現代建筑設計與計算機應用

王晴

摘 要：當前，隨著計算機應用技術的日臻成熟，其被廣泛應用于各行各業中，就現代建筑設計而言，計算機應用技術的采用，促使其朝著多媒體、智能化以及網絡化方向不斷發展。本文通過對計算機應用技術在現代建筑設計中應用的分析，闡述了其對現代建筑設計的影響，并對其今后的應用趨勢進行了展望，旨在促使計算機應用技術在現代建筑設計中發揮更為關鍵的作用。

關鍵詞：建筑設計；計算機技術；數字化技術

近年來，隨著我國科學技術的不斷進步與發展，現代建筑設計中，計算機技術的應用力度空前加大，不僅為現代建筑設計產業注入了一股新的活力，同時也為該行業的發展帶來了變革，有效提高了設計效率，縮短了設計周期，可謂在現代建筑設計產業的發展中發揮了至關重要的作用。

1 關于計算機技術在現代建筑設計中的應用

科學技術的發展有效推動了生產力的進步，計算機技術作為當前信息時代的主要產物，逐漸發展成為一項關鍵的技術，幾乎可見于社會發展的每一個層面。貫穿現代建筑設計的發展階段，計算機技術在現代建筑設計領域中的應用也歷經了諸多環節，由最初的早期嘗試性探索逐漸發展到技術層面的應用，最為代表性的便為“電子繪圖板”，而后在現代建筑設計構思等智慧性工作領域中得到了滲透。

隨著計算機技術的飛速發展，現代建筑設計中對設計環境的行業標準得以提高，推動其向全面數字化方向發展，因而也使得計算機如同以往的紙和筆一樣不可或缺，漸漸成為建筑設計師們工作中的重要設計工具。在具體的建筑設計中，方案策劃、初步與深入設計、施工圖紙設計等構成了建筑設計的全過程，其中既包括了建筑師將其自身的想法變的具體化與想象化的過程，也包括了對方案的不斷推敲與優化完善的過程，計算機技術的應用，促使建筑師的在其幫助下可采用多種方法對建筑設計進行改善。

2 現代建筑設計中各種計算機技術的應用

當前，現代建筑設計中最為常見的計算機技術主要表現在照片的數字化合成技術、光照模擬及光能傳遞技術、動畫及虛擬現實技術、協同設計技術、新型交流方式以及其它計算機新技術與新方法等方面，現將具體分析綜述如下。

2.1 照片的數字化合成技術

照片的數字化合成技術指的是通過計算機可生成虛擬的圖像，將其放在現實的環境照片中時，可對設計方案起到較為快速的驗證與表現的技術。當前，在現代建筑設計中涉及到擴建涉及到擴建項目或改建項目時，該技術的采用率極高，其可對原有的建筑、新建的部分以及周圍關系的搭配情況起到檢驗作用，且有著較高的判斷力。設計師在具體的應用過程中，可對涉及的環境照片進行拍攝，而后采用3Dviz或其它三維軟件中以所拍攝的照片為依據，通過計算機系統中的攝像機與所拍攝的照片視點進行匹配，渲染出模型圖片后采用軟件將其與原環境照片進行融合，進而可生成角度各異的合成圖像，利于后期設計方案的確定，也使得該技術被廣泛應用于各設計單位中。

2.2 光照模擬及光能傳遞技術

就設計師而言，設計方案處于推敲階段時，建筑中存在的光影效果是其中重要的考量因素，因而在真實光照效果的模擬過程中，CAAD軟件系統則做出了各種各樣的努力與嘗試，如常用的Light scape軟件有效實現了光能傳遞技術（此處所指的為2.0 NT版本），其中的光能傳遞技術對場景中漫射的光線可起到精確的模擬作用，進而可讓物體將光線反射到部分物體與周圍的環境中，才有了較為柔美的陰影的產生，除此之外，Light scape軟件還可對太陽光進行計算，附帶的還有天空光的計算，且在具體的操作過程中，僅可通過對真實燈光布置放置，便能夠計算出最接近真實的效果，完全不需要輔助光源的利用，故而該技術在建筑師對光照效果的推敲中可起到相當大的幫助作用。

2.3 動畫及虛擬現實技術

建筑設計師的設計成果處于演示階段時，大多會采用動畫的形式進行，且動畫演示在設計成果的演示中也最為普遍，演示技術也趨于成熟化，尤其是針對于部分大型的設計項目時，設計初期階段便會對三維軟件利用其中，以此來實現設計成果的動畫演示，且所制作的動畫均具有研究性與分析性特征，有利于建筑設計師對設計方案進一步對比與思考，并斟酌其可行性。近年來，虛擬現實技術是一種交互式多媒體技術的觀點被人們一致認同，該技術最早由Jaron Lanier所命名（為美國 VOL Research 的創始人），該技術的使用者可在其所提供的交互式多媒體中進行肆無忌憚的漫游（虛擬性質）；建筑師也可對該技術進行充分利用，以求從多角度對建筑方案進行觀察，由上可以看出，虛擬現實技術不僅可在建筑表現中得以利用，還可作為方案推敲中的一種極為有利的手段。

虛擬現實技術的應用在我國諸多建筑中均有所體現，以北京CBD建筑規劃設計為例，利用虛擬現實技術可實現三維環境中任意方位與角度下對建筑物設計本身的觀察。當虛擬現實技術應用于實際的設計環境中時，建筑的各個部分并不是固定的，而是在實際的建筑過程中可以以建筑設計師的想法對建筑師的想法進行改變與發展，且通過虛擬現實技術，還可實現墻壁的建立與刪除，設計中廣闊的廣場也可被穿越，同樣，地板的圖案與款式也可被更改。以往觀察者只會通過對圖紙的查看對所設計的對象進行想象，但經由虛擬現實技術的應用后，觀察者對所設計對象的想象也更為具象化。由上述可以看出，虛擬現實技術也可視為建筑設計師之間、建筑設計師與客戶之間進行溝通的現象方式。

2.4 協同設計技術

以往的產品設計均是在圖紙上進行，且設計中依靠的大多是手工設計，因而存在諸多方面的缺陷，其中，最為常見的缺陷主要表現在如下方面：設計中所投入的成本較高、實際的設計周期較長、所設計的質量并不能得到有效的保障。雖然CAD技術在現代建筑設計中的采用率較高，但同樣存在某些方面的局限，如該技術僅適用于單人作業與平面作業中。當前，隨著并行工程的廣泛推行，協同設計技術在現代建筑設計中被應用開來，其主要以計算機為依托，建筑設計師在建筑設計中積極尋求的協同設計技術與建筑設計技術二者的結合，并試圖尋求上述二者相結合的方法，進而實現以開發計算機來作為主要支持的協同設計系統。就目前而言，協同設計技術獲得了長足發展，主要表現便為其在CAE/CAM以及CAD集成化、遠程計算與工作程序設計、具體工作流程的管理、虛擬產品的設計以及可視化等方面得到了應用。因而可以說，現代建筑設計正在逐步擺脫以往的單獨作戰模式，而是逐漸發展成為一個設計團隊或多個設計團隊等的協同設計開發，故而，系統設計技術同樣也可對現代建筑設計起到一定的影響作用。

2.5 新型交流方式

計算機網絡技術當下正在發展，當世界已經轉變為一個“地球村”時，距離便不再是障礙，也就使得交流變得更為頻繁。建筑設計師處于該環境中，其在建筑設計中可應用到的遠程合作與交流也變得更為簡單。借助互聯網，聲音、影像甚至于其它資料在世界上的任意兩點均實現了相互傳輸；且建筑師在遠程交流過程中，可充分利用遠程討論組功能，實現對建筑設計細節或方案等內容的交流與討論，進而可幫助更多的建筑設計師參與到建筑設計方案的設計與推敲過程中，因而此種遠程的關于建筑設計的交流與討論又被稱為“虛擬設計室”。在當前社會發展的大環境下，互聯網所提供給建筑設計師這一國際化的交流方式，不僅有效促進了不同文化背景下建筑設計師之間的相互交流與學習，還有利于幫助建筑設計的過程更加完善化。

2.6 其它計算機新技術

現代建筑設計領域中，采用計算機技術進行建筑設計輔助已然成為趨勢，越來越多的人開始重視起計算機技術在現代建筑設計中的應用及其在其中所發揮的作用，使得計算機新方法與新技術不斷涌現。如NURBS造型技術，可將異常復雜的曲面形狀在建筑師的掌控下變得更靈活化；三維數字化儀器則可將實物的空間轉變為便于觀察的三維模型，利于建筑設計師在計算機中對模型做出進一步的修改。故而，隨著科學技術的不斷發展，計算機技術在現代建筑設計產業中的應用力度不斷加大，相信今后會有更多的計算機新方法與新技術投入其中，以進一步提高現代建筑設計效率、縮短設計周期、節約設計成本，進而推動著現代建筑設計朝向更佳的方向發展。

3 結語

由上觀之，現代建筑設計會隨著科學技術的發展而不斷發展，且其建筑規模會越來越大，速度會越來越快，功能也會越來越復雜化，導致建筑施工的質量與速度要求均提高，故而對建筑設計水平的要求也會隨之提高，因而對現代建筑設計與計算機應用的研究意義重大。信息時代的來臨，使得計算機技術成為現代科學技術中最為主要的技術之一，因而計算機技術勢必會在現代建筑設計的發展中起到至關重要的作用，同時也是現代建筑設計產業季候獲取進步與發展的必要因素。

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