從線框到AI

建筑行為幾乎與人類文明的曙光同時出現。尚在刀耕火種時，先民繪巖壁、夯石土、鑿戶牖（yǒu），用雙手實現自我對改良生存環境的美好愿望。

可以說，對美好人居環境的向往，是刻在我們基因中的。不過幾千寒暑，建筑標準制圖規范已經純熟，在建筑師們以靈巧的雙手精心刻畫下，一座座建筑設施拔地而起。

時至今日，各大設計院內，巨大的繪圖桌已被一臺臺電腦替代，手繪功底也從“安身立命之道”變成了“君子藏身之器”。建筑學院的學習已經離不開電腦建模工具軟件，在這里想給大家講述電腦建模發展的歷史。

線框模型

20世紀60年代末，人們開始研究用線框和多邊形構造三維實體，這樣的模型被稱為線框模型。

三維實體由全部頂點和邊的集合來描述，線框模型類似于人類的骨骼。

優點：可以產生任意視圖，方便生產工程圖；構造簡單，節約計算機資源。

缺點：只能表示物體的表面和邊界，無法進行剖切和物性計算；無法判斷哪些是不可見邊，哪些又是可見邊；難以準確地確定實體的真實形狀，這不僅不能完整、準確、唯一地表達幾何實體，也給物體的幾何特性、物理特性的計算帶來困難。

隨著人們對模型物理特性、表現效果需求的提升，這種古老的建模方式還未得到推廣就很快被淘汰了。

實體模型

20世紀70年代，實體模型建模成為設計主力。實體模型是在三角形所確定3個數據點數據的基礎上，由一組通過空間位置，在不同平面內的線相互連接而成的。實體模型是建立三維模型的基礎。它具有完整性和無二義性，保證只對實際可實現的零件進行造型。

實體模型能精確表達零件的全部屬性，成為CAD（計算機輔助設計）發展史上的第二次技術革命。

參數化技術

20世紀80年代中晚期，參數化技術和特征模型成為主流。設計軟件采用參數化技術，允許設計者通過尺寸約束來控制形狀。

特征模型則允許設計者在形狀或功能上具有相似性的設計方案。

變量化技術

20世紀90年代，設計軟件引入了變量化技術。

變量化系統允許設計者先形狀后尺寸，更自由地考慮設計方案。操作者可以先決定所感興趣的形狀，然后再給一些必要的尺寸，尺寸是否注全并不影響后續操作。

正是因為這項技術，我們才可以在電腦建模工具軟件里縮放模型或者體塊大小。

虛幻引擎與AI建模

虛幻引擎于1998年推出，初代虛幻引擎將渲染、碰撞偵測、AI、圖形、網絡和文件系統集成為一個完整的引擎。

眾多令人難辨真假的場景自此而出，動態檢測、碰撞體積、動態陰影，使得在虛擬世界中復原古代建筑場景成為現實。

現如今，生成式AI將AI建模再次推至風口浪尖，僅僅幾張掃描圖片，經過AI分析，便可以生成3D模型。文字轉模型功能也已經被廣泛實驗，正待投入商用。

或許某一天，我們的設計課將由AI輔助，在框架生成后再手動細化即可。

Ai獨立設計技術成熟之日尚遠，不過我想，如果真有此日，人工設計或許會成為藝術追求的一部分，以奢侈品的方式為人類更高遠的精神追求服務。

隨著科技的不斷演進，我們可以期待未來三維軟件和技術將繼續發展，為人們帶來更加驚人的視覺效果和創作可能。

（作者：天津大學建筑學院學生）