建筑設計二維與三維教學方式之對比淺析

劉旭紅　孫啟杰　周少峰等

摘要：隨著時代的進步，計算機輔助建筑設計已成為潮流，而傳統的平面二維建筑教育方式一直在我國高校建筑教育體系中占據主導地位，新式的三維建筑教育方式又該如何定位？文章通過分析對比二者的特點及作用，探討建筑教學方式的創(chuàng)新發(fā)展方向。

關鍵詞：建筑設計；二維；三維；補充；創(chuàng)新

中圖分類號：G6420文獻標志碼：A文章編號：10052909（2014）06008604

一、時代背景與建筑設計新技術

建筑學是一門橫跨工程技術和人文藝術的學科，是一門理性與感性碰撞的學科。而建筑設計作為建筑學科的核心重點課程，其思維方式是兼具邏輯性及形象性[1]的，邏輯思維要求學生有理性的分析能力和推理能力，形象思維則要求學生有豐富的空間想象力和靈活開放的思維方式。但是，中國目前的建筑院校招收的對象均為理科學生，長期以理性思維思考必然導致形象思維的相對薄弱。因此，采用何種教育方式來直觀表現建筑內容以及如何提高學生的形象思維能力已成為建筑教育者關注的問題。

21世紀，隨著計算機和網絡的出現和逐步普及，計算機已經成為我們工作、學習、生活必不可少的工具，對于建筑學來說也不例外。特別是在2000年以后，計算機作圖在國內建筑設計行業(yè)內開始興起，并逐步從傳統的人手作圖過渡到全電腦出圖，最近幾年更是出現了通過建筑三維動畫展示建筑設計項目的趨勢。大學作為人才供應地和理論思想的前沿，越來越多的學生開始使用計算機繪制作業(yè)圖紙，并呈現一個“低齡化”趨勢，即：過去是大學三年級的學生才開始使用電腦輔助設計繪制作業(yè)圖紙，而現在大學一年級的學生也基本會進行簡單的電腦操作輔助設計。

新技術的應用對學校教育的影響廣泛而深遠。擔負文化傳承任務的教育，不僅要使前人的優(yōu)良經驗得以繼承和發(fā)揚，同時也要通過改革創(chuàng)新不斷適應時代的發(fā)展。在這樣一個高速發(fā)展的信息時代，教師如何使用信息技術設計高效的教學方式和教學環(huán)境？學生如何通過使用信息技術更好地接受新知識？ 筆者認為虛擬技術的發(fā)展為建筑教育方法的創(chuàng)新提供了良好的契機。

二、傳統二維建筑圖紙教學方式分析

（一）平面化教學模式的優(yōu)點

在傳統建筑學教育中，二維圖像的應用一直占據主導地位，課堂上教師講課課件中的圖片、課后學生的設計作業(yè)等均以圖紙的形式呈現。平面化的教學模式具有以下的優(yōu)點。

（1）平面的作業(yè)圖紙[2]能夠反映一個學生的真實手繪水平。手頭表達功夫是一個學生的基本功與硬實力，用筆去思考是一個建筑師必須掌握的技能。另外，通過二維的圖紙繪制，學生可以鍛煉到用平面圖紙表現立體空間的能力，也可通過特定的表現手法突出自己想要表達的重點內容，還能學習到相關的平面設計知識及排版知識。

（2）平面的作業(yè)圖紙能準確、直觀地表達建筑的平立剖等技術圖，也可精確地用數字表示出建筑各處的數據，對于建筑理論的學習與掌握有著重要的作用。在技術圖紙中，學生可以清晰地觀察到建筑的功能區(qū)域分布、交通流線以及建筑與周邊環(huán)境的尺度關系等。通過理性的分析，學生做出來的設計基本能做到符合功能的需求及相關規(guī)范。

（3）教師可以通過建筑案例的圖片資料，詳細分析每張圖片中的建筑細節(jié)；學生也可通過圖片高效地瀏覽各個建筑案例，關注到建筑師想要表現的每一個特色空間場景，加以思考分析。

（二）傳統教學模式的不足

（1）傳統的教學方法是教師在課堂上通過展示課件及分組討論的形式進行授課，過程中所使用的教學資料基本上為二維的圖紙，包括建筑案例的圖片，學生的優(yōu)秀作業(yè)圖紙等。但對于學生來說，很難通過平面的圖像想象出一個立體的空間場景，更別說對于建筑空間的體驗。因此，在某種程度上限制了學生的設計能力，學生在設計時只能從平面推導到立體，平面與空間的聯系性及整體性往往會顯得不足。

（2）單一的教學手段停留在口述、示范及幻燈片展示等方面，不能有效表達教學內容，課堂教學缺乏生動性與感染力。平面圖紙的理論教學，雖然能使學生的理性思維分析能力得到較大的提升，但是對于形象思維的訓練卻是不足的，特別是學生的空間尺度感與空間想象力較難得到提升。

（3）二維的效果圖不能更好體現設計者的想法，易造成一些建筑思想表達上的誤解，降低了學生與教師之間、學生與學生之間的交流互動性。

三、新式三維建筑動畫教學方式分析

筆者認為，三維建筑動畫教學方式完全可以作為傳統建筑教學模式的補充及創(chuàng)新。作為一種新型虛擬現實技術，三維建筑動畫技術[3]因其良好的三維性、靈活的交互性以及對硬件資源要求的簡易性等優(yōu)點備受師生的歡迎，三維技術能360度全方位展示建筑的形體空間與周邊環(huán)境，學生仿佛置身于建筑當中。這對學生形象思維能力的培養(yǎng)十分有效，也給建筑設計教學提供了全新的形式。

三維建筑動畫教學方式具有以下的優(yōu)點。

（一）真實感強，直觀展示

計算機軟件強大的三維功能，有利于將建筑概念轉化成立體的建筑仿真模型，特別是對于建筑內部空間以及建筑周邊環(huán)境的展示十分有效。效果圖只能提供靜態(tài)局部的視覺體驗，但三維建筑動畫比二維圖片表達的教學內容更多，也更加生動形象，能讓觀看者產生一種身臨其境的感覺。因此，用三維技術創(chuàng)建環(huán)境、渲染氣氛，可以引發(fā)學生的興趣，啟發(fā)學生的思維，促進學生對建筑形式的理解。學生全身心投入的感覺狀態(tài)，可以加深教學印象，提高教學效率[4]。

（二）交流性好，協作學習

通過三維建筑動畫進行學習的時候，學生可以自行選擇需要觀看的場景，對建筑及其周邊的環(huán)境進行觀察，既可從遠景中一覽建筑的外觀信息以及建筑與周邊環(huán)境的關系，也可從近景乃至特寫鏡頭中觀察到建筑的內部和細節(jié)。在觀摩學習過程中，學生針對自己的具體情況進行有選擇的學習，關注自己感興趣的地方或者是想要細致研究的點，學習自主性得到提高；學生也可進行分組討論，交流各自的想法，集思廣益，讓思維的火花迸發(fā)，學習主動性也隨之增加。自主協作學習環(huán)境的構建，讓學生能獲得更寬闊的解決思路，更透徹的問題分析能力，更靈活多樣的方法。

（三）融入感強，思維培養(yǎng)

三維建筑動畫可以創(chuàng)建出一個真實的場景，帶來逼真的視聽體驗，使參與者能夠直接感受到建筑在各種天氣場景中的變化。例如，在晴朗、下雨、下雪或是白天、傍晚、夜晚等不同的場景里，建筑所帶給人的感覺是不一樣的，學生可以通過三維動畫“親身”感受建筑以及周圍環(huán)境的變化，就如同是真的融于建筑所在的場景之中。與二維圖片相比，三維動畫所具有的展示特性，要比模型或效果圖更形象、生動和完整，更容易表現建筑的空間結構，極大提高了學生的形象思維能力，有效促進了學生建筑空間感的形成和對建筑設計方法的理解。

（四）易于制作，素材收集

三維動畫制作軟件操作方便，制作周期短，且制作成本較低。因此，三維建筑動畫可以豐富教學資源庫。對教師來說，可以快速方便地收集身邊的優(yōu)秀素材以及學生的優(yōu)秀作業(yè)，作為存檔和教學資料；對學生來說，除了建筑素材的收集，更重要的是可以在制作三維建筑動畫過程中掌握信息處理的能力，建立對建筑空間與體量的概念，關注到更多的建筑內部空間設計和建筑細節(jié)，而這正是在二維圖紙表現中經常被忽略的一點。

（五）發(fā)布方便，網絡交流

最后生成的三維建筑動畫均為WMV格式的視頻文件，網上及網下傳輸都非常方便，有利于學習內容、學習資源的共享。教師和學生能夠在網絡和資源庫上獲得所需的課程內容和學習資源，也能將自己的作品轉化為動畫文件并上傳到資源庫中。學生可不受時空地域的限制，隨時隨地看到其他同學的優(yōu)秀設計作業(yè)。更新速度快、資源量大、使用方便，三維建筑動畫資源庫的這三大特點促進了建筑網絡遠程教育的發(fā)展。

可以說，三維動畫技術為學生創(chuàng)建了一個場景，為學生提供一個真正學習交流的平臺，讓學生去進行空間想象，從而逐漸培養(yǎng)學生的形象思維能力，開闊他們對空間的認識與想象。三維技術的出現，實現了更加復雜的設計造型，更加豐富真實的色彩，創(chuàng)造出更加真實的虛擬場景，這比傳統的二維圖像具有更好的效果，更加人性化的虛擬展示也帶給人們設計工作中的愉悅感[5]。

四、 結語

豐富的教學資源可以滿足學生的各種學習需求，多樣化的教學方式有利于學生在接受、交流和自主協作學習中得到更好的發(fā)展，虛擬的學習環(huán)境擴寬了學生認知的時空范圍。教學內容的直觀性、形象性、動態(tài)性、多樣性的表達以及學生的體驗式學習是未來教學方式發(fā)展的方向[6]。盡管如此，但并不是所有的建筑場景都要用三維建筑動畫來表現，有些直接用平面圖片就能表達教學內容，就不必使用三維技術。我們可以在繼承傳統的二維平面教學模式優(yōu)點的同時，引入新穎的三維立體建筑動畫教學方式，以此作為舊有教學模式的補充及創(chuàng)新。以二維圖紙為主，以三維動畫為輔，兩種教學方式互相結合，相輔相成，互為補充，共同發(fā)展，是高校建筑學專業(yè)的教學改革創(chuàng)新的一個發(fā)展方向。

參考文獻：

[1]楊榮，馮梅，趙世偉，陳婉如. 三維全景技術在建筑設計教學中的應用[J].成都航空職業(yè)技術學院學報，2007，6（2）： 17-19，24.

[2]建筑設計教育資源優(yōu)秀作業(yè)庫網址[EB/OL].http：//jpkc.gdut.edu.cn/151/xyjz/xyjz/titled_5.html

[3]建筑設計教育資源動畫庫網址[EB/OL].http：//jpkc.gdut.edu.cn/151/xyjz/xyjz/titled_8.html

[4]馮梅. 三維全景技術在建筑設計教學中的應用研究[D].四川：四川師范大學.2006.

[5]劉夕榕. 虛擬現實技術在建筑設計中的應用與實現[D].山東：山東大學.2010.

[6]常濤. 全景技術及其在教學中的應用[J].中國科技信息，2012，（12）： 226-226 .