計算機建筑畫的現狀與發展

摘 要 計算機輔助建筑設計的出現使得建筑設計的工作方式發生了根本性的變化。本人通過對該系統的一個重要方面——計算機建筑畫領域的分析，闡述現階段計算機建筑畫對該行業產生的巨大影響與不足。

關鍵詞 計算機輔助建筑設計 計算機建筑畫 藝術性 綜合推理

中圖分類號： TP302 文獻標識碼：A

1 引言

計算機輔助建筑設計指的是利用計算機技術來完成建筑設計過程中所要進行的信息檢索、計算、分析綜合及編制工作。近年來，計算機輔助建筑設計系統的應用已經使得建筑設計人員改變了傳統的圖版和制圖工具方式，轉向以顯示器為圖紙以鼠標鍵盤為畫筆的新型設計空間。這樣從繁重的、反復的手工勞動中解脫出來，從而將更多的時間精力用于方案的比較和設計的創新。計算機建筑畫是指利用計算機通過相關繪圖軟件編繪的建筑畫，是計算機輔助建筑設計最優秀的應用之一，這是一次質的飛躍。計算機建筑畫可以讓客戶在大樓未興建之前就獲得建筑完成之后的感覺，可以讓客戶走入室內親身體驗建筑效果能否滿足需求。

2 計算機建筑畫現狀分析

2.1 建筑畫的歷史與發展

建筑畫有兩大類型：一類是對已建成的建筑物、園林建筑或城市風景等進行寫生描繪；另一類是表現建筑師建筑創意的表現畫。這兩者各有各的特點，但追求空間和諧統一的旋律是相同的。目前計算機建筑畫主要用于建筑創作表現畫。中國古代建筑畫在五代時成為獨立的畫種，至北宋時走向成熟。20世紀70年代后，建筑畫發生了新的變化。首先體現在建筑風格上，這一時期更加強調恢復裝飾；二是更加傾向于藝術性、欣賞性的方向發展；三是朝著多元化方向發展。

2.2 目前計算機建筑畫的不足

2.2.1 藝術性的不足

建筑畫完全區別于建筑模型。基本特征就是它具備意境的刻畫和氣氛烘托。這樣可以進一步的反映建筑物功能與風格所營造出來的整體環境，從而加強了建筑藝術的感染力。然而現在許多計算機畫往往只著意于主體建筑的細節刻畫，但是對于環境等容易以程式化的方式來展現，這樣一來就缺乏個性和特色。

2.2.2 智能化的不足

計算機建筑畫在生成過程中的每一步都是通過建筑師的指令進行的，然而這沒有智能化藝術的創新能力，這一個缺點尤其在后期制作中表現尤為突出。許多的素材只能通過圖片掃描而得到，這沒有最大程度上發揮計算機的效能。為了追求完美，我們必須在智能化方面有所突破。在計算機建筑畫智能化的眾多研究方向中，通過計算機智能化生成某些所需的要素并且符合預期的審美需要，對理論與實踐都有著極其重要的意義。計算機建筑畫的兩個不足提出了相關圖形軟件亟需解決的問題，其中智能化是重點問題，也是目前需求的主要矛盾。該問題的解決可以使計算機建筑畫在藝術性方面達到一個全新的境界。作為未來發展的主要目標，我們自然希望能夠通過計算機技術實現計算機建筑畫中建筑物與配景的智能化藝術創新。我們主要針對建筑畫的需要，側重藝術化模擬。所謂表達型，是指對手工繪制的表達技法進行模擬。

3 結合樹對計算機建筑畫進一步發展的探索

在手工繪制表達技法中，樹分為近景、中景和遠景。在建筑畫中起著組織畫面層次、襯托畫面氣氛的重要作用。建筑畫中對樹的繪制并不是從植物學的角度來分辨樹種，而是側重數目的形狀、組成部分的線條和節奏。在建筑畫中，樹的手工繪制技法可以分為寫實、抽象和夸張三種方式。

3.1 面向建筑畫的樹的表達型生成研究

分析幾何是用來描述樹這一類自然不規則形體的有效手段。分形具有兩大特點：首先是具有比例自相似性，這樣可以擺脫測量尺度的誤差；另一個是其維度不一定是整數。迭代函數系統是用一個數學系統去解析、構造分形系統十分成功的方法。給定一個IFS，即確定了其中仿射變換的個數及每個仿射變換的參數，于是就可以在計算機上繪制出其直觀的吸引子的形狀。針對樹的手工繪制的三種技法，運用隨機的IFS進行模擬。從生成結果來看，關鍵在于仿射變換和概率的設定。

3.2 綜合推理應用于樹的表達型生成

推理是人工智能的一塊基石。通過研究各種推理方法可以看出這樣一個趨勢：從嚴格的演繹推理出發、到開放邏輯、CASE推理、類比推理，推理的過程呈現著明顯的松綁趨勢。推理的松綁趨勢使得推理逐步走向對思維的廣泛模擬。綜合推理是對推理的又一次松綁。

4 小結與展望

現如今，計算機輔助建筑設計作為建筑設計中的輔助手段這樣一個初衷已經達到了，然而人們對這種簡單的工作方式仍然不夠滿足，希望計算機輔助建筑設計除了能夠支持建筑師的繪制、降低工作強度并且提高工作效率之外，還能替代建筑師的部分智能活動。然而建筑設計不同于其他的許多設計領域，這主要體現在在藝術性的追求方面。因此，智能化的計算機輔助建筑設計進展取決于人工智能在藝術創新方面的突破。

人工智能經過40年的大力發展，已經在自然語言理解、模式識別、專家系統等領域取得了非常可喜的成果，也充分展示了用機器實現智能的光明前景。然而就人工智能的研究現狀來說，它所取得的成果和人們的預期目標還是有一定差距的。這一差距首先說明了人工智能的復雜性和艱巨性，另一方面也說明了人工智能現有理論有太強的局限性。建筑畫是建筑設計師們對藝術性強烈追求的一種表現，本文通過對計算機建筑畫的分析，運用綜合推理的方式進行面向建筑畫的樹的藝術性表達形成研究，也是從另一個方面對人工智能計算機建筑輔助設計的探索，計算機建筑畫經過長期的發展，現在已經到了向藝術性和智能化方向邁進的拐點。從藝術創作來看，是采用形象思維方式，因此結合人工形象智能的研究將取得計算機建筑畫方面的新的突破，也證明了智能計算機建筑輔助設計的研究必將要結合人工形象智能的方法，這是我們正在努力的方向。

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