當代建筑設計的媒介化、虛擬化與數字化

汪 瑜

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當代建筑設計的媒介化、虛擬化與數字化

汪 瑜

（宿州學院 美術與設計學院，安徽 宿州 234000）

從當代信息社會文化特征出發，探索其對建筑領域的影響，指出當代許多建筑師紛紛突破了傳統空間觀念的藩籬，并敏感地捕捉了信息時代的精神，在建筑設計中呈現出表皮媒介化、空間虛擬化、過程數字化的特征。

當代；建筑設計；媒介化；虛擬化；數字化

當今社會，信息化趨勢已經在文化、科技、經濟、交通等各個領域顯現，并不斷啟發和改變著人類的生活方式和思維模式。如果說工業時代人們的思維模式傾向于“分析”，那么在當今信息時代則表現為“整合”。人們的文化價值觀正逐漸超越了“傳統與現代”、“地域與國際”等二元對立的模式，開始強調事物之間的關聯性、互補性與混融性。建筑學藉此獲得了發展的契機，不再只關注于空間要素的內在關系，而是以一種更加多元、開放、動態的思路尋求與信息時代的呼應。同時，隨著信息自我衍生與繁殖的能力迅速增強，當代一些建筑師們開始轉換傳統的空間觀念，思考建筑在這一社會現象下的存在狀態，在設計中充分挖掘建筑的信息獲取與傳播能力，并廣泛運用當代數字技術、多媒體光電技術、虛擬現實技術等信息技術革命的成果，使當代建筑設計呈現出表皮媒介化、空間虛擬化和過程數字化的特征。

一、表皮媒介化

表皮媒介化是指在建筑設計中，將表達信息的文字、符號、圖像、影像等運用在建筑表皮上，使建筑表皮成為了傳播信息的工具，從而具有了媒介化的特征。

一直致力于研究大眾文化的伯明翰學派（Birmingham School）以一種哲學的觀點闡釋了媒介的概念：“媒介是一種感官體驗或思想表達過程中的中間物。”[1]可以簡單地理解為媒介就是傳遞信息的載體、溝通信息的通道。媒介理論家馬歇爾·麥克盧漢（Marshall McLuhan）認為媒介就是信息，它不僅是一種有意義的中介，能夠通過其承載的視覺形象或符號傳遞信息，同時，媒介本身也具有積極的能動作用，能夠對人的感官產生影響。

隨著信息時代的來臨，建筑作為一種重要的文化形式也開始注重信息的傳遞。馬丁· 海德格爾（Martin Heidegger）曾說道：世界正在遭遇“圖像時代”，我們存在的世界正在被圖像化。作為信息消費的對象，建筑也通常被圖像所包圍，而建筑表皮則成為了視覺圖像的展示場。可以說，“建筑表皮不再僅僅表達建筑的構造或功能，更多的是展示出信息或者使自身成為當代媒介中的一支。”[2]越來越多的建筑表皮借由其物質屬性和可視性特征，擴張為與建筑創作緊密關聯的媒介形式，利用圖像進行著信息傳遞，使其自身力量逐漸超越了實體空間，成為了建筑的本體和原型。法國當代著名建筑師讓·努維爾（Jean Nouvel）十分關注建筑表皮的圖像呈現，他認為建筑表皮與視覺圖像的整合將在一定程度上使建筑轉換成平面。在新哥本哈根音樂廳的設計中，努維爾運用玻璃纖維和PVC材質，將建筑表皮變成了一個巨大的屏幕，一些音樂家們的影像在屏幕上若隱若現，映射出朦朧虛幻的視覺效果（圖1）。在這里，建筑表皮處于隨時變化之中，建筑的信息和傳媒屬性替代了傳統的功能特性，建筑實體被削弱。努維爾曾這樣評論這座建筑：“這是一座充滿了神秘色彩的建筑，是讓人產生遐想的平行空間，是影像、燈光、色彩共同表現的場所。”

雅克·赫爾佐格（Jacques Herzog）與皮埃爾·德梅隆（Pierrede Meuron）的建筑表皮較多地呈現出媒介化的特征，視覺圖像、文字符號、燈光色彩都有可能成為他們對建筑表皮構思的源泉。赫爾佐格曾說：“我們從不執著追求建筑的意義，而將精力和興趣投放到直接的物質和精神情感中，所以我們的建筑是反再現的。我們的目標是掠過建筑思想、歷史文脈、社會文化等復雜層面，為每個地方、每個人提供最直接、最基本、易理解的設計。”因此，他們的建筑更多地關注于直觀信息的傳達，通過表皮的材料、肌理、光影的變化，為人們提供直接的感官體驗。他們設計的慕尼黑安聯大球場是一個可以變換色彩的巨大發光體，這得益于建筑半透明的菱形ETFE膜表皮和發光裝置的共同作用。值得注意的是，建筑表皮所投射出的燈光顏色并不是隨意變換的，而是有針對性地展現。紅、藍、白三色燈光分別對應著不同球隊的隊服顏色，使人們即使不看賽前預告也能準確獲知哪支球隊在比賽。并且當主隊進球時，建筑表皮的主隊顏色還會增強。總之，這座建筑通過表皮燈光的顏色、強度、持續時間、閃爍頻率等生動地傳達了賽事信息，突出了建筑的表現力（圖2）。

圖1 新哥本哈根音樂廳

圖2 慕尼黑安聯大球場

當代建筑表皮媒介化是建筑創作信息化的結果，是大眾文化與傳播媒介普遍融合背景下的應對策略，是在瞬息萬變的社會環境中對傳統空間觀念的突破。可以說，媒介化的建筑表皮敏感地捕捉了信息時代的精神，充分地反映了信息時代的特征。

二、空間虛擬化

空間虛擬化意指在建筑空間中，營造一個“用計算機生成、進入并維持的多維、人造或虛擬的現實”[3]，使空間具有虛擬性和交互性的特征。也就是說，空間的虛擬化包含兩層含義：一是對現實的模擬，通過計算機技術使空間中的人在虛擬信息中產生類似于真實三維空間中的環境體驗；二是對信息的擴展，向空間中的人輸送大量信息并與之產生交互式的信息交流。

當代信息社會的本質是非物質性，傳統的以物質生產為主的產業逐漸被現代科技和信息所主導，建筑也在一定程度上呈現出非物質化的特征。一些建筑師在設計中發展了虛擬的時空觀念，營造出了非物態的虛擬空間。著名建筑大師雷姆·庫哈斯（Rem Koolhass）曾預言：“在未來的數年里，建筑會遭遇到史無前例的巨大競爭，虛擬空間的蓬勃發展將把我們從真實世界里剝離出來，這絕對是難以想象的。我們無法繼續維持我們存在的區域和界限，因為它們正在悄無聲息地合并。我們進入了一個更虛幻、更靈活的領域——電子領域。”[4]值得注意的是，虛擬空間并入實體空間，并不意味著使實體空間變小了，而是將自身攜帶的信息作為一種空間屬性實現對實體空間的模擬和擴展。

相對于我們所存在的靜態物理性空間，虛擬空間的信息是流動而多維的，它們以文字、聲音、圖像、燈光等各種可被感知的形式穿梭于實體空間中并與之相互滲透，最終重構一個多維度的時空環境。在這個環境中，信息的傳遞方式較為直接而有趣，能夠充分地調動人們的各種感官知覺去有效地使用空間，增強人們與空間的交流以及對空間細節的關注。荷蘭NOX建筑師事務所一直在探索信息社會中人與空間、技術的交互作用，其創始人拉斯·斯普布洛伊克（Lars Spuybreok）曾說：“我們正處于信息時代，在這個時代里，我們的身體、語言以及我們存在的世界都正在極端液態化，形式、物質與媒體混合在一起，空間與信息融合在一起。”[5]在NOX設計的水上展覽館中，設置了多種傳感器，用來探測參觀者的每一個動作。這些傳感器連接著激光束發射裝置，并且投射到一套網格中，形成一個多元集成的控制系統。當空間中的人觸碰到激光束時，就會被傳感器感應并產生相應的信號傳播到網格，此時空間中的藍色燈光系統被激活，并呈波浪狀掃過，形成了虛擬的、活動的水空間。同時，這些虛擬的水會隨著參觀者在行進過程中動作的變化而產生不同的光色變幻，使空間中的每一個人都獲得不同的空間體驗。在這里，空間是模糊的，信息是無限的（圖3）。

圖3 水上展覽館

圖4 今日美術館“未來館”

位于北京的今日美術館作為我國第一家民營公益性的當代藝術館，一直竭力促進當代藝術活動與公眾之間的良性互動。2015年8月，該館中具有先鋒性空間概念的“未來館”開幕，并在其中增加了虛擬展覽和增強現實（AR）展覽的形式。借助360全景展示技術和數字化技術，展館中的二維圖像被模擬成真實的三維空間，且其中每一個像“點”存在的展覽都形成了一個立體空間，極大地豐富了展示的效果。同時參觀者可以自由操控圖像功能，使其放大、縮小或移動，由此帶來了三維虛擬空間的形式變化，使觀眾能夠完全沉浸在展示環境中，多層次地理解藝術品（圖4）。

建筑空間的虛擬化設計加強了信息的傳播與交流，使人們對空間信息的獲取不再是單向度的，而是空間、人、信息的深度對話。

三、過程數字化

建筑設計的數字化過程體現在兩個方面：一是在設計創作階段使用數字技術在計算機中生成和控制設計對象的形態，并且可通過改變其中的某些參數而產生不同的結果，自動生成多種選擇方案，使得復雜建筑形體的處理變得更加簡便和精確，建筑設計也更加靈活；二是在實際建造過程中使用數控設備建構建筑或生產建筑構件，使得以前只能停留在紙上的一些非線性、多維、扭曲面等難以建造的建筑形體迎刃而解。

當今信息時代，科學與技術的發展深刻影響了人類生產生活的方方面面，也給建筑設計領域帶來了強烈的沖擊。數字化設計技術作為極具代表性的高新技術成果，對建筑設計的影響遠遠超越了輔助設計工具的一般作用，而是在深層次推動了建筑師對新的建筑形態、空間、結構的探索和實踐。可以說，當代建筑設計已經由理性標準化的工業時代設計特點轉向以數字技術為主要手段的信息化創作方式。

格雷戈·林恩（Greg Lynn）在建筑創作中崇尚數字化設計，他認為：“當代的計算機數字設計可以促使建筑師們消除諸如歷史、傳統理論等堆積在它們腦中的東西。”[6]他在其作品集《動態形式》中，闡述了他的數字化設計過程：首先依據項目的場地環境分析建筑的限制條件，然后在電腦中將它們轉化為造型參數，獲得一定的形式范圍，最后通過調整數據和控制動態時間確定最終的建筑形式。他的大多數作品形式如拓撲形、折疊形、泡狀物等都是運用數字技術創作的成果。

SMG是高技派建筑大師諾曼·福斯特（Norman Foster）的建筑事務所中一個以項目為主導的團隊，在瑞士的Chesa Futura住宅項目中，他們設計了一個形態類似梨形的包裹空間（圖5）。為了確保建筑形態的實施以及盡可能地使建筑擁有良好的景觀視域，必須在建筑下方利用8根支柱將整個建筑托起，而且建筑朝南面要盡可能開敞，以便獲得充足的采光和對景觀的俯瞰，而北面則需封閉以滿足保溫的需求。同時，為了使建筑與周圍環境能夠融為一體，設計師希望利用當地木材作為建筑表皮的材料。然而這面臨了兩個難題：一是結構問題，需保證木材在當地氣候濕冷的情況下性能的可靠性，以及屋頂、骨架、墻面等結構構件在拼接時的精確性，避免過多的變形；二是信息問題，由于建筑形態的不規則性，建筑構件的數量和種類較多，需要便捷高效的信息傳遞，以避免在施工過程中因拼接構件而繁亂。針對這些技術問題，SMG設計了名為“Marcos”的數字軟件，并將結構施工人員按照不同的構件種類分成不同的工作小組，但是都由同一個軟件數據庫來操控。在設計與施工的間隙，SMG運用快速成型的數控設備將部分產品模型生產出來并進行校驗，然后將測得的數據信息輸入到“Marcos”軟件中進行核對。通過對數字軟件的精確操作以及數控設備的運用，使得建筑的各界面優雅、順滑地聯接在一起，最終完美地實現了建筑形體的創造。

圖5 Chesa Futura住宅

隨著當代數字化技術的高效性與便利性逐漸顯現，國內一批建筑師也紛紛開展了數字化設計的探索和實踐，清華大學建筑學院的徐衛國教授便是其中的代表人物。他主持設計的武漢凱迪科技園餐廳，運用數字化技術實現了曲線流動的建筑形體和漸變的立面肌理效果。具體過程為：首先根據基地周圍環境，分析景觀視線和光照需求，確定建筑的遮陽及開窗形式，并將其轉化為設計的影響參數進行位圖編輯；接著運用Maya軟件中的MEL語言，將位圖中的數值與遮陽的范圍以及開窗的面積相關聯，并通過調整數值帶來形式變化；然后從若干種形式結果中確定結構的合理性，形成具有變化的立面網格；最后運用類似的方法，綜合室內功能布局、就餐視線等因素，形成最終的建筑形體（圖6）。

圖6 武漢凱迪科技園餐廳

可以看出，建筑設計的數字化過程更多的是對當代高技術中的非物質性的“軟件”應用，而非工業時代對物質性的有形機械的重視。

四、結語

在當今社會信息化浪潮中，建筑領域在不同層面上都產生了深刻的變革，建筑師的創作也比任何時候都更為自由與活躍，紛紛突破了傳統空間的藩籬，通過表皮媒介化、空間虛擬化、過程數字化的方式，消解了建筑表皮與空間、物質與非物質、真實與虛擬之間的界限，朝著更為廣闊的信息化設計領域發展。建筑正在成為“非建筑的東西”——信息的承載體或都市生活鏡像的萬花筒。

[1] [英]雷蒙·威廉斯．關鍵詞：文化與社會的詞匯[M]．劉建基譯．北京：生活·讀書·新知三聯書店，2005．203．

[2] [美]蒂爾·韋勒．建筑表皮——從單純的物質需要到美觀需求[J]．李菁譯．世界建筑，2008，（04）：26．

[3] [英]詹姆斯·斯蒂爾．當代建筑與計算機——數字設計革命中的互動[M]．徐怡濤，唐春燕譯．北京：中國水利水電出版社，2004．26．

[4] 朱濤．信息消費時代的都市奇觀——世紀之交的當代西方建筑思潮[J]．建筑學報，2000，（10）：16．

[5] Peter Zellner. Hybrid Space[M]．London: Thames & Hudson, 1999．139.

[6] [英]休·奧爾德西—威廉斯．當代仿生建筑[M]．盧昀偉，等譯．大連：大連理工大學出版社，2004．151．

The Mediumlization, Virtualization and Digitization of Contemporary Architectural Design

WANG Yu

(School of Art and Design, Suzhou University, Suzhou Anhui 234000, China)

This paper started from the cultural characteristics of contemporary information society, explored its impact on the construction field, and pointed out that many contemporary architects have broken through the restriction of traditional concept of space and capture the spirit of the information age sensitively. It presented the characteristics of exterior mediumlization, space virtualization and process digitization in architectural design.

contemporary; architectural design; mediumlization; virtualization; digitization

J59

A

2095－414X(2017)05－0056－04

汪瑜（1987-），女，助教，碩士，研究方向：環境藝術設計.