1、数字化时代的建筑学分析【摘要】：随着科学技术的迅猛发展，数字技术也被广泛地运用到建筑设计中。本文主要围绕数字技术在建筑设计中的运用体现进行了简要分析。 【关键词】：数字技术；计算机；建筑设计 中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号： 数字技术在建筑设计中的运用主要体现在三个方面，即计算机辅助绘图、计算机辅助设计和计算机辅助表现。 1 计算机辅助绘图 计算机辅助绘制二维图形常用的方法是直接利用图形支持软件提供的各种功能，利用人与计算机机交互的方式将图形直接画出来。后来随着技术的发展，集成了很多参数化绘图，使得绘图效率更高。从国内大多数建筑设计单位的实际运用情况看，计算机辅助建筑绘图
2、的运用非常广，包括建筑设计方案图和施工图。 2 计算机辅助设计 建筑设计是理性思维和感性思路的高度结合，特别是在设计师的前期构思阶段，更多的是模糊判断和跳跃思维，由于这种特殊性，还不可能有一套很智能化的技术和设备来替代人进行建筑设计，但是计算机提供了以往设计介质所不具备的处理能力，特别是综合了三维技术、网络技术、多媒体技术的数字化建筑模型。它包含了所有关于建筑与环境的数据，是一种集中化的数字化模型。 “对设计过程的更全面理解，对建筑师和规划师解决问题方法的归纳，通过技术手段的辅助，特别是计算机的大量应用，可以使建筑师和规划师迅速积累和分析更多的信息，以便更准确地理解社会的需要并作出反应。在没有
3、计算机之前，要达到数据分析的这种规模和速度是不可能的。 ”而目前，对于数字技术在辅助建筑设计中的运用，主要体现在两个方面：可视化的数字模型和精确的数据分析 2.1 可视化的数字模型 对于建筑设计来说，要根据设计构思的变化，在短时间内制作多个三维实物模型，是一件非常困难的事情，根本满足不了建筑设计的需要。而随着计算机的发展，数字三维模型已经成为一种很好的辅助设计方式，它可以快速地制作多个三维模型，为抽象的设计构思提供可视化的表现，为建筑师深入设计提供优选方案，同时也可以使建筑师从各个不同的角度去观看模型，给予设计师全局的空间形态，满足设计实时观看的需要。利用计算机建立建筑设计模型，加上现实的材质
4、和灯光效果，使设计者从内到外、从空中到地面，即从任何需要的角度来观察建筑的外观形态、内部空间、细部设计等，以更好地从整体到细部来推敲设计，同时也带给建筑师更为逼真、生动形象的建筑观感。与传统的模型相比较，计算机模型更具优势： 第一它可以任意地选择透视角度，既可以通过俯瞰整个模型掌握全局关系，又可以正常的视点进行观察，充分了解建筑的比例和尺度关系； 第二.数字模型的效率要比传统模型高很多，可以在短时间内制作体现设计构思的多个模型，以供进一步设计优选之用； 第三.计算机模型更为真实，包括材质、色彩、空间关系，而传统模型则受材料和比例限制较多； 第四，计算机的数据可以修改、复制和保存，为以后的设计提
5、供基础资料，而传统模型则需重新开始 2.2 理性的数据分析 计算机的最大特点就是对数据的分析和计算，对于建筑设计而言，不仅需要感性思维，而且也要理性思维，在这一点上可以充分发挥计算机的优势。特别是对于物理环境要素，利用计算机可以进行更加精确科学地分析计算，从而对方案进行优化比较。比如对空间光环境的分析研究，Lightscape 软件就能够很好地进行辅助设计分析，它能够按照真实的灯光布置去模拟设计效果，经过运算后的效果可以用来指导设计，因为它用的是一种高级光学摹视技术。高级光学摹视技术给设计提供一个真实和诚实的摹视，使之在感觉上、数学上和逻辑上都是正确的。Lightscape 的光能传递渲染能够
6、生成场景中的漫反射光线的精确模拟，可以让物体把光线反射到周围环境和其他物体上，从而产生微妙柔和的光和影。不仅从视觉上达到真实，而且还可以提取空间中各点的光照数据，为设计提供依据。基本设计方法是：选用几种不同的设计方案，分别利用 Lightscape 软件来进行模拟，通过分析比较来确定最优的一个方案，可以从它的艺术效果和空间照度要求来衡量，避免实施后不能完全达到设计要求的遗憾，同时也可以节约人力、物力和财力，提高创作效率。当然，对于其他的物理环境要素也可以进行类似的辅助设计，比如风环境分析、耗能分析等。利用计算机强大的分析计算功能进行辅助设计，不仅可以得到真实的效果图，而且还可以利用所提供的数据
7、来指导设计。这样，既有直观的效果，又有比较理性的数据作为支撑，建筑设计更能使设计结果与实际建造的效果相一致，真正达到辅助设计的功能。3 计算机辅助表现层面 计算机辅助建筑表现形式的多样化，使决策者和民众更容易从各个方面（包括形象的和非形象的）了解建筑，以做出更好的判断，使城乡建设和人类的生活环境更加美好。计算机辅助建筑表现的形式主要有：建筑表现图、数字建筑动画、虚拟现实和交互式的多媒体。 3.1 计算机建筑表现图 计算机建筑表现图是在数字模型的基础上，添加材质和灯光效果，使建筑师更加真实地表现设计作品。自从 20 世纪 80 年代末 3ds 软件的出现，计算机建筑表现图逐渐替代传统的绘制方法。
8、到目前为止，计算机表现图的普及率非常高，可以说 99%的表现都是由计算机完成的，当然这也不能作为唯一的方法，还必须和后面几种表现方法结合以共同表现一个建筑设计。 3.2 数字建筑动画 目前，数字三维动画运用的范围非常广，其中有影视、游戏、军事、教育等等，而最近才开始在建筑领域展示其独特的魅力。它比静态的效果图能更好地表现建筑设计，因为计算机可以模拟人在虚拟建筑中的行走路线，以一种亲身体验的方式将建筑未来的使用情况提前展示。它比模型更加真实，因为模型比例尺度较小，人不可能以正常的视觉去感觉，也就很难对建筑有真实、正确的认识，而动画则是完全模拟人的行为活动，就像建筑建成后用摄像机去拍摄一样，更接近
9、人的常规思维和视觉感受。例如：申办奥运会宣传片中的北京奥林匹克中心就是用 3dsMAX 制作的虚拟建筑动画。 3.3 虚拟现实 虚拟现实它是一种人类可视化的与计算机极为复杂的数据进行交互操纵的技术；20 世纪 90 年代初，虚拟现实技术逐渐为各界所关注，这种技术的特点在于，计算机产生一种人为虚拟的环境，用户看到的是全彩色主体景象，听到的是虚拟环境中的声音，手或身体的其他部分可以感受到虚拟环境反馈给他的作用力，由此使用户产生一种身临其境的感觉，即虚拟现实技术的浸没感。VR 的另外一个特征是极强的交互性，是一个开放、互动的环境，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响使用者或被使用者影响。虚拟现实技
10、术的上述特性，大大提高了项目规划设计的质量，降低了成本与风险，加快了项目实施进度，加强了各相关部门对于项目的认知、了解和管理，从而为用户带来巨大的经济效益。例如：加拿大政府使用虚拟现实技术进行多伦多市的城市规划与管理，并把它作为申办 2008 年奥运会的重要宣传资料。 结语 今天的计算机正在改变着我们这个世界，也在改变着建筑和建筑设计，虽然计算机不可能完全取代建筑师在建筑设计过程中的主导作用，但是我们却可以发挥计算机的特点，来拓展数字技术在建筑设计中运用的广度和深度，以便更好地服务建筑设计，创造出更多更好的建筑设计作品 参考文献： 1 匈牙利加博尔.博亚尔.cAD 在建筑领域.程露译.世界建筑,2999(6):72 2 美M.萨利赫.乌丁.建筑设计数字化.张永刚译.北京:中国建筑工业出版社,2002.
