhuǎn)折、穿插、透視以及內(nèi)外輪廓線的關(guān)系。（圖4-1-6）?？焖俨蹲交久靼?、光影、量感、空間感、質(zhì)感等?？焖侔盐栈旧{(diào)、色彩對比。④空間方面：功能、流線分析，空間關(guān)系，文脈，地形等。⑤技術(shù)方面：可精細(xì)的表現(xiàn)出材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、以及節(jié)點(diǎn)大樣。⑥設(shè)計(jì)師根據(jù)內(nèi)容和自己的喜好，自由使用線條、色塊、圖表、文字等方式。（圖2）。2模型的“真實(shí)性”草圖的最大特征是可以幻想，但卻是在一個(gè)抽象且經(jīng)常不易明白的層面上，以圖解的元素將線條和平面具體表現(xiàn)，一些潛在的解決方法可能會被忽視。而模型則是以建構(gòu)的元素——體量、片板、支柱將我們的空間想象呈現(xiàn)出第一次具體的轉(zhuǎn)化，可以使人們更接近設(shè)計(jì)想法的實(shí)際。借助模型設(shè)計(jì)師推敲建筑的內(nèi)部或外部的造型、結(jié)構(gòu)、色彩、表面肌理及光線等可使建筑體的各個(gè)角度都能更準(zhǔn)確地觀察到。模型還可推進(jìn)創(chuàng)造過程，將三維空間完整地分層次展現(xiàn)出來。圖3起草圖作用的概念模型圖片來源：圖3起草圖作用的概念模型圖片來源：模型新概念圖4圖片來源：法蘭克·圖4圖片來源：法蘭克·蓋里將二維所描繪的造型和空間轉(zhuǎn)化成立體的型式，這一過程無疑有趣而刺激。把草圖和效果圖被升華成三維的形式，概念模型將二維空間的透視圖轉(zhuǎn)變成三維實(shí)體，其中的地點(diǎn)、位置、氣候和環(huán)境之間的相互關(guān)都要經(jīng)過深思熟慮。這種轉(zhuǎn)化不是電腦所能完成的，這源于空間轉(zhuǎn)換在設(shè)計(jì)進(jìn)程初期產(chǎn)生的一種特殊的“魅力”。（圖4），弗蘭克·蓋里以他的高度敏感和雕塑方式來處理建筑的設(shè)計(jì)方法而聞名。蓋里認(rèn)為其對建筑實(shí)踐的主要貢獻(xiàn)是將自己研究的形和圖像直接變?yōu)榻ㄖ?，正是通過特有的眼手協(xié)調(diào)，在轉(zhuǎn)型的過程中把草圖變成模型，模型變?yōu)榻ㄖ?。他的許多構(gòu)思直接來受繪畫和雕塑的啟發(fā)，建筑成為他思考和處理材料、空間與藝術(shù)造型的體驗(yàn)。蓋里感興趣的是把繪畫放進(jìn)另一個(gè)領(lǐng)域時(shí)出現(xiàn)的問題。當(dāng)三維空間里并列一組形體，如何解決建筑中的問題?！芭c在空間中排列不同，靜物畫中最有意思的是物體間的距離和關(guān)系是靈活的，是形成立體雕塑的過程?！蹦Ｐ筒⒉灰馕吨鴥H僅再現(xiàn)平面的內(nèi)涵，也不是表現(xiàn)外觀的尺寸和體塊的組合。它的作用是嘗試方案的各種可能性。模型的這種特殊性將建筑構(gòu)思順其自然地制成卡紙模型，在三維空間中捕捉繪畫靈感。這是模型的精粹，它們能展示出所有形體的空間特點(diǎn)、質(zhì)感、色彩，最重要的是活力。模型能捕捉構(gòu)思的本質(zhì)，將人們引入設(shè)計(jì)概念的核心。3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖5圖片來源：諾曼·圖5圖片來源：諾曼·福斯特作者：大師建筑編輯部①可行性分析、項(xiàng)目投標(biāo)運(yùn)用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信息處理能力的巨大優(yōu)勢，對工程項(xiàng)目的可行性和合理性進(jìn)行分析和預(yù)測，以避免決策上的重大失誤。②概念設(shè)計(jì)、造型構(gòu)思建筑師是依靠自己的空間想象力和借助簡單的示意草圖來進(jìn)行方案構(gòu)思和造型設(shè)計(jì)具有很大的局限性。計(jì)算機(jī)技術(shù)可以給建筑師提供一個(gè)強(qiáng)有力的智能工具，包括編輯、儲存、虛擬等數(shù)字化手段，幫助構(gòu)思建筑的三維體型、空間、造型、色彩和質(zhì)感效果。并能同時(shí)與周圍的真實(shí)環(huán)境結(jié)合起來考慮設(shè)計(jì)方案（圖4-1-5）。③擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)在深入的建筑設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算機(jī)軟件可以對設(shè)計(jì)中的各種指標(biāo)進(jìn)行量化。可以采集的設(shè)計(jì)指標(biāo)、屬性或功能活動關(guān)系進(jìn)行分析和評估，并通過人機(jī)交互的方式進(jìn)行反饋修改，形成交互式人機(jī)優(yōu)化循環(huán)。④設(shè)計(jì)制圖、技術(shù)文檔利用建筑CAD，建筑師可以生成或修改建筑設(shè)計(jì)圖。圖形能任意移動、旋轉(zhuǎn)、縮放和拼接，能自動標(biāo)注尺寸和圖標(biāo)。建筑師可以按不同工種和內(nèi)容分別存貯有關(guān)建筑設(shè)計(jì)信息在不同的圖層中。又可以按需要任意選取不同的圖層內(nèi)容進(jìn)行組合輸出，生成各種施工圖紙。設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有統(tǒng)一的方案數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，記錄、存貯設(shè)計(jì)方案全部設(shè)計(jì)信息。它保證了不同設(shè)計(jì)工種在工作上的協(xié)調(diào)一致。4CADCMA1999年國際建協(xié)北京大會上，特里·法雷爾認(rèn)為誰掌握CADCAM設(shè)計(jì)方法，誰就會成為實(shí)踐中的佼佼者。這種方法就是先將草圖或筆錄形成設(shè)計(jì)概念，然后在三維空間中推敲方案，最后在電腦中分析和解決問題。一旦這些實(shí)體模型的任務(wù)完成之后，他們就被掃描入電腦，模型以點(diǎn)或線的形式再現(xiàn)出來，再以這些數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，模型的表面造型就生成了。設(shè)計(jì)師利用這些電腦模型就可以打破常規(guī)創(chuàng)造新的造型。圖6圖片來源：作者整理圖6圖片來源：作者整理1996年為巴塞羅那的UIA大會設(shè)計(jì)的一條魚。最初的概念模型是用軟木框成的。然后被輸入計(jì)算機(jī)。在機(jī)算機(jī)內(nèi)部，有兩個(gè)模型同步地得到加工一個(gè)是用于視覺分析和表現(xiàn)的表面模型，另一個(gè)是用于結(jié)構(gòu)分析的線框模型，建筑師主要工作于表面模型之上，而與之配合的結(jié)構(gòu)工程師則將線框模型用于分析軟件中。當(dāng)計(jì)算機(jī)三維模型最終確定下來后，這個(gè)數(shù)字化的模型被傳遞到西班牙當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)工廠，該工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)建造魚的全部構(gòu)件。施工所用的鋼結(jié)構(gòu)框格、圍護(hù)板材全部根據(jù)數(shù)字化模型進(jìn)行劃分、定型，編號，最后施工時(shí)安裝的依據(jù)也是由計(jì)算機(jī)模型給出的。整個(gè)設(shè)計(jì)與施工的過程幾乎沒有用到傳統(tǒng)的圖紙，包括施工圖。蓋里認(rèn)為：“計(jì)算機(jī)上的影像會導(dǎo)致思想靈感的損失?！彼运脑O(shè)計(jì)是從流暢的草圖和工作模型開始的，這些原型被掃描后處理成數(shù)字表面模型，然后運(yùn)用技術(shù)使之成形并立起來。蓋里并不像英美的技術(shù)愛好者那樣，熱衷于工程嚴(yán)格性和忠實(shí)于通透結(jié)構(gòu)。按照純化論者的說法，他的建筑的表面隱藏著所有嚴(yán)格的細(xì)部模式。軟件使蓋里可以逐步構(gòu)思更精細(xì)的雕塑形式。5純計(jì)算機(jī)元素的表現(xiàn)純粹表現(xiàn)計(jì)算機(jī)元素，表現(xiàn)的是計(jì)算機(jī)中的虛擬空間模型，其代表是諾瓦克等人的“超建筑”實(shí)踐?！俺ㄖ钡脑鉃椤俺浆F(xiàn)有建筑的建筑”，按照諾瓦克的解釋，超建筑具有兩重的特性一方面，它是在網(wǎng)絡(luò)空間(Cyberspace)中的“建筑”，能夠在網(wǎng)絡(luò)上以數(shù)字的形式傳遞。另一方面，它在現(xiàn)實(shí)的生活中體現(xiàn)為電子產(chǎn)品所輸出的界面。（圖7），在諾瓦克的理論中，這種“超”有3個(gè)方面的意思：圖7圖片來源：作者整理①“超建筑圖7圖片來源：作者整理②“超建筑要表現(xiàn)人類對自然，宇宙的最新認(rèn)識，而不是僅僅作為人的社會行為的載體”從這個(gè)角度上講，“超建筑”是一種“更純粹”的“建筑”。③“超建筑”是突破了三維空間的“建筑”，是多維的“建筑”。“超建筑”落實(shí)到形式上的東西實(shí)際上是對造型、渲染與圖像處理軟件綜合運(yùn)用的結(jié)果。諾瓦克及其追隨者以這些軟件產(chǎn)生的結(jié)果——三維的造型、剪貼的圖片等作為建筑元素，直接在計(jì)算機(jī)中構(gòu)筑空間。對這些空間的體驗(yàn)當(dāng)然也是通過計(jì)算機(jī)操作完成的，像多數(shù)包含多媒體技術(shù)的虛擬空間實(shí)驗(yàn)樣，“超建筑”的作品也是種“電子游戲”。這些電子的空間構(gòu)成目前雖不能被實(shí)際建造，卻能在屏幕上交互性地訪問，比起以前那些純粹的造型研究更進(jìn)了一步。小結(jié)圖式表現(xiàn)是建筑師將構(gòu)思形象化的必要手段，它直接指向了建筑學(xué)的本質(zhì)問題：空間、結(jié)構(gòu)、序列。實(shí)際上，利用圖式的操作方式可以引發(fā)更多的創(chuàng)造力。這種與概念“靠近”的想法源自于童年時(shí)代的遐想，是我們與建筑之間最簡單、最密切的交流方式。草圖、各類計(jì)算機(jī)軟件與模型材料總是與建筑材料有所不同，但它卻能為我們提供一種相對真實(shí)的空間實(shí)際感覺。各類圖式制作的構(gòu)造方式也能影響到它所反映的建筑特點(diǎn)。采用不同的表現(xiàn)工具或?qū)嶒?yàn)性材料而最終形成不同的設(shè)計(jì)，兩者之間始終存在一種內(nèi)在的聯(lián)系。這既體現(xiàn)在實(shí)踐中也體現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中。建筑形式最終是兩者的折衷。參考書目齊康，個(gè)性與創(chuàng)意，華南理工大學(xué)出版社，1994劉先覺編著，現(xiàn)代建筑理論，中國建筑出版社，1999彭一剛著，建筑空