風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的數(shù)字化方法初探

董曌宇 張建立

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)已滲透到風(fēng)景園林學(xué)科教學(xué)、科研、專業(yè)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域，并帶動(dòng)學(xué)科研究和專業(yè)實(shí)踐模式不斷實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展。高校作為培養(yǎng)風(fēng)景園林人才的機(jī)構(gòu)，需要改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展。參數(shù)化設(shè)計(jì)是借助計(jì)算機(jī)快速處理復(fù)雜信息的能力，通過(guò)強(qiáng)調(diào)對(duì)事物分析的客觀性和理性，以提高使用者嚴(yán)密的邏輯思維和對(duì)事物的清晰認(rèn)知。將參數(shù)化設(shè)計(jì)引入風(fēng)景園林教育中，培養(yǎng)對(duì)場(chǎng)地分析的嚴(yán)謹(jǐn)性，提升解決場(chǎng)地問(wèn)題的合理性。改變傳統(tǒng)以“經(jīng)驗(yàn)”為主的教學(xué)模式帶來(lái)的模糊性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和清晰的邏輯思維，從而培養(yǎng)符合數(shù)字時(shí)代需求的景觀人才，推動(dòng)風(fēng)景園林學(xué)科發(fā)展。

關(guān)鍵詞：風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì);數(shù)字化;方法

引言

數(shù)字化技術(shù)不僅僅是計(jì)算機(jī)技術(shù)、VR技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)等信息技術(shù)的統(tǒng)稱，同時(shí)也是一個(gè)時(shí)代的技術(shù)奇點(diǎn)象征。數(shù)字化的出現(xiàn)使人類社會(huì)從工業(yè)時(shí)代轉(zhuǎn)變到數(shù)字時(shí)代，對(duì)于景觀設(shè)計(jì)這個(gè)古老的行業(yè)來(lái)說(shuō)，人們從相地立基、現(xiàn)場(chǎng)推敲轉(zhuǎn)向圖紙規(guī)劃、模型分析，最終形成景觀數(shù)字化體系，這是行業(yè)的時(shí)代更替，是行業(yè)向高效與先進(jìn)發(fā)展的必經(jīng)之路。

1風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的數(shù)字化方法現(xiàn)狀

數(shù)字化”的表面含義，是讓圖形信息、數(shù)據(jù)信息、行為信息等轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)使用的數(shù)字信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化，輔助人們工作，甚至產(chǎn)生取代人類工作的人工智能。單從景觀數(shù)字化來(lái)看，數(shù)字化是從CAD繪圖軟件取代尺規(guī)作圖開(kāi)始，直到目前仍在發(fā)展初期的LIM（LandscapeInformationModeling）。對(duì)于LIM應(yīng)用來(lái)說(shuō)，軟件的功能并不夠全面，數(shù)字模型系統(tǒng)目前僅在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)進(jìn)步較快，而景觀LIM對(duì)于景觀工程中的園林植物學(xué)、地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、景觀建筑等缺少完善的框架作為支持，其中作為變量的美學(xué)因素也無(wú)法準(zhǔn)確地通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)衡量。同時(shí)，目前國(guó)內(nèi)BIM大多數(shù)仍是先畫(huà)施工圖，再用數(shù)字化軟件來(lái)“翻模”，其中一部分是甲方的建設(shè)需求或者學(xué)術(shù)需求，更多的則是為了給項(xiàng)目加上BIM的標(biāo)簽而本末倒置。數(shù)字化不應(yīng)是反向驗(yàn)證，而應(yīng)是正向建模推敲。因此，景觀設(shè)計(jì)的數(shù)字化還有很長(zhǎng)一段路要走。

2風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的數(shù)字化創(chuàng)新策略

2.1參數(shù)化教學(xué)體系的構(gòu)建

參數(shù)化設(shè)計(jì)引入風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)教學(xué)中，最關(guān)鍵的問(wèn)題在于參數(shù)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，將傳統(tǒng)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)要素轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)可識(shí)別的參數(shù)語(yǔ)言。然后通過(guò)設(shè)定參數(shù)和規(guī)則生成設(shè)計(jì)，開(kāi)設(shè)《風(fēng)景園林參數(shù)設(shè)計(jì)語(yǔ)言》《風(fēng)景園林參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用》等課程，從而利用參數(shù)化技術(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)景園林。參數(shù)化設(shè)計(jì)依據(jù)對(duì)場(chǎng)所信息的客觀分析，通過(guò)試驗(yàn)平臺(tái)，提取和分析場(chǎng)所數(shù)據(jù)信息。利用Arcgis及插件，分析土地利用、土壤、地形等信息;利用Flow3d、Xflow、Urbanwind軟件，分析水、風(fēng)等流體信息;利用Fragstars、PC-ORD軟件，分析植物群落和生態(tài)效能;利用Depthmap軟件，測(cè)評(píng)和量化空間;利用Ecotect、Vasari軟件，分析建筑節(jié)能、舒適度等。只有充分量化場(chǎng)地信息，才能提高參數(shù)化設(shè)計(jì)質(zhì)量。參數(shù)化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)在于可視、可變，在已建構(gòu)的模型上，通過(guò)重設(shè)參數(shù)，目睹方案推敲和優(yōu)化過(guò)程，將這個(gè)環(huán)節(jié)引入課堂，師生一起探討，得出最優(yōu)方案，提高教學(xué)效率。學(xué)生既能從方案推敲中，強(qiáng)化設(shè)計(jì)思維推導(dǎo)，更能快速吸收教師經(jīng)驗(yàn)。例如，師生通過(guò)一起重設(shè)溪流的流速、流量、河床容積、石塊大小等信息，測(cè)定溪流水花紋理、水流聲音、跌落景觀，并推演出最佳溪流景觀形態(tài)，教學(xué)效果更直觀，也更生動(dòng)有趣。。建立虛擬仿真試驗(yàn)室，將設(shè)計(jì)推敲過(guò)程和最終設(shè)計(jì)成果，以動(dòng)態(tài)視覺(jué)圖形式展示出來(lái)，并通過(guò)直觀感受發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并反饋修改意見(jiàn)。虛擬仿真試驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)“能實(shí)不虛”，將園林空間或單體進(jìn)行虛擬仿真，形成實(shí)景再現(xiàn)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的弊端，形成設(shè)計(jì)全過(guò)程的可視化。虛擬仿真試驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)直觀形象，變“被動(dòng)”為“主動(dòng)”，彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)方法的不足，并激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)構(gòu)建學(xué)生和先進(jìn)技術(shù)、社會(huì)實(shí)踐之間的橋梁，實(shí)現(xiàn)高校教學(xué)與新興技術(shù)的對(duì)接，為培養(yǎng)適應(yīng)數(shù)字化社會(huì)需求的風(fēng)景園林人才提供平臺(tái)。

2.2以哲學(xué)主導(dǎo)的風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化轉(zhuǎn)型

首先，設(shè)計(jì)師要不僅擁有方案設(shè)計(jì)能力，還應(yīng)具有高水平數(shù)字化編程思維和技能，這是作為勞動(dòng)者不可或缺的主要部分;其次，對(duì)于相關(guān)LIM軟件的開(kāi)發(fā)與升級(jí)是推動(dòng)景觀數(shù)字化進(jìn)程的必備工具;最后，應(yīng)產(chǎn)出多元的數(shù)字化產(chǎn)品來(lái)替代目前的施工圖紙，推動(dòng)景觀行業(yè)轉(zhuǎn)型為制造業(yè)。只有滿足以上3個(gè)條件，才能形成數(shù)字化的生產(chǎn)力，以決定數(shù)字化的生產(chǎn)關(guān)系。設(shè)計(jì)行業(yè)在生產(chǎn)關(guān)系中積累的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，會(huì)決定上層建筑的改變。在數(shù)字平臺(tái)下，行業(yè)內(nèi)部更應(yīng)開(kāi)放共享，學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)源精神，達(dá)到設(shè)計(jì)師自由和技術(shù)傳播自由，形成互利共贏的開(kāi)放平臺(tái)。

2.3參數(shù)化設(shè)計(jì)思維的轉(zhuǎn)變

參數(shù)化設(shè)計(jì)教學(xué)難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)思維的轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)“經(jīng)驗(yàn)思維”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙?guī)律解讀思維”。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思，主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，具有主觀性、不確定性，這對(duì)初學(xué)者、經(jīng)驗(yàn)不足者難以拿出有效方案，同時(shí)，設(shè)計(jì)教學(xué)中的設(shè)計(jì)靈感也難以在教學(xué)中教授，尤其不易將設(shè)計(jì)構(gòu)思的推導(dǎo)過(guò)程清晰告知學(xué)生。參數(shù)化設(shè)計(jì)思維堅(jiān)持以問(wèn)題為導(dǎo)向，通過(guò)客觀分析問(wèn)題，提出解決方案，而這個(gè)方案在形成前也可通過(guò)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬，確定方案的可行性，讓學(xué)生建立理性設(shè)計(jì)邏輯。因此，參數(shù)化設(shè)計(jì)的邏輯在于將設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為計(jì)算規(guī)則。設(shè)計(jì)邏輯的構(gòu)建首先從研究場(chǎng)所問(wèn)題開(kāi)始，通過(guò)參數(shù)變量，加入設(shè)計(jì)訴求，由此建立分析問(wèn)題———提出問(wèn)題———解決問(wèn)題的設(shè)計(jì)邏輯，使客觀問(wèn)題得以準(zhǔn)確解決，從而將“經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)”變?yōu)榻鉀Q“場(chǎng)所問(wèn)題”，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思維的轉(zhuǎn)變。

2.4元宇宙”中的風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)

近年出現(xiàn)的元宇宙（Metaverse）概念也被景觀設(shè)計(jì)圈所借鑒，催生出了不少沉浸式、高交互的景觀作品，而元宇宙不僅僅是一個(gè)景觀設(shè)計(jì)的題材與裝置理念，更應(yīng)融入數(shù)字化的設(shè)計(jì)模式。設(shè)想中的元宇宙可以以區(qū)塊鏈技術(shù)和虛擬貨幣為經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，NFT為虛擬物體資產(chǎn)化，同時(shí)虛擬貨幣與物品也能作用于現(xiàn)實(shí)世界。因此，元宇宙除了VR、AR設(shè)備帶來(lái)的表面視覺(jué)感受外，更將是現(xiàn)實(shí)世界的平行與延伸。在風(fēng)景園林的數(shù)字化過(guò)程中，也是將真實(shí)場(chǎng)景虛擬化的過(guò)程，這里引入制造業(yè)PLM（ProductLifeMan‐agement）的概念，形成數(shù)字孿生的景觀。數(shù)字孿生的虛擬場(chǎng)地的生態(tài)、物理、結(jié)構(gòu)與財(cái)務(wù)價(jià)值等參數(shù)與現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)場(chǎng)地完全相同，這種孿生是從項(xiàng)目初期、項(xiàng)目完成甚至后期管理的完全對(duì)稱，是整個(gè)產(chǎn)品生命周期的孿生。此外，虛擬空間也會(huì)在較小的成本下帶來(lái)更大的嘗試空間，以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行時(shí)間層面的預(yù)期演算，如植物生長(zhǎng)、雨洪預(yù)測(cè)、四季景觀、維護(hù)周期等，以便對(duì)未來(lái)的隱患產(chǎn)生預(yù)警，對(duì)遠(yuǎn)期效果提前干預(yù)，隨時(shí)保證景觀的最佳效果。

結(jié)語(yǔ)

風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的數(shù)字化是技術(shù)的創(chuàng)新，也是商業(yè)模式的創(chuàng)新。數(shù)字化模式帶來(lái)的更高效的技術(shù)與更先進(jìn)的服務(wù)模式，將徹底顛覆傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的圖紙交付、設(shè)計(jì)咨詢的商業(yè)模式。設(shè)計(jì)師們?cè)谔嵘O(shè)計(jì)水平的同時(shí)，也不應(yīng)甘于當(dāng)前技術(shù)的落后、忽視新技術(shù)與制度對(duì)行業(yè)的沖擊。數(shù)字化是風(fēng)景園林行業(yè)的一場(chǎng)革新，也是建設(shè)行業(yè)的一場(chǎng)革新。星星之火，可以燎原，將汗水留在數(shù)字時(shí)代，將行業(yè)帶入美好未來(lái)。

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