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3D技术引领建筑设计理念转变

文章来源:yiju 作者:frank 发布时间:2009年12月31日 点击数: 字号:

一、前言
数位时代的展开,今日我们生活方式随著资讯互动、流通、整合的过程,而迈入新纪元。由於,全球资讯网路的建立改变了现今人们沟通媒介,使人与人之沟通互动因数位化来临,跳掉过去传统中传递时间及工具的限制,沟通是更为快速、简便的方式。随著数位化,也使各专业领域的发展在专业技术及操作方式有不同的面貌,以建筑领域来说,在建筑设计的发展从过去2D平面至3D模型,甚至於未来建筑设计之虚拟实境建构,早已成为势不可挡的趋势,这一路设计发展的过程中,除了操作方式转变外,设计思考因设计媒材不同所产生的设计问题也相互有差异,面对未来建筑设计在虚拟实境这一方面探讨,我们如何透过其设计媒材的不同,使人与人、人与物、物与物之间互动结合更为契合,其为本文想探究的课题。对此,本文分为四个部份渐而讨论,从建筑设计方式发展概略,进而讨论过去与现在设计媒材对其操作上之比较,最后针对在现今建筑设计之虚拟实境建构的特点及问题的讨论,以探讨未来建筑设计发展在朝向数位环境建构中设计与媒材的结合。

二、现况建筑设计发展
建筑设计发展与设计操作所呈现的方式即设计媒材(工具),这两者彼此是紧紧相扣,有相辅相乘的关系。於过去,设计呈现方式为传统2D平面绘图的表现及沟通方式,进阶至平面3D透视图的纸上设计呈现,再借助模型的建立,使设计在操作过程的思考更能掌握其空间感受。随后,电脑辅助工具的出现,起初它只停滞於设计表现的工具,所著重在多媒体包装,成为与客户沟通工具而已。但现今电脑辅助设计工具,就如其名渐而成为新一代设计的操作方式工具。

电脑辅助设计工具不再只是多媒体表现形式,而是逐渐被广泛应用建筑设计领域中成为多媒体表现、跨领域整合、互动模拟及设计思考等设计媒材,如电脑绘图、3D模型动画等,其媒材可结合物理环境、结构等建筑相关领域操作,并模拟与使用者及环境互动状况,进而跨到整合都市计画,如交通、防灾、生态环境等领域。因此,建筑设计的数位化来临,促使建筑设计朝向新的思考向度发展,除了使空间形式跳脱传统思维2D的局限外,藉由设计媒材来虚拟环境,使设计者在思考空间中更能增进人与环境的互动。
不过,电脑辅助设计之操作方式,相对使设计呈现的方式在设计表现形式思考上有一定的影响(赖宗德,1996)。因操作媒材不同,在设计思考的过程及呈现的形式也相对迥异,无形中传统的设计思维需面对其考验,因认知空间的操作向度不同以往状况下,如何去转换或渐进其设计过程思维。

三、2D与3D建筑设计操作方式之比较
设计创作方式从传统绘图2D至3D电脑辅助设计之操作过程转换中,电脑辅助设计最初以辅助2D绘图,使设计产出更具效率,而至3D虚拟模型建立於数位空间,将多媒体表现进阶为设计操作方式。2D与3D两者不同设计媒材也使操作空间设计时,所形成结果有不同的趣味表现。

以2D传统工具来说,其设计媒材所提供环境特质,使设计者在设计思考需从平面机能至空间形体塑造,需藉由思维不停的反覆摸索来产出。其设计过程中,通常有直觉、跳跃式的思考而生,并具有拼贴的操作方式,最后形成空间形式所表现的内容是形式简单、内涵复杂,而一路上设计的表现方式是绘图、观看、绘图的沟通。

相对在3D数位工具方面,其提供环境特质是无重力、去物质、视觉化且即时互动的创作环境(张国钦,2000)。对此,设计者在设计过程有别於2D方式,操作设计上其过程需清淅、具逻辑思维,设计是具程序、步骤的迈进。因过程是循序而生,所形成空间形式内涵无形中於过程被简化,但在形体表现更为繁复、多变。而过程是浏览、编辑、浏览的资讯表现方式。

从上述发现,2D与3D建筑设计操作方式因其环境特质不同,使其设计操作过程中的设计思维也互有差异。若这两者在操作过程中,其设计思维的方式相互混淆,於后在空间形式的掌握表现上可能突显出失控或模糊的状况,因此如何植入设计使其具有深层内涵,先前在设计媒材的应用必需得了解两者不同设计思进行方式,学习两者在设计操作的知识累积差异性,才能使设计时更能掌控不同设计媒材。

四、未来建筑设计之虚拟实境建构
电脑辅助设计中虚拟实境建构,近来这方面之媒材在建筑设计应用上快速发展。邱尚孝(1997)针对辅助建筑设计的虚拟环境建构中,提到虚拟实境是以其3D的、互动的独特表现形式来建构一个虚拟环境,它是作为人与电脑沟的媒介,其所依据的模式是人感知环境的方式与自然的动作模式,藉人与环境的互动模型自然引发建筑应用上的想像,其应用的概念主要有两种:其一,作为一种新的操作介面,将设计概念转换为具体三度空间的表现形式。其二提供传统建筑表现工具所无法虚拟营造和足尺模拟。对此建筑设计之虚拟实境与传统绘图方式,两者设计媒材最大不同差别,因虚拟实境既然是将设计概念作为转换,这意味著在建构设计的环境及使用行为等皆需被数位化,而设计操作过程也需程序化、电脑化。这使得虚拟实境必须花更多时间来完成设计,因设计过程是以一种类似堆积木的量体组合方式来完成,其优点是在於具体三维的视觉感受,这方式更有助於在处理空间的安排及利用,但相对的在操作过程中,可能无法如传统绘图方式能产生更多的替代方案可选(吴铭辉,1998)。

五、结论
建筑设计发展於未来上在虚拟实境的应用已成为趋势,藉由虚拟实境使人与环境更互动为其最大的价值,但虚拟实境所形成问题,在於先前系统在设计环境建构上需被数位化,因随著生活方式的改变是否需调整系统,因不同变数则易使产出的结果相互各异,例如生态环境、都市计画发展等模拟皆需考量其变数因子问题。

再者,虚拟实境操作过程较缺少替代方案的选择及评估系统,就评估系统之建立是希望虚拟设计不致停滞於空间表现上,而是考量到空间与环境、空间与人的结合,如现今环境影响评估或建筑用后评估等,前者考虑先前环境条件,后者放入使用、时间等效能评估。最后,针对现今建筑设计运用虚拟实境,在操作设计媒材过程得需建立一定设计知识及空间认知,如空间形式、使用行为、空间机能等设计概念训练,以免在操作设计媒材时空有形体而无实质内涵。 

注释:
1.虚拟营造:试图结合真实的空间营造行为与虚拟实境的应用概念,创造一个环境建构的虚拟环境(邱尚孝,1997)。

2.足尺模拟:指虚拟实境技术可以让我们居住於电脑模型之中,以正确的尺度关系来评估设计(邱尚孝,1997)。

3.虚拟实境(Virtual Reality,简称VR)就是利用各种软应体来「操控」感觉器官接收的讯息,藉助大脑建构「事实」的能力创造出假亦真时真亦假的幻境,也就是利用高科技制作出来一个时域或空域可变的虚拟世界,使人可沉浸於此拟真环境中,并可和当中的虚拟物品、人物互动,与其他电脑技术最大的差异点就在互动性的产生,亦即人机之间产生回馈作用。因此,伯第亚(G. Burdea)提出Immersion(融入)、Interaction(互动)和Imagination(想像)就成为虚拟实境的三大概念。

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