有關數字技術對建筑設計的影響探討

岳寶寧

【摘 要】經濟技術的不斷發展，數字化技術在建筑設計中的應用越來越廣泛，其不僅影響著建筑的外形，而且對其的結構以及后續的使用功能均有著不同程度的影響。總之，在目前的建筑設計中運用數字化技術，改變了以往的建筑設計方式，提升了建筑設計的效率，推動了建筑行業往更高程度的發展。下文重點對建筑設計中數字化技術的應用及其產生的改變和影響進行分析論述。

【關鍵詞】建筑設計；數字技術；影響

一、數字技術對建筑設計產生的影響分析

1、對建筑設計思維方式的影響。計算機及數字技術作為中性的工具體系，已經開始深刻影響到人們生活的各個方面，深入影響到建筑學專業和建筑設計思維的各個方面。計算機及數字技術的數據精確分析性和三維立體化特征最大限度的彌補了傳統草圖思維的局限性和不足之處。整體集成的建筑數字信息模型不會出現設計信息丟失或者簡化問題，也不會出現如交叉、打架等設計紕漏。完全解決了傳統草圖思維上的圖示符號表達的精準性不足的問題。我們的建筑設計思維方式由于數字技術的發展和推動，很有可能從傳統的二維圖示的方式轉變成三維或者多維的數字設計思維方式，未來人們在探討建筑設計時，會想到整合的數字化三維虛擬環境。數字技術對建筑設計思維方式的影響時巨大的，它從傳統的設計方法和草圖思維開始，經過不斷的延邊，在數字化技術的推動下，形成了嶄新的數字化思維方式。傳統草圖思維中特有的模糊性帶來的創造性在數字化的思維方式中，由于計算機工具的輔助作用，呈現出更為開闊的創造前景。

2、對建筑設計創作方式的影響。簡單來講，可以用點、線、面來劃分人們的生活空間，過去都是結合經典幾何學來構建建筑空間，而應用了數字技術之后，建筑空間就可以虛實結合。建筑師的思維不會對空間起決定性作用，設計工具過去處于從屬地位，如今也開始成為主要因素，廣泛采用了分形幾何、非歐幾何等方法，在較大程度上拓展了建筑空間的概念和范圍。從六面體中拓展出來，單一幾何空間開始朝著多樣化的曲線形態發展。將數字技術應用到建筑創作中，不管是采取哪種方式，都會在一定程度上虛擬和模糊建筑空間的邊界。空間結構的動態性也在不斷強化，以生成設計法為例，人文特征是其非常重要的一個特點，可以有效融合物理空間和信息空間，比較完美的統一了物質實體和信息表征。

二、數字技術在建筑設計中的應用探討

1、數字技術與虛擬空間的應用。如今，虛擬空間開始出現，通過計算機構建的一種虛擬存在，多維、人工都是它的特點，通過計算機，可以有效聯系實體世界和這個虛擬空間。在過去一段時期內，雖然三維頭像可以在建筑師的腦海中構造出來，但是卻無法溝通。而在建筑設計領域中應用數字技術之后，建筑物就可以更加順利的開展設計工作。通過綜合運用多樣化的數字軟件，可以更加真實的模擬建筑，這樣設計人員就可以將建筑的形體和空間給準確的表達出來，甚至還能夠有效模擬材質和光線等。人們利用電腦這個工具，就可以對圖片和動畫進行觀看，甚至借助于相應的工作站，仿佛可以身臨其境；通過對控制器進行操縱，就可以從不同的角度來對建筑各個細節進行欣賞。過去虛擬空間中主要采用的是文本類型的建筑計算機界面，之后發展到圖形，在如今，開始發展為多媒體和虛擬現實方向。其中，在建筑設計中，應用最為普遍的方式就是虛擬現實，以便對真實建筑空間的感受有效模擬。對于計算機軟硬件制造商來講，需要充分考慮的一個內容就是在展示界面方面，如何實現視覺上的秩序和美感。

2、數字技術引發的建筑形體生成及實物建造。現如今，一條建筑設計及建造一體化的新途徑正在越來越多參與者的開拓探索中展現在我們的面前，這條道路的出現主要取決于計算機技術在建筑領域的運用，腳本、編程及參數化模型軟件可以用來生成建筑設計的形體，這一非物質性過程創造了與傳統迥異的建筑新形象，而數控切削、三維打印、激光切割等一系列數控制造工具為新形象的建造奠定了物質性基礎。在非物質性及物質性過程中的“數字建構”正在改變現代主義建筑思想受到質疑以來的建筑紊亂，并重建建筑設計新的倫理系統。

目前，在數字模型和可視化方面的工作旨在尋求為復雜設計理念、歷史再現以及建成和未建成的空間拓展表達語言。針對快速建立原型和計算機輔助設計及制造技術的研究則追求通過對設計理念的數字和實體模型的鏈接擴大設計的可能性。對未來工作環境的研究，不僅強調虛擬與實體空間形式的涌現，也強調通過引入新技術而引發的行為改變。

3、建筑設計程序的應用

3.1原始分析。建筑設計日趨復雜，想要更好的呈現這種復雜狀態就要運用更多的恰當的工具來進行設計。計算機和數字技術雖然只是作為一種工具和技術提供相應的手段來幫助建筑設計者，但無法否認的是數字技術的發展使得建筑設計者可以更為有效集中精力于關鍵性的創造性設計工作。隨著數字技術的發展，專業軟件的操作也更加簡單便捷，與此同時設計建筑物將更加復雜繁瑣。操作工具的省級和建筑師關注的原始分析的內容從設計目的物本身轉向生成的關系，使得設計者可以通過建立設計數學模型來進行關系分析，通過生成機制進行控制和呈現。

3.2程序編寫。程序編寫是一個繁瑣嚴謹的數學過程，是嚴格的算法關系運算。目前通常認為當前的運算關系無法準確表達建筑原始條件分析和建筑設計目的物之間的聯系，還會如傳統的設計過程中一樣省略或者簡化許多信息。這是因為這些用于算法的數學通常來源于數字公式、物理定理、函數或者其他對某些非建筑的圖形或者現象的數學分析，和建筑設計相對距離較遠。

3.3隨機生成。計算機根據程序算法設定的邏輯進行隨機生成，形成目的物形態或是部分形態。隨機生成表達了程序設定的邏輯特征是原始分析和程序編寫的必然結果，克服了傳統設計中某些時候的設計隨意性。隨機生成的建筑形態，無論其多么復雜，其本質都是精確定位的數字模型。從設計過程到建造過程，實現全程的數字化過程已經成為了現實，而不是僅僅存在于想象中。隨機生成擺脫了傳統的單一線性的設計程序，調整相應的參數可以生成大量的不同類型的方案形態從中選取最佳的方案，并且每個方案都可以非常快速便捷的進行返回式修改和調整。

3.4交互引導。交互引導主要為兩個方面，分別為人機交互和人工引導。其中人機交互是說在隨機生成之后，人和計算機之間會產生相互交互的循環過程，通過調整修改參數，使得設計進行深化完善最終定型。兩者的區別在于人工引導中，人處于引導的主動位置，通過人為的最終決定才能得出恰當的定型設計。交互引導的過程中需要注意計算機的智能化問題，引進專家系統對初步的設計進行分析和評價。例如日照分析、環境評價、建筑數據表格話的提供、經性評價等等。在精確定位的數字模型出現的情況下，專家系統才可以在早期介入并自動形成或者通過人工來提取數據進行分析評價。

3.5最終定型。在完成原始分析、程序編寫、隨機生成和交互引導四個階段后，在循環調整和修改參數的過程中，并在介入專家系統進行分析評價機制的控制下，建筑設計空間形態才可以最終定型并且輸出精確的數字模型。通常情況下，這種機制主要研究大的建筑系統結構和構成以及體量形態的關系。

結束語

總之，將建筑設計領域內應用數字技術，產生了較為巨大的變革，改變了創作思維和建筑形體等多個方面，衍生出來了虛擬建筑空間。在建筑設計中應用一系列先進技術，也促使建筑現象得到了較大程度的更新和拓展，設計可能性得到了豐富，創作出來更加優美和科學的建筑形態。但是，我們需要注意的是，在創造造型的基礎上，還有一個更加重要的方面就是對人類生活進行理解和想象，這樣方可以更好的設計建筑。

參考文獻

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