數字化技術大發展下的城市建筑藝術

高昂

1.韓國南首爾大學

2.菏澤學院

未來的城市建筑在人們的眼中會變成什么樣子？相信不止一位導演、科幻小說家都試圖給出過答案，但相比起文藝作品漫無邊際的想象，建筑設計師們的想法也許更值得聆聽。當我們在天馬行空地暢談未來建筑藝術時，前衛的建筑師與設計師們早已開始將復古元素與未來元素融入現代建筑設計中。他們正從形態、技術、概念等不同維度使用不同的設計語言及數碼技術語言，為我們講述著具有復興感和未來感的建筑藝術到底是怎么樣的…

一、數字化技術對城市建筑行業的沖擊

近幾年被各行各業提到最多的詞就是技術賦能，伴隨著大數據、云計算、5D BIM、人工智能（AI）、虛擬現實（VR）、數字化建造、源碼設計等數字技術的不斷涌現、蓬勃發展和深度應用，各行各業都迎來了轉型的重要節點。數字化時代就像是由一點點不起眼的技術“細流”匯成的洪流，不斷沖刷著用戶的認知與生活習慣，對各行各業帶來了前所未有的沖擊和顛覆，同時也帶來了更具效率和挑戰的生產經營模式。各個領域的探索實踐，也為城市建筑藝術的創作發展提供了新思路。不言而喻，數字技術正在逐步推動建筑行業走向一個數據和自動化占據突出位置的新時代。

我們國內從國家政策上來看，近幾年陸續推出了關于國家信息化、產業數字化方面的政策。十九大提出要“建設網絡強國、數字中國、智慧社會，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，發展數字經濟、共享經濟，培育新增長點、形成新動能”[1]；數字中國、智慧城市，智慧家庭等概念也相繼提出。同時，住建部也早在2016年就印發了《2016—2020年建筑業信息化發展綱要》，旨在增強建筑業信息化發展能力，優化建筑業信息化發展大環境，加快推動信息技術與建筑業發展深度融合，促進建筑業健康可持續發展，同時大力推行5D BIM技術和裝配式建筑[2]。

二、數字化技術發展下的城市建筑藝術

在目前，利用先進的數字技術，實現城市智慧式管理和運行的新型智慧城市建設目前已在全國各地試點，這對建筑藝術產業的數字化轉型升級提出了更高質量、也更迫切的要求。基于各項數字化技術，建筑藝術產業會在當下或不久的將來會發生哪些變化。

（一）概念

BIM是當下建筑信息化過程中的熱詞。1975年BIM的概念被首次提出，至今已過去40年，BIM逐漸被業界認識，如果說20世紀80年代CAD的出現和迅速發展是建筑行業的第一次革命，那么近幾年BIM技術的成熟與應用是建筑行業的第二次革命。BIM是一種建筑模型三維的空間展示，而在此基礎上，融入“時間信息”與“造價信息”，形成由3D(實體)+1D(進度)+1D(成本/造價)的五維建筑信息模型，即5DBIM，相較于3DBIM，5DBIM它集成了工程量、工程進度、工程造價，不僅能統計工程量，還能將建筑構件的3D模型與施工進度中的各項工作無縫對接，動態地模擬施工中所發生的變化，對進度進行控制并對成本造價實時監控[3]。

可以預見，BIM技術的二次開發是未來的發展趨勢，5D BIM則是在2D BIM、3D BIM和4D BIM的基礎上發展起來的，將來會有6D甚至7D BIM的出現，更好的服務于城市建筑體。憑借BIM技術，能真正解決復雜工程的大數據創建、管理和共享應用等問題，在數據、技術和協同管理三大層面，提供了革命性項目管理手段。如BIM可以能夠幫助設計人員在項目設計流程前期探究最新穎的設計概念和外觀，并能在整個施工流程中忠實傳達甲方的設計理念。同時可以在早期就介入施工環節，從而超前的去規劃和設計，使得個性化設計成為可能。施工階段，可以實現碰撞檢查、優化施工環節等；提升溝通和決策效率，幫助客戶對施工過程進行數字化管理，從而達到節約時間和成本，提升項目管理效率的目的。可以說，隨著BIM+云+AI等技術的出現，建筑從設計到施工的各參與方、各要素及全過程管理都可以在一個“可視化、模型化”的平臺上進行相互協同操作[4]。

（二）數字技術發展下住宅建筑藝術的發展

云+AI+VR+數字化建造等數字技術使得城市未來建筑藝術的想象力變為現實。這種數字化技術將貫穿于建筑的整個成長過程。在未來住宅的設計和建造方面，在設計過程中，利用AI（人工智能）和VR（虛擬現實）等技術，設計出沉浸式、交互式和超五感的仿真場景，使人仿佛置身于已經建造的住宅空間之中。同時，數碼技術使得施工材料向著環保化，智能化及多變化的方向發展，在施工中利用3D打印、激光切割及機器人等技術，生產出能效化，生態化，仿生化的施工材料，使得過去看似不可能的建筑藝術造型通過技術和新型材料建造出來，真正的高度還原設計中的真實場景，打造出生態化，仿生化、節能化的可循環的建筑外環境，同時構造內部智能化的住宅新模式；以上的種種為多種新型住宅類型的出現提供了契機。

1.森林城市花園理念的建筑藝術類型

設計作品層出不窮，出現了垂直森林式的建筑形式，告別鳥籠式建筑把森林花園別墅建到超高層等。舉例中國臺北的“陶朱隱園”，建筑內外共將種植萬余棵樹木，并特別設計出“一戶一樹林庭園”，在樓中種植大型喬木，以達到抗暖化和自我生態平衡的目標。同時，該建筑主體從不同的角度看均呈現不一樣的別致景觀；建造時采用順時針方向轉向，充分運用曲線、弧度、旋轉等元素，讓每個房屋都可以吸收陽光，戶戶都能種樹。

2.復古元素融入的第四代住宅建筑藝術類型

數字科技的發展使得中國“第四代住宅”的建設成為可能。可以說，第四代住房集合了中國傳統四合院、胡同街巷、空中園林、空中停車、電梯房和空中別墅等眾多建筑優勢于一身，創新性的“空中停車技術”、“智能載車電梯”和“自動滴灌技術”，徹底顛覆傳統的住房模式，讓城市住房重新擁有前庭后院、街坊四鄰、戶外活動空間、綠色自然，住戶可在家種樹、種花、種菜，出門就可以遛彎，將空中高層住宅變成像四合院一樣舒適方便，讓人們在城市就能享受到比鄉間別墅更好、更方便的居住環境，同時也極大改善了城市環境和人居環境。

建造完成后，建造方會聯系設計公司和第三方公司（例如，中國的貝殼網等房產交易平臺），利用線上線下的“OTO”模式，針對不在本國的外國投資者，不在房屋所在城市的外省市投資者或是本城市忙碌無暇現場體驗的購買者等人群，利用AI+VR技術設計出“VR”或“漫游視頻”，遠程進行住宅區域環境的了解，看房、選房和購房，同時選購成功后可以利用“酷家樂”等線上裝飾軟件自主的進行符合自己喜好的設計，并通過軟件“云”終端的第三方經銷商購買到和軟件設計中完全一樣的裝修材料和配套家居，實現了設計從一而終，減少了交流障礙，節約了多方資源，達到了設計效果的最大化。

（三）數字技術發展下遺留建筑藝術的創新

城市中的遺址及傳統建筑作為“建筑藝術的活化石”。對于傳統建筑可以通過AI+VR數字化技術將其獨特的建筑藝術高度還原在人們面前，并且利用5D BIM+數字化建造等技術精準地完成對其的修復，使那些對中國傳統建筑藝術感興趣的人無論身處何處都能感受到其魅力所在。

建筑遺址是歷史帶給我們的遺憾，隨著科技的發展,基于數字化的建筑遺址復原與基于AR技術的建筑遺址復原的技術交融,對于文物遺址保護以及藝術上呈現上有了新的創新意義。建筑學家、歷史學家及文物修復學家提出，AR技術將在未來在遺址復原、文物保護上的作用越來越重要，也必將成為一種趨勢。在數字化復原資料收集可靠的前提下，無形中增加了重建一些歷史建筑遺址的可行性。借鑒最新研究成果，開發遺址數字化復原技術，這種新型的科技化服務能夠更加飽滿生動的將遺跡形象的介紹給觀者，提升了城市旅游行業的競爭實力，同時樹立了城市在國內外的知名特色形象。

如，中國圓明園遺址的數字化復原。曾被譽為“萬園之園”的圓明園（含圓明園、長春園、綺春園），幾經劫難后，如今只留下些許斷壁殘垣。“不知道看什么，想象不出當年什么樣”是很多參觀者的困惑。如今，這一難題有了解決方案。清華大學教授郭黛姮率領的研究團隊，歷經15年鉆研，將三維建模、虛擬現實技術、增強現實技術與傳統建筑技術相融合，通過數字化技術手段，最大限度地“恢復”圓明園原貌，數字“重建”圓明園，使人們可以透過虛擬世界， 一睹圓明園曾經的風采[5]。同時，圓明園借助“數字圓明園”項目，通過旅游導覽、數字體驗館、數字實景秀等，向公眾再現歷史上圓明園的輝煌盛景。

（四）數字技術下其他城市建筑藝術化的另類體驗

利用數字化技術，未來將有更多的城市地標建筑、博物館和展覽館等藝術圣地可以“數字化”的出現在世界各地人們的眼前。城市地標性的建筑等被設計在明信片和城市網站等對外交流的窗口上，結合“VR+AI”技術將這些地標建筑、城市博物館和展覽館的藝術風貌和內涵以“數字化”的形式表現出來，各地游覽者“隔空”仍然可以通過手機和電腦等媒體使自己仿佛置身于現場，依然感到藝術帶來的驚喜；同樣“虛擬工作人員”的出現可以完美解答游覽者的一切疑難，甚至未來發展到游覽者能夠通過“虛擬現實”能夠觸摸到這些“藝術品”，甚至利用沉浸式體驗空間來到“考古現場”感受到藝術帶來的震撼。

當然，這種技術可以運用到多種建筑藝術甚至更多領域，如，現在，全球仍然受到“COVID-19”疫情的影響，“數字化”技術可以幫助許多人解決城市生活中許多問題，其中對于即將上學的孩子們，“擇校”成為一件“令人頭痛的事情”，幼兒園及小學等教育機構結合“VR”技術，使數字化校園得以進入人們的視角，人們能夠足不出戶的在電子設備上通過“VR全景模式”觀察到學校的藝術風格和建筑內外的各個角落，完成“擇校”這一人生大事。

三、結語

建筑是一種凝固的文化，它印刻了城市不同時間段的文化記憶，彼此進行著文化藝術的傳遞，數字化技術發展促進城市更新，并將文化藝術的傳承更好的融入到城市建筑中，文化藝術借助建筑這一載體得到深刻的復興。高新數字化技術的發展對于城市建筑藝術的產業結構和空間發展具有至關重要的意義，將給未來的城市建筑藝術帶來深刻的變化，它們相輔相成，共同發展。