圖形的生成與轉(zhuǎn)換

李 昕 何劍嵐

(1．江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221116; 2．揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)，江蘇揚(yáng)州 225000)

1 草圖特點(diǎn)

“靈動的草圖，建筑的開始”(安藤忠雄)。草圖把設(shè)計(jì)構(gòu)思的發(fā)展過程用圖形的形式記錄下來，使設(shè)計(jì)師的思想在紙上變得清晰可見，并且這些思想在圖紙上被實(shí)驗(yàn)、比較、草擬以及被自由的演繹，進(jìn)而生成整個(gè)建筑造型。就空間、造型和技術(shù)設(shè)計(jì)幾個(gè)方面來說，草圖明顯具有以下特點(diǎn):

1)工具簡單、方便快捷，有利于作者迅速捕捉主要概念、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。

快速捕捉基本明暗、光影、量感、空間感、質(zhì)感等。快速把握基本色調(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(見圖1)。

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。

模型是典型的非線性設(shè)計(jì)工具，概括性的模型伴隨著設(shè)計(jì)思路直接在三維空間中形成。設(shè)計(jì)概念在三維空間中構(gòu)思的萌芽被加以提煉，建筑材料被象征性地表現(xiàn)，建筑各個(gè)組成部分之間的關(guān)系被抽象概括。它直觀的生成物體的形狀、尺度、方向、色彩和肌理等。它還具備快速修改的特點(diǎn)。概念模型能提煉出最基本的設(shè)計(jì)靈感，捕捉重要的第一感覺。國內(nèi)外建筑師經(jīng)常在方案探討過程中用硬紙板和膠水制作簡易模型以作研究，如果是建筑群設(shè)計(jì)則應(yīng)用泡沫塑料切塊布置。這種工作模型制作簡單，節(jié)省時(shí)間，有時(shí)甚至比畫一張透視圖還快，而且還能看到透視圖上所表現(xiàn)不到的東西。

圖1 艾森曼運(yùn)用草圖演繹6號住宅生成過程

文字和雕塑的因素在丹尼爾·里伯斯金早期的模型制作中就被很好地結(jié)合在一起(見圖2)。模型的整個(gè)表面都用帶文字和圖形的紙張通過膠水粘結(jié)成片狀。有時(shí)從圣經(jīng)上或電話本上撕下的帶有文字的紙，按反轉(zhuǎn)形式印刷成的白色在黑底上的建筑圖，圖形、雕塑和肌理同時(shí)存在融會成詩一般的意境。另外還包括在模型的木制表面上拼貼各種符號標(biāo)記，這種融合了語言和造型的手法使我們感受到解構(gòu)主義的雛形。

將二維所描繪的造型和空間轉(zhuǎn)化成立體的形式，這一過程無疑有趣而刺激。把草圖和效果圖升華成三維的形式，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)系都要經(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)生的一種比較特殊的“魅力”。

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(見圖3)。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峭ㄟ^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Ｋ脑S多構(gòu)思直接來自繪畫和雕塑的啟發(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。“與在空間中排列不同，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。”

圖2 起草圖作用的概念模型

圖3 雕塑方式處理的立體建筑模型

模型并不意味著僅僅再現(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)

計(jì)算機(jī)的進(jìn)展，越來越趨向完美的軟件，漸漸消除了虛擬世界和現(xiàn)實(shí)的區(qū)別。現(xiàn)實(shí)世界與視覺世界的界限漸漸模糊，不同類型的圖畫可以相互置換。建筑師不必遵從傳統(tǒng)的透視或是正投影規(guī)則，可能以新的眼光對待我們所從事的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，把注意力放在空間的體驗(yàn)上，在其設(shè)計(jì)過程中增加了一個(gè)評價(jià)設(shè)計(jì)質(zhì)量的手段。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的功能和使用范圍已能在建筑設(shè)計(jì)各個(gè)階段幫助建筑師完成各項(xiàng)工作任務(wù)。現(xiàn)階段具體的應(yīng)用及特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面:

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(見圖4)。

圖4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的建筑三維效果圖

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。可以對采集的設(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。

4 結(jié)語

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。

［1] 彭一剛．建筑空間組合論［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009．

［2] 段 進(jìn)．城鎮(zhèn)空間解析［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011．

［3] ［美］理查德·曼凱維奇．?dāng)?shù)學(xué)的故事［M］．馮 速，譯．海口:海南出版社，1998．

［4] ［美］柯林·羅，費(fèi)瑞德·科特．拼貼城市［M］．童 明，譯．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003．