基于深度學習技術在茶館類建筑設計中的應用淺析

阮海垚，吳 云

（浙江農林大學風景園林與建筑學院，浙江 杭州 310000）

在茶館類建筑設計中，不僅僅可以體現出中國歷史悠久的茶文化的發展，還能夠將茶文化和建筑這兩種藝術深度融合起來，形成一種新的藝術品。在這種新的藝術品形成的過程中，設計手段和方法是不可或缺的，深度學習作為一種新型前期輔助設計的技術，能夠得到更多關于茶文化和現代建筑設計融合的應用方法。

1 現代深度學習技術在建筑設計中的應用能力

深度學習是指基于樣本數據，通過一定的訓練方法得到包含多個層級的深度網絡結構的機器學習過程。

1.1 圖像識別和分類

深度學習技術可以應用在建筑設計中圖像識別和分類，其主要可以在建筑空間識別、建筑風格及其構件識別、城市肌理識別、建筑圖紙識別和建筑實景識別等方面。在以往建筑設計收集資料的過程中，設計人員往往要耗費大量的精力去尋找和整理，雖然這對一些簡單的建筑設計來說不成問題，但是在細節繁雜同時又具有仿古建筑類特征的茶文化建筑來說，這一環節將會是十分繁瑣。而利用深度學習技術中的圖像識別分類功能將會大大降低這些繁瑣的環節，例如通過建筑構件識別能力，可以精確地判定出建筑的構建類型等；通過建筑圖紙識別能力，可以將所有圖紙進行識別分類，在后期提高檢索和查找的速度。由此可見，深度學習技術下的工作效率，具有高效的特點。在以往的查找和檢索的過程中，全部只能依靠人為作業，從而存在效率低、不精確等不足。在深度學習圖像識別和分類技術下，這一過程都能夠很高效地完成。

1.2 圖像（圖紙）生成

深度學習技術在圖像（圖紙）生成上主要以生成各種平面圖為主，例如建筑平面圖、城市平面鳥瞰圖及自然地形山川空間特征等。在建筑設計前期，圖像（圖紙）的表達是體現設計師方案最基礎的表現方式之一，而傳統的工程制圖往往復雜又耗時。利用深度學習圖像（圖紙）生成技術，通過輸入一些現存平面圖或者是手繪草圖，經過該技術學習之后，自動生成一些簡單的平面，甚至還可以生成合理的空間規劃和家具布置等。通過深度學習技術不斷進行迭代優化，能夠形成一系列成套的空間布局體系，并結合設計人員的干預，達到對圖紙的最佳深化效果，提高制圖效率。

1.3 輔助建筑設計

深度學習技術在輔助建筑設計上主要表現在結合軟件建模、分析和建筑方案表現等方面。據了解，茶館類建筑因其建筑表現的個性化，在設計過程中所展示的表現手法較其它建筑來說更麻煩。在這時候引入深度學習技術，可以解決一些不必要的麻煩。例如，往往一個建筑方案在前期設計的時候，設計師一般會習慣用草圖去繪制，但是草圖缺少必要的渲染細節。深度學習技術可以通過輸入透視手繪草圖，最后輸出對應的建筑實景渲染圖，輔助建筑設計，更好的展示設計意象，從而更快地進入方案深化設計階段，為輔助建筑設計提供良好的技術支持。

2 茶館類建筑的發展

茶文化是我國傳統文化的重要組成部分，反映著中華民族傳統的禮節和文明，也是我國文化財產中的重要組成部分。茶文化和建筑的融合發展，形成的茶館類建筑使這傳統文化得到了傳承。據記載，早在東晉元帝時，茶館類建筑最早是以茶攤的方式出現在鬧市區，主要以一根扁擔、一壺茶的形式進行售賣。在這之后又開始出現了茶座、茶鋪等。我國早期傳統茶文化建筑從嚴格意義上來講與四面墻壁、上有頂棚、門窗桌椅配置齊全的建筑不能相提并論。但是這樣的發展在茶文化建筑史上也是必不可少的一部分，為之后茶館到現代各種茶館類建筑奠定了基礎。

到了唐代，隨著社會經濟的繁榮強大，人們的生活方式有了很大的改變，對精神生活上的追求也不斷提高，茶館類建筑也慢慢地從茶座、茶鋪向茶館、茶樓等形式轉變，其主要功能也隨之發生了變化，不僅僅是喝茶。人們從最開始的匆忙路過的一盞茶，到茶座停下腳步小酌一杯，最后發展到了最出的茶館，但是在這個時代，其還是以賣茶文主，館內設備比較簡陋。這個時候茶館類建筑已經有了一定的雛形，慢慢的開始發展起來，但是并沒有大力推廣和應用，但是這時候的茶館類建筑的發展已經為之后的茶館奠定了基礎，成為茶館類建筑發展過程中不可或缺的一部分。宋代的茶館類建筑一般建立在城市的中心或者是交通要塞上，人流量很大，再加上茶館的規模的擴大，其內部功能已經慢慢地完善起來。已經開始出現專門拉唱、說書的舞臺，還附帶一些下棋的區域，這些空間功能的形成也反映出當時年代不同階級的人之間進行著不同文化交流。在那個時期，又出現了大量的文人墨客出現在茶館中，為茶館增添了一份文化氣息，同時創作了一些關于茶文化的詩詞、歌曲、名畫等，為現代茶館類建筑設計進行了鋪墊。明清時代的茶館，其數量不斷增加，建設者也慢慢地開始對選址有了一定的要求，建筑內部的裝飾也慢慢地開始傾向于雅致、幽靜等風格，茶館類建筑開始興盛起來了。但是到了晚清，隨著西方列強的入侵，在西方文化傳入的同時，茶館類建筑開始由興盛走向衰敗。

在現代，隨著社會的快速發展和建設，茶館類建筑已經成為精神文明建設的一部分，再加上茶禮、茶藝、茶技等茶文化的發展，茶館類建筑慢慢地與茶文化相互融合起來，逐漸地讓它成為一個既是陶冶情操、提高修養的場所，也是文化交流、商業洽談的好去處。現在，茶文化建筑正在用它無限魅力和深厚的文化底蘊吸引著五湖四海的人們。

3 深度學習技術在茶館類建筑設計中的應用

3.1 茶館類建筑前期設計

深度學習技術作為一種新型的設計方法，其在茶館類建筑前期設計中，可以通過可視化圖紙和簡易模型效果圖，為茶館類建筑前期設計打下方案基礎。一方面，在茶館類建筑的前期調研階段，可以通過深度學習中對城市肌理的識別，從而對所建茶館類建筑的前期地理位置布置進行分析，如：道路分析、周圍建筑密集度、綠化分布情況、人流情況等。之后通過對這些分析數據進一步并建立茶館類建筑與周圍環境相互聯系的關系，進而達到因地制宜的目的。另一方面，在茶館類建筑前期設計階段，設計圖紙的復雜和與業主前期交流存在一定程度上的障礙，導致前期設計進度緩慢、后期建造時間太趕，最終建造后的茶館類建筑不容易表達各方面的意。但是通過深度學習技術可以快速自動生成平面和模型效果圖，從而縮短前期方案設計時間，將更多的時間花費在技術、建造等方面上。綜上所述，在深度學習技術的支持下，結合原有的設計方法并不斷優化設計，可以在最短時間內完成茶館類建筑設計的前期工作，并將多種設計方案進行對比，從而選出最佳的建筑設計方案，為后期建設打下良好的基礎工作。

3.2 維護與保養

據了解，首先茶館類建筑作為細節繁雜、構件極多的復雜建筑群，再加上其各部件的構造和新型設計圖紙中茶館類細節的應用,從而導致其在維護和保養方面十分麻煩。因此在這引入深度學習技術，其通過識別茶館類建筑實景來進行自動檢測，同時捕捉到這些實時景象的結果輸入網絡的特征，從而定位出茶館類建筑中的損耗程度，然后結合機械臂和相機等工具，將這些實時景象傳到網絡中，最后將輸出結果反饋給用戶，從而利用機械臂在可以修復的地方用其將損耗的地方進行修補，進而對茶館類建筑進行維護和修養。但是由于茶館類建筑的材料和細節存在復雜性，不能夠僅僅使用機械臂將其修復，因此在后期維護過程中也需要人為的干預，但是這也大大減少了只能依靠人為檢測并修復的缺陷，進一步提高了工作效率。

3.3 深度學習技術應用的推廣

通過利用深度學習技術，可以應用在茶館類建筑前期設計中，也可以運用在與用戶交流表達上，還可以通過快速建立可視化模型來展示建筑形體。歸根結底，這項技術在茶館類建筑設計中可以實現設計的創新應用，有效地將中國茶文化和建筑設計這兩種看似沒有交集的藝術完美的結合起來；再者就是在確保茶文化建筑設計的順利進行，通過該項技術簡單操作，還可以打破與業主之間的交流隔閡。所以說，積極推廣深度學習技術在建筑設計中的應用，可以得到意想不到的收益。

總而言之，一方面，茶館類建筑作為我國傳統茶文化的表現之一，是現代建筑和茶文化這兩種藝術融合形成的一個新藝術品，也是茶文化的基礎。另一方面，深度學習技術作為一種新型設計輔助工具，將其運用到茶館類建筑設計之中，不僅可以把前期復雜的茶館類建筑設計圖紙簡易化，再通過深度學習算法迭代生成各式各樣的方案，還可以對后期維護和檢修的方式進行調整，降低建筑設計時間和維修成本，這樣更加有利于設計的茶館類建筑有著本身獨特的藝術性和個性。