埃琳娜·曼費爾迪尼工作室學生作業

美國南加州建筑學院

在埃琳娜·曼費爾迪尼（Elena Manferdini）[1]的工作室中，學生都以不同的方式參與其中，3種不同的參與方式為：第一種是由指導老師主控，主導思想和設計方式都由老師決定，體現為個人化作品，而學生的參與方式是協助老師完成最終結果。這種方式往往能夠使得最終結果具有相當的深度，以至于學生無法單獨完成。在這個過程中，學生主要通過觀察老師的工作過程而得到學習；第二種方式是通常意義上的工作室的方式，老師設定設計課內容，由學生完成，老師起指導作用；第三種方式是老師以教授公共課的方式，設定某個研究課程，學生分組進行實驗并積極參與討論。每組的實驗內容不同，最后匯總形成一個豐富的多方面的結果。最終結果共享給所有的學生。由于他們每組的工作內容都不同，他們渴望看到其他組的工作，使得他們更大程度上相互學習。第一個作品“超出媒介”是一個個人化設計的裝置，但由學生幫助建造組裝。第2個作品 “2GBX_”是埃琳娜在美國南加州大學建筑學院的學生工作室中，指導學生完成的?！熬C合”是埃琳娜在美國南加州大學建筑學院指導的一門視覺研究研討班，學生分組完成并匯總成最終結果。

1 線狀原始腳本、三維化、最終模塊圖案

2 最終“視覺墻”

3 墻面產生的豐富的光影效果

超出媒介/Beyond Media

學生：Loke Chan; Christy Coleman; Robbie Eleazer; Sona Gevorkyan; Kristofer Leese; Jaitip Srisomburananont; Jairo Vives

指導教師：Elena Manferdini, Alexis Rochas

“視覺墻”由南加州建筑學院的一個學生小組建造，他們做了成本預算、結構分析、展開墻面并用激光切割墻體。學生在工作室積累了豐富的經驗，并更好的理解了設計和建造之間內在的邏輯關系?！耙曈X墻”是關于腳本、建造與新材料影響力的眾多研究中的一部分，埃琳娜·曼費爾迪尼和亞歷克西斯·羅查斯在以上這些研究領域的建筑教學方面處于領先地位?！耙曈X墻”的組裝過程與埃舍爾的插畫沒有什么不同，也遵循一般的“平面鑲嵌[2]”原則。鑲嵌“Tessella”本意是指由小的玻璃片組成的馬賽克。

構成“視覺墻”的組件是通過運行腳本獲得的。沿著既不重疊也無縫隙的墻做軸向平面運動，將獲得的兩組原始數據混合起來，構成腳本。構成組件的每個單元的尺寸和韻律通過一個基本的全柵格確定。這個腳本不是基于逆矩陣算法的原理（即依靠兩個模塊平鋪出整個平面），而是遵循從一個單元到另一個單元的線性變形。因此，柵格內的每個組件之間是完全連鎖咬合的，但與周圍的組件又有所差異（圖1）。由于這種差異，最終的數學圖示呈現出了圖形的可視性與數學邏輯之間的張力。這些最初的二維平面單元之后被用來創造出三維的單元系統及布爾運算開口，并由這些構成了最終的“視覺墻”（圖2）。

建造“視覺墻”的塑料先被鍍上一層3M公司的輻射薄膜（這種薄膜具有表面偏光處理的作用，貼膜塑料隨著觀察角度的不同而改變顏色），然后才用于搭造組件。墻面經過復雜的幾何切割，并鍍上了光學材料，最終創造出迷人的反射與色差效果。墻體周圍的圖像經過墻體切割面的反射，切割面上的光影相互映射疊加，產生了一系列深淺不同的迷人的光影畸變（圖3）。

4 場地位置：日本東京東京表參道大街

5 平面、剖面圖

6 最終渲染圖

7 模型

時尚博物館/2GBX

學生：Jiahao Lu , Thomas Cheng

指導教師：Elena Manferdini, Marcelo Spina,Tom Wiscombe

該項目位于日本東京港區青山街道的表參道大街。這條特殊的大街聚集了世界上最好的時裝公司，其中坐落著著名建筑設計師如安藤忠雄、伊東豐雄、MVRDV、赫爾佐格和德梅隆等設計的建筑。因此，表參道大街是一個時尚博物館，這一地點與高級時裝和設計界密切相關（圖4）。

因此，這次挑戰包括設計一座100m高的塔式博物館，它將成為東京的新地標。博物館中設有20世紀時尚發展史的展區。

2GBX工作室分為3個部分。主題、整體概念、工具與技術在整個工作室是一致的。3個部分之間的組織結構、項目進度和設計精神共享，積極地促進了3個部分之間的互動與交流。然而，工作室在部分方法上的差異是期待和希望能夠在當代建筑實踐的一個特定階段內，增加對于不同角度但又相互關聯的理念的積極認識。

工作室的運作類似于一個小的研究和設計單位，而不是常規的設計工作室。學生將在工作室中針對具體項目獨立完成工作。項目組最多由2－3人組成，組員在工作室的同一部分工作。每一周或兩周，工作室會組織氣氛活躍的論壇，供大家討論和協作。

這個項目使用“腳本處理”作為創造建筑聚集型的表皮的基本設計方法。它是對于建筑表面流體流動行為——三維等值面特性的研究。腳本通過定位特定的點來創造等值面，并最終生成建筑形式。當目標點位置被確定后，表面就得到了延展。表面根據目標點的位置被合并到一起，從而構成更大范圍的表面。作為設計策略，表面的形成方法“聚集” 被用作建筑的建構計劃。等值面成為內外空間的邊界（墻系統）。外部和內部結構框架的形成和花板的設計均是基于等值面拓撲生成。外墻系統和聚集型的表皮共同創造了連續的整體，通過等值面拓撲生成的方法，成就了優雅的造型（圖5－7）。

綜合/Synthetic

學生：共有28位同學參與課程。學生分為若干小組，兩人一組。每組的實驗對象不同，大的方向分為水果、羽毛、動物皮膚。

指導教師：Elena Manferdini

這個研討班的目的是通過發明新品種的人工材料，探索建筑物表皮的可能性，以產生不同的效果。學生們通過研究人工合成材料，尋求文學情欲、視覺想像的效果，通過研究、模擬和數字化的過程都被當做創新設計的媒介。通過三維掃描調整材料的肌理、凹凸和顏色，之后變成主要的設計素材。圖紙成為展示人工材料的細節的手段，而不僅僅是建筑表現的工具。掃描充當了一種新的繪圖方式，是收集物質切片和三維信息的手段。

學生們在研習班開始時，學習掃描動物、植物、水果表皮的幾何圖形。三維掃描儀分析現實世界的物體，收集相關物體形狀和外觀的數據，其所收集的數據可以用來構建數字3D模型。通過掃描物體表面的過程，學生能夠收集被掃描物體表面的幾何變量的點云數據，之后這些點云數據可用來推算物理的形狀和紋理。三維掃描的圖像呈顆粒狀的視覺效果，空間中的每個坐標系類似于像素和模型的關系，由點[3]構成，對細節具有高水平的復雜描摹和限定。

學生們利用綜合數字處理技術進行設計和建造。他們獨立工作，在精心編排的一系列實驗中，利用3D掃描材料與數字化設計同步進行。

學生們利用從動物表皮掃描得到的肌理特性，結合使用幾種實驗性的軟件技術（如瑪雅建模和Z-brush[4]軟件）以及加工制造技術，衍生出新的方法，用以創造高度鉸接式的表皮。□（國家自然科學基金資助，項目批準號51078218，靳銘宇 編譯，劉穎慧 校）

8 用角瓜作為研究對象進行掃描并三維化，并最終實體化

9 SCI－Arc的激光掃描儀

10 在UNIBO工程系使用美能達掃描羽毛

11 Zbrush 軟件界面

注釋：

[1] 埃琳娜·曼費爾迪尼女士在過去的8年中除了領導設計實踐，一直在美國南加州大學建筑學院執教，為本科生和研究生開設了建筑設計工作室和工程技術研討班，如今她是南加州建筑學院畢業論文評審組的成員。

[2]“Tessellation”這個英文單詞直譯為“鑲嵌”，也就是在頂點與頂點之間自動嵌入新的頂點。Tessellation經常被意譯為“細分曲面”，因為在自動插入大量新的頂點之后，模型的曲面會被分得非常細膩，看上去更加平滑致密。它是一種能夠在圖形芯片內部自動創造頂點，使模型細化，從而獲得更好畫面效果的技術?！癟essellation”能自動創造出數百倍與原始模型的頂點，這些不是虛擬的頂點，而是實實在在的頂點，效果是等同于建模的時候直接設計出來的。

[3] 點云數據：點云（Point Cloud）是在同一空間參考系下可以表達目標空間分布的XYZ坐標集合，還可以包括如激光反射強度或RGB真彩色等其他信息（Mills and Barber 2003）。

點云數據結構（ASCII）:

X Y Z Intensi ty R G B 100.1 212.3 20.45 245 233 12 255

[4] Z-Brush是一個數字雕刻工具，它結合3D/2.5D建模，紋理和繪畫。它使用“pixol”技術，商店的燈光、色彩、材質，并在屏幕上所有對象的深度信息。它的功能包括3D刷子、Polypaint、插圖、移調等。