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在過(guò)去的幾十年中，高速發(fā)展的數(shù)字技術(shù)逐漸滲透到日常生活中的各個(gè)領(lǐng)域，潛移默化地影響著我們的工作方式、思維程式以及生活形態(tài)。建筑是科學(xué)技術(shù)與人文藝術(shù)的綜合，在漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程中，其設(shè)計(jì)過(guò)程和最終形式不但與人們的思維慣性和藝術(shù)觀念緊密聯(lián)系，同時(shí)也受到來(lái)自技術(shù)領(lǐng)域的影響。每次技術(shù)變革都會(huì)呈現(xiàn)出新的氣象，數(shù)字時(shí)代的到來(lái)也同樣使建筑設(shè)計(jì)面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。數(shù)字技術(shù)的不斷普及與泛化使建筑從形態(tài)、結(jié)構(gòu)到功能都發(fā)生了相應(yīng)的改變，同時(shí)也在不斷地沖擊著原有的設(shè)計(jì)觀念。

一、介入———計(jì)算機(jī)成為設(shè)計(jì)師新的繪圖工具

建筑歸屬為藝術(shù)，早已是無(wú)可辯駁的事實(shí)，德國(guó)哲學(xué)家黑格爾曾說(shuō)過(guò):“就存在獉獉或出現(xiàn)的次第來(lái)說(shuō)，建筑也是一門最早的藝術(shù)”［1］(27)。但我們不能忽視建筑自身的特性，建筑是藝術(shù)與技術(shù)的結(jié)合，具有物質(zhì)與精神的雙重屬性，燦爛的藝術(shù)形式背后需要技術(shù)的有力支撐。建筑在長(zhǎng)期的發(fā)展歷程中，匯聚了大量設(shè)計(jì)師們的智慧與經(jīng)驗(yàn)，形成了獨(dú)特的表達(dá)方式與思維程式。在計(jì)算機(jī)介入建筑設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)師以鉛筆、繪圖板等為主要繪圖工具，用平面的二維圖形表達(dá)三維的立體建筑空間，在不斷的修改與推敲中將藝術(shù)觀念同功能和形式相結(jié)合，創(chuàng)造出了眾多的經(jīng)典建筑。但是，自從計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之后，數(shù)字技術(shù)開(kāi)始慢慢地進(jìn)入了建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。1946年2月世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生，標(biāo)志著數(shù)字技術(shù)已初露鋒芒。當(dāng)然初期的計(jì)算機(jī)性能十分低下，體積龐大功能卻只相當(dāng)于現(xiàn)在的袖珍計(jì)算器。但之后計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷升級(jí)，超乎了人們的想象。1965年，英特爾集團(tuán)創(chuàng)辦人之一的摩爾，提出了廣為人知的“摩爾定律”揭示了半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)工業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)，以指數(shù)形式實(shí)現(xiàn)變革的發(fā)展趨勢(shì)。在計(jì)算機(jī)硬件不斷升級(jí)的同時(shí)，軟件也在不停的更新?lián)Q代。“1963年電腦開(kāi)始具備畫圖能力，將電腦繪圖(computergraphics)的能力應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)，變成了建筑中常聽(tīng)到的第一代CAD電腦輔助繪圖(computer－aideddrafting)。”［2］繼而出現(xiàn)了專門用于建筑設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序———計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAAD，ComputerAidedArchitecturalDesign)，當(dāng)然此時(shí)的CAAD中的“D”實(shí)質(zhì)上還并不是真正意義上的Design，而是Drafting。1975年美國(guó)著名的SOM建筑師聯(lián)合事務(wù)所引進(jìn)了全套的CAAD系統(tǒng)，并應(yīng)用到沙特阿拉伯的吉達(dá)航空港、阿普杜拉•阿齊茲國(guó)王大學(xué)以及一些高層建筑的設(shè)計(jì)當(dāng)中，獲得了巨大的成功，數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的初步應(yīng)用產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。1981年Autodesk公司推出了AutoCAD通用繪圖軟件，通過(guò)不斷的升級(jí)和完善，成為工程設(shè)計(jì)界進(jìn)行CAD二維繪圖的主要軟件和事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)結(jié)合的初期，數(shù)字技術(shù)只是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的一種介入和替代，計(jì)算機(jī)繪圖仍是以傳統(tǒng)的平面圖、立面圖和剖面圖來(lái)表達(dá)建筑空間，交流媒介仍然是紙質(zhì)的圖紙。計(jì)算機(jī)只是建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的一種繪圖工具，但是數(shù)字技術(shù)的逐漸應(yīng)用，也引發(fā)了更多的思考。“到80年代中期，第四代CAAD系統(tǒng)逐漸在建筑師的職業(yè)中站穩(wěn)了腳跟。從那時(shí)起，建筑師開(kāi)始把計(jì)算機(jī)看做是一種工具，并開(kāi)始積極地討論計(jì)算機(jī)會(huì)如何改變他們的職業(yè)。”［3］(26)

二、融合———三維數(shù)字技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)思維的滲透

思維是人腦內(nèi)在的思考程式，是對(duì)現(xiàn)實(shí)間接的和總括的認(rèn)識(shí)和反映。而思維一旦固化形成某種模式，就會(huì)產(chǎn)生難以打破的慣性。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)思維中，建筑設(shè)計(jì)師們習(xí)慣于用二維的圖形來(lái)思考和表達(dá)三維的建筑空間，注重建筑立面的精雕細(xì)琢，而無(wú)暇顧及建筑與環(huán)境及形體之間的關(guān)系。由二維觀向三維觀的過(guò)渡，是一個(gè)艱難的過(guò)程。“在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，設(shè)計(jì)師們?nèi)匀贿\(yùn)用二維平面介質(zhì)來(lái)表達(dá)三維設(shè)計(jì)意圖，雖然工作模型也漸漸滲入到設(shè)計(jì)創(chuàng)作階段輔助創(chuàng)意構(gòu)思，但這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，仍然是表達(dá)滯后于思維。”［4］這種設(shè)計(jì)表達(dá)的滯后，有很大一部分原因來(lái)自于原有表達(dá)方式的保守和技術(shù)的限制。運(yùn)用傳統(tǒng)的繪圖工具只能在圖紙上展現(xiàn)建筑的各個(gè)立面和簡(jiǎn)單的透視效果，而且不便修改和補(bǔ)充。不斷強(qiáng)大的數(shù)字技術(shù)為建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，逐步滲透到了建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)階段當(dāng)中。1990年Autodesk公司推出了適用于小型計(jì)算機(jī)的3DStudio三維視覺(jué)造型軟件，它是3dsmax軟件的DOS版前身。它與Ado-be公司的Photoshop等圖像處理軟件一起，組成了一套較為完備的建筑制圖和表現(xiàn)CAD系統(tǒng)。設(shè)計(jì)師們綜合運(yùn)用各種軟件形成了一種較為完備的設(shè)計(jì)流程:首選利用AutoCAD繪制建筑的平面圖、立面圖和剖面圖，再導(dǎo)入3dsmax進(jìn)行模型渲染，在Photoshop中進(jìn)行相關(guān)的后期處理，最后定稿出圖。計(jì)算機(jī)硬件圖像處理能力的提升和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件的成熟，為建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的便利，與此同時(shí)也對(duì)設(shè)計(jì)思維也產(chǎn)生了較大的沖擊。建筑是典型的視覺(jué)藝術(shù)，它的設(shè)計(jì)過(guò)程倚重于完整的視覺(jué)思維。阿恩海姆把藝術(shù)視為視覺(jué)思維的一種形式，認(rèn)為藝術(shù)具有“創(chuàng)造美”、“和諧”、“秩序”和“完善”等多種功能，而“藝術(shù)在執(zhí)行上述任何功能時(shí)都要有一個(gè)前提:要求藝術(shù)家的大量視覺(jué)思維活動(dòng)。”［5］(372)建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)需要反復(fù)推敲和修改的思考過(guò)程，不僅要考慮到具體的功能空間劃分和平面布置，更是需要整體的宏觀思維。數(shù)字技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)的融合，打破了原來(lái)的技術(shù)限制，將設(shè)計(jì)過(guò)程中本應(yīng)占據(jù)重要地位的視覺(jué)思維加以放大，這對(duì)完善建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程，無(wú)疑是大有裨益的。

三、超越———虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)靈感的充分釋放

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展給人們帶來(lái)了無(wú)盡的想象空間，也為建筑設(shè)計(jì)師掃除了技術(shù)上的障礙能夠大膽的實(shí)踐自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想。建筑是人類生活中的重要活動(dòng)空間，建筑設(shè)計(jì)的最終目的是要在滿足功能需求的同時(shí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人們的藝術(shù)審美等精神訴求。而在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑使用者的感受卻遺憾地缺失了或者只是設(shè)計(jì)者的一家之言，信息的及時(shí)反饋很難實(shí)現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用，則彌補(bǔ)了這種缺憾。虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR)一詞由美國(guó)人JaronLanier于20世紀(jì)80年代初提出。虛擬現(xiàn)實(shí)是一項(xiàng)綜合集成的技術(shù)，涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互、傳感、人工智能等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。它能夠通過(guò)相關(guān)裝置生成逼真的三維視、聽(tīng)、觸、嗅等多種感知效果，并使人自然地參與其中產(chǎn)生交互式體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)這一名詞中存在著“虛擬”與“現(xiàn)實(shí)”兩個(gè)相對(duì)立的成分。虛擬說(shuō)明由VR技術(shù)所建立的現(xiàn)實(shí)并非是真實(shí)的存在，而是一種虛構(gòu)的空間;而現(xiàn)實(shí)則表明這一空間具有現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)感。想象、沉浸、交互是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心特征，這一系統(tǒng)由:作用器件、虛擬環(huán)境發(fā)生器、傳感器件等多個(gè)模塊組成。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)外的建筑領(lǐng)域中得到了初步應(yīng)用。弗蘭克•蓋里是美國(guó)當(dāng)代著名的建筑設(shè)計(jì)師之一，他的設(shè)計(jì)作品造型奇特、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已無(wú)法跟上他奇思妙想的活躍思維，這使得蓋里最終選擇和接受了數(shù)字技術(shù)。在迪斯尼音樂(lè)廳的設(shè)計(jì)中，蓋里將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入其中，利用數(shù)字技術(shù)生成虛擬的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，與各方人員探討復(fù)雜的空間和技術(shù)細(xì)節(jié)。迪斯尼音樂(lè)廳是世界上最復(fù)雜的建筑、結(jié)構(gòu)和聲學(xué)體系之一，它造型奇特，外部由大量的不銹鋼曲面組成，內(nèi)部追求嚴(yán)格的聲學(xué)效果。如此龐大和復(fù)雜的建筑設(shè)計(jì)，如果沒(méi)有數(shù)字技術(shù)的加入，設(shè)計(jì)是很難從構(gòu)思成為現(xiàn)實(shí)的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用相對(duì)較晚，還處在試驗(yàn)發(fā)展階段，但也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前主要在建筑的展示和城市的虛擬規(guī)劃等方面有所應(yīng)用，如建筑的“數(shù)字沙盤”展示、古建筑的數(shù)字虛擬化等等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然還處在方興未艾的發(fā)展階段，但由于強(qiáng)大的技術(shù)特性必將在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用，而且虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還有助于充分釋放設(shè)計(jì)師的靈感。“建筑空間天生就是三維的和沉浸式的;與雕塑或其他只能從外部進(jìn)行觀察和調(diào)整的三維物體相比，建筑可以被居住并在其中漫步。建筑的‘物理’屬性能在沉浸式虛擬環(huán)境中得到最充分的表現(xiàn)。”［6］(154)從計(jì)算機(jī)取代傳統(tǒng)的繪圖板成為設(shè)計(jì)師的數(shù)字化繪圖工具，到三維建模技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)的逐步融合，再到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)原有建筑設(shè)計(jì)方式的顛覆，數(shù)字技術(shù)不但改變了設(shè)計(jì)師們的工作方式，更是深刻地影響著他們的設(shè)計(jì)觀念。建筑設(shè)計(jì)的理論研究者們，也在分析和見(jiàn)證著由數(shù)字技術(shù)帶來(lái)的變革，更有人提出了“數(shù)碼建筑”的概念。“凡是將各類電腦數(shù)碼媒體，關(guān)鍵性地應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中———設(shè)計(jì)概念、早期設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)發(fā)展、細(xì)部設(shè)計(jì)、施工計(jì)劃、營(yíng)造過(guò)程等任何一個(gè)階段或幾個(gè)階段甚至全部的過(guò)程，并因而在功能、形式、體量、空間或建筑理念上有關(guān)鍵性的成果的建筑，均可廣義地視為數(shù)碼建筑。”［7］(8)

四、“比特之城”———建筑與城市的數(shù)字化存在

計(jì)算機(jī)在建筑等領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，使我們領(lǐng)略到了數(shù)字技術(shù)難以抵擋的魅力。而以計(jì)算機(jī)為基本單元相互連結(jié)而組成的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)，更是像一場(chǎng)醞釀已久的風(fēng)暴席卷全球，正在以無(wú)法估量的巨大沖擊力改變著我們生活的各個(gè)方面。互聯(lián)網(wǎng)自1969年誕生之日起就處在高速發(fā)展之中，經(jīng)過(guò)短短幾十年的成長(zhǎng)已經(jīng)逐漸地成為我們生活中不可或缺的一個(gè)組成部分。網(wǎng)絡(luò)的成熟與完善構(gòu)建出了一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界相對(duì)的數(shù)字空間(Cyberspace)，人們以另一種特殊的身份“生活”其中。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷躍進(jìn)，越來(lái)越多的人們思考著由這一社會(huì)性的技術(shù)變革所帶來(lái)的影響。美國(guó)麻省理工學(xué)院數(shù)字媒體實(shí)驗(yàn)室主任尼葛洛龐帝，就對(duì)未來(lái)的數(shù)字世界作了大膽的設(shè)想和描述。以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為代表的數(shù)字技術(shù)不但對(duì)我們?cè)械纳罘绞绞且环N沖擊，而且將影響到人類的生存狀態(tài)。“計(jì)算不再只和計(jì)算機(jī)有關(guān)，它決定我們的生存。”比特將取代原子成為人類社會(huì)的基本要素，“比特沒(méi)有顏色、尺寸或重量，能以光速傳播。它就好比人體內(nèi)的DNA一樣，是信息的最小單位。”［8］(24)比特在傳遞過(guò)程中，不存在現(xiàn)實(shí)中的時(shí)空阻礙，也不存在種類和數(shù)量的限制。尼葛洛龐帝還斷言，基于比特的“信息高速公路”將在未來(lái)的社會(huì)生活中將占據(jù)極其重要的地位，事實(shí)上數(shù)字技術(shù)的蓬勃發(fā)展正在證實(shí)和超越尼葛洛龐帝的種種設(shè)想。“生存”直接關(guān)乎到我們?nèi)粘５纳钚螒B(tài)和思維模式，并與建筑休戚相關(guān)，最終必將影響建筑的功能與形式。與尼葛洛龐帝同屬麻省理工學(xué)院的威廉•米切爾，嘗試全面解析數(shù)字技術(shù)影響下的建筑和城市的新變化。“在這樣一個(gè)時(shí)代，城市的概念受到了挑戰(zhàn)，而且最終必將重新定義。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)像街道系統(tǒng)一樣成為都市生活的根本。內(nèi)存容量和屏幕空間成為寶貴的、受歡迎的房地產(chǎn)。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政治和文化活動(dòng)轉(zhuǎn)移到了電腦化空間。”［9］(104)米切爾相信在未來(lái)我們將不僅居住在由鋼筋混凝土構(gòu)造的現(xiàn)實(shí)城市中，同時(shí)也棲身于由數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)組建的“軟城市”里。在這種城市中“電子人”將成為現(xiàn)實(shí)生活中人類的，而原有的建筑定義也將面臨著解構(gòu)和重組。“當(dāng)我們的身體成為電子人，我們所居住的房屋也在發(fā)生改變。電信系統(tǒng)日益取代通道系統(tǒng)，數(shù)字化信息溶解了傳統(tǒng)的建筑式樣。我們所熟悉的形態(tài)一個(gè)個(gè)消亡。重新組合的殘片隨即產(chǎn)生了新的變體。”［9］(46)米切爾將多種建筑形式同數(shù)字空間中的對(duì)應(yīng)物進(jìn)行了比照分析，例如:醫(yī)院與遠(yuǎn)程醫(yī)療、監(jiān)獄與電子監(jiān)視系統(tǒng)、百貨商場(chǎng)與電子商場(chǎng)等等，建筑將會(huì)因數(shù)字生活空間的完善和加強(qiáng)而被改變，在未來(lái)發(fā)展中的意義顯得尤為突出。數(shù)字化遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)引發(fā)了教學(xué)場(chǎng)所性質(zhì)的改變、計(jì)算機(jī)屏幕上的窗口取代了商場(chǎng)里的展示櫥窗，數(shù)字技術(shù)對(duì)人類生活、學(xué)習(xí)和工作方式的影響，最終也將在未來(lái)的建筑上得到體現(xiàn)。結(jié)語(yǔ)當(dāng)計(jì)算機(jī)成為設(shè)計(jì)師新的繪圖工具時(shí)，數(shù)字技術(shù)還僅僅表現(xiàn)為對(duì)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程的介入，同時(shí)也昭示出“數(shù)碼建筑”時(shí)代的到來(lái)。建筑是典型的三維視覺(jué)藝術(shù)，其設(shè)計(jì)過(guò)程偏重于由完整的視覺(jué)思維獲得啟發(fā)和靈感，而在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中形成了以二維平面圖形來(lái)表達(dá)建筑立體空間的思維慣性，這在一定程度上限制了設(shè)計(jì)師藝術(shù)靈感的發(fā)揮，設(shè)計(jì)表達(dá)明顯滯后于思維。計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)的成熟與發(fā)展彌補(bǔ)了這一缺憾，數(shù)字技術(shù)逐漸融入建筑設(shè)計(jì)過(guò)程之中，促使思維與表達(dá)趨于同步。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在一定程度上超越了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，為建筑設(shè)計(jì)師建構(gòu)了更加自由的靈感釋放空間。由計(jì)算機(jī)相互連結(jié)而構(gòu)成的數(shù)字空間，不斷地改變著人類的生活形態(tài)和思考模式，而由這種社會(huì)性的技術(shù)變革所帶來(lái)的影響也將在未來(lái)的建筑中得到體現(xiàn)。數(shù)字技術(shù)的變革不但完善了建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程，而且對(duì)設(shè)計(jì)觀念也產(chǎn)生了一定的影響。