當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)的媒介化、虛擬化與數(shù)字化

汪 瑜

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當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)的媒介化、虛擬化與數(shù)字化

汪 瑜

（宿州學(xué)院 美術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，安徽 宿州 234000）

從當(dāng)代信息社會(huì)文化特征出發(fā)，探索其對(duì)建筑領(lǐng)域的影響，指出當(dāng)代許多建筑師紛紛突破了傳統(tǒng)空間觀念的藩籬，并敏感地捕捉了信息時(shí)代的精神，在建筑設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出表皮媒介化、空間虛擬化、過程數(shù)字化的特征。

當(dāng)代；建筑設(shè)計(jì)；媒介化；虛擬化；數(shù)字化

當(dāng)今社會(huì)，信息化趨勢(shì)已經(jīng)在文化、科技、經(jīng)濟(jì)、交通等各個(gè)領(lǐng)域顯現(xiàn)，并不斷啟發(fā)和改變著人類的生活方式和思維模式。如果說(shuō)工業(yè)時(shí)代人們的思維模式傾向于“分析”，那么在當(dāng)今信息時(shí)代則表現(xiàn)為“整合”。人們的文化價(jià)值觀正逐漸超越了“傳統(tǒng)與現(xiàn)代”、“地域與國(guó)際”等二元對(duì)立的模式，開始強(qiáng)調(diào)事物之間的關(guān)聯(lián)性、互補(bǔ)性與混融性。建筑學(xué)藉此獲得了發(fā)展的契機(jī)，不再只關(guān)注于空間要素的內(nèi)在關(guān)系，而是以一種更加多元、開放、動(dòng)態(tài)的思路尋求與信息時(shí)代的呼應(yīng)。同時(shí)，隨著信息自我衍生與繁殖的能力迅速增強(qiáng)，當(dāng)代一些建筑師們開始轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的空間觀念，思考建筑在這一社會(huì)現(xiàn)象下的存在狀態(tài)，在設(shè)計(jì)中充分挖掘建筑的信息獲取與傳播能力，并廣泛運(yùn)用當(dāng)代數(shù)字技術(shù)、多媒體光電技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等信息技術(shù)革命的成果，使當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出表皮媒介化、空間虛擬化和過程數(shù)字化的特征。

一、表皮媒介化

表皮媒介化是指在建筑設(shè)計(jì)中，將表達(dá)信息的文字、符號(hào)、圖像、影像等運(yùn)用在建筑表皮上，使建筑表皮成為了傳播信息的工具，從而具有了媒介化的特征。

一直致力于研究大眾文化的伯明翰學(xué)派（Birmingham School）以一種哲學(xué)的觀點(diǎn)闡釋了媒介的概念：“媒介是一種感官體驗(yàn)或思想表達(dá)過程中的中間物。”[1]可以簡(jiǎn)單地理解為媒介就是傳遞信息的載體、溝通信息的通道。媒介理論家馬歇爾·麥克盧漢（Marshall McLuhan）認(rèn)為媒介就是信息，它不僅是一種有意義的中介，能夠通過其承載的視覺形象或符號(hào)傳遞信息，同時(shí)，媒介本身也具有積極的能動(dòng)作用，能夠?qū)θ说母泄佼a(chǎn)生影響。

隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，建筑作為一種重要的文化形式也開始注重信息的傳遞。馬丁· 海德格爾（Martin Heidegger）曾說(shuō)道：世界正在遭遇“圖像時(shí)代”，我們存在的世界正在被圖像化。作為信息消費(fèi)的對(duì)象，建筑也通常被圖像所包圍，而建筑表皮則成為了視覺圖像的展示場(chǎng)。可以說(shuō)，“建筑表皮不再僅僅表達(dá)建筑的構(gòu)造或功能，更多的是展示出信息或者使自身成為當(dāng)代媒介中的一支。”[2]越來(lái)越多的建筑表皮借由其物質(zhì)屬性和可視性特征，擴(kuò)張為與建筑創(chuàng)作緊密關(guān)聯(lián)的媒介形式，利用圖像進(jìn)行著信息傳遞，使其自身力量逐漸超越了實(shí)體空間，成為了建筑的本體和原型。法國(guó)當(dāng)代著名建筑師讓·努維爾（Jean Nouvel）十分關(guān)注建筑表皮的圖像呈現(xiàn)，他認(rèn)為建筑表皮與視覺圖像的整合將在一定程度上使建筑轉(zhuǎn)換成平面。在新哥本哈根音樂廳的設(shè)計(jì)中，努維爾運(yùn)用玻璃纖維和PVC材質(zhì)，將建筑表皮變成了一個(gè)巨大的屏幕，一些音樂家們的影像在屏幕上若隱若現(xiàn)，映射出朦朧虛幻的視覺效果（圖1）。在這里，建筑表皮處于隨時(shí)變化之中，建筑的信息和傳媒屬性替代了傳統(tǒng)的功能特性，建筑實(shí)體被削弱。努維爾曾這樣評(píng)論這座建筑：“這是一座充滿了神秘色彩的建筑，是讓人產(chǎn)生遐想的平行空間，是影像、燈光、色彩共同表現(xiàn)的場(chǎng)所。”

雅克·赫爾佐格（Jacques Herzog）與皮埃爾·德梅隆（Pierrede Meuron）的建筑表皮較多地呈現(xiàn)出媒介化的特征，視覺圖像、文字符號(hào)、燈光色彩都有可能成為他們對(duì)建筑表皮構(gòu)思的源泉。赫爾佐格曾說(shuō)：“我們從不執(zhí)著追求建筑的意義，而將精力和興趣投放到直接的物質(zhì)和精神情感中，所以我們的建筑是反再現(xiàn)的。我們的目標(biāo)是掠過建筑思想、歷史文脈、社會(huì)文化等復(fù)雜層面，為每個(gè)地方、每個(gè)人提供最直接、最基本、易理解的設(shè)計(jì)。”因此，他們的建筑更多地關(guān)注于直觀信息的傳達(dá)，通過表皮的材料、肌理、光影的變化，為人們提供直接的感官體驗(yàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)的慕尼黑安聯(lián)大球場(chǎng)是一個(gè)可以變換色彩的巨大發(fā)光體，這得益于建筑半透明的菱形ETFE膜表皮和發(fā)光裝置的共同作用。值得注意的是，建筑表皮所投射出的燈光顏色并不是隨意變換的，而是有針對(duì)性地展現(xiàn)。紅、藍(lán)、白三色燈光分別對(duì)應(yīng)著不同球隊(duì)的隊(duì)服顏色，使人們即使不看賽前預(yù)告也能準(zhǔn)確獲知哪支球隊(duì)在比賽。并且當(dāng)主隊(duì)進(jìn)球時(shí)，建筑表皮的主隊(duì)顏色還會(huì)增強(qiáng)。總之，這座建筑通過表皮燈光的顏色、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、閃爍頻率等生動(dòng)地傳達(dá)了賽事信息，突出了建筑的表現(xiàn)力（圖2）。

圖1 新哥本哈根音樂廳

圖2 慕尼黑安聯(lián)大球場(chǎng)

當(dāng)代建筑表皮媒介化是建筑創(chuàng)作信息化的結(jié)果，是大眾文化與傳播媒介普遍融合背景下的應(yīng)對(duì)策略，是在瞬息萬(wàn)變的社會(huì)環(huán)境中對(duì)傳統(tǒng)空間觀念的突破。可以說(shuō)，媒介化的建筑表皮敏感地捕捉了信息時(shí)代的精神，充分地反映了信息時(shí)代的特征。

二、空間虛擬化

空間虛擬化意指在建筑空間中，營(yíng)造一個(gè)“用計(jì)算機(jī)生成、進(jìn)入并維持的多維、人造或虛擬的現(xiàn)實(shí)”[3]，使空間具有虛擬性和交互性的特征。也就是說(shuō)，空間的虛擬化包含兩層含義：一是對(duì)現(xiàn)實(shí)的模擬，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)使空間中的人在虛擬信息中產(chǎn)生類似于真實(shí)三維空間中的環(huán)境體驗(yàn)；二是對(duì)信息的擴(kuò)展，向空間中的人輸送大量信息并與之產(chǎn)生交互式的信息交流。

當(dāng)代信息社會(huì)的本質(zhì)是非物質(zhì)性，傳統(tǒng)的以物質(zhì)生產(chǎn)為主的產(chǎn)業(yè)逐漸被現(xiàn)代科技和信息所主導(dǎo)，建筑也在一定程度上呈現(xiàn)出非物質(zhì)化的特征。一些建筑師在設(shè)計(jì)中發(fā)展了虛擬的時(shí)空觀念，營(yíng)造出了非物態(tài)的虛擬空間。著名建筑大師雷姆·庫(kù)哈斯（Rem Koolhass）曾預(yù)言：“在未來(lái)的數(shù)年里，建筑會(huì)遭遇到史無(wú)前例的巨大競(jìng)爭(zhēng)，虛擬空間的蓬勃發(fā)展將把我們從真實(shí)世界里剝離出來(lái)，這絕對(duì)是難以想象的。我們無(wú)法繼續(xù)維持我們存在的區(qū)域和界限，因?yàn)樗鼈冋谇臒o(wú)聲息地合并。我們進(jìn)入了一個(gè)更虛幻、更靈活的領(lǐng)域——電子領(lǐng)域。”[4]值得注意的是，虛擬空間并入實(shí)體空間，并不意味著使實(shí)體空間變小了，而是將自身攜帶的信息作為一種空間屬性實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體空間的模擬和擴(kuò)展。

相對(duì)于我們所存在的靜態(tài)物理性空間，虛擬空間的信息是流動(dòng)而多維的，它們以文字、聲音、圖像、燈光等各種可被感知的形式穿梭于實(shí)體空間中并與之相互滲透，最終重構(gòu)一個(gè)多維度的時(shí)空環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，信息的傳遞方式較為直接而有趣，能夠充分地調(diào)動(dòng)人們的各種感官知覺去有效地使用空間，增強(qiáng)人們與空間的交流以及對(duì)空間細(xì)節(jié)的關(guān)注。荷蘭NOX建筑師事務(wù)所一直在探索信息社會(huì)中人與空間、技術(shù)的交互作用，其創(chuàng)始人拉斯·斯普布洛伊克（Lars Spuybreok）曾說(shuō)：“我們正處于信息時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代里，我們的身體、語(yǔ)言以及我們存在的世界都正在極端液態(tài)化，形式、物質(zhì)與媒體混合在一起，空間與信息融合在一起。”[5]在NOX設(shè)計(jì)的水上展覽館中，設(shè)置了多種傳感器，用來(lái)探測(cè)參觀者的每一個(gè)動(dòng)作。這些傳感器連接著激光束發(fā)射裝置，并且投射到一套網(wǎng)格中，形成一個(gè)多元集成的控制系統(tǒng)。當(dāng)空間中的人觸碰到激光束時(shí)，就會(huì)被傳感器感應(yīng)并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)傳播到網(wǎng)格，此時(shí)空間中的藍(lán)色燈光系統(tǒng)被激活，并呈波浪狀掃過，形成了虛擬的、活動(dòng)的水空間。同時(shí)，這些虛擬的水會(huì)隨著參觀者在行進(jìn)過程中動(dòng)作的變化而產(chǎn)生不同的光色變幻，使空間中的每一個(gè)人都獲得不同的空間體驗(yàn)。在這里，空間是模糊的，信息是無(wú)限的（圖3）。

圖3 水上展覽館

圖4 今日美術(shù)館“未來(lái)館”

位于北京的今日美術(shù)館作為我國(guó)第一家民營(yíng)公益性的當(dāng)代藝術(shù)館，一直竭力促進(jìn)當(dāng)代藝術(shù)活動(dòng)與公眾之間的良性互動(dòng)。2015年8月，該館中具有先鋒性空間概念的“未來(lái)館”開幕，并在其中增加了虛擬展覽和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）展覽的形式。借助360全景展示技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)，展館中的二維圖像被模擬成真實(shí)的三維空間，且其中每一個(gè)像“點(diǎn)”存在的展覽都形成了一個(gè)立體空間，極大地豐富了展示的效果。同時(shí)參觀者可以自由操控圖像功能，使其放大、縮小或移動(dòng)，由此帶來(lái)了三維虛擬空間的形式變化，使觀眾能夠完全沉浸在展示環(huán)境中，多層次地理解藝術(shù)品（圖4）。

建筑空間的虛擬化設(shè)計(jì)加強(qiáng)了信息的傳播與交流，使人們對(duì)空間信息的獲取不再是單向度的，而是空間、人、信息的深度對(duì)話。

三、過程數(shù)字化

建筑設(shè)計(jì)的數(shù)字化過程體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在設(shè)計(jì)創(chuàng)作階段使用數(shù)字技術(shù)在計(jì)算機(jī)中生成和控制設(shè)計(jì)對(duì)象的形態(tài)，并且可通過改變其中的某些參數(shù)而產(chǎn)生不同的結(jié)果，自動(dòng)生成多種選擇方案，使得復(fù)雜建筑形體的處理變得更加簡(jiǎn)便和精確，建筑設(shè)計(jì)也更加靈活；二是在實(shí)際建造過程中使用數(shù)控設(shè)備建構(gòu)建筑或生產(chǎn)建筑構(gòu)件，使得以前只能停留在紙上的一些非線性、多維、扭曲面等難以建造的建筑形體迎刃而解。

當(dāng)今信息時(shí)代，科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展深刻影響了人類生產(chǎn)生活的方方面面，也給建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)了強(qiáng)烈的沖擊。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)作為極具代表性的高新技術(shù)成果，對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了輔助設(shè)計(jì)工具的一般作用，而是在深層次推動(dòng)了建筑師對(duì)新的建筑形態(tài)、空間、結(jié)構(gòu)的探索和實(shí)踐。可以說(shuō)，當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)由理性標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)時(shí)代設(shè)計(jì)特點(diǎn)轉(zhuǎn)向以數(shù)字技術(shù)為主要手段的信息化創(chuàng)作方式。

格雷戈·林恩（Greg Lynn）在建筑創(chuàng)作中崇尚數(shù)字化設(shè)計(jì)，他認(rèn)為：“當(dāng)代的計(jì)算機(jī)數(shù)字設(shè)計(jì)可以促使建筑師們消除諸如歷史、傳統(tǒng)理論等堆積在它們腦中的東西。”[6]他在其作品集《動(dòng)態(tài)形式》中，闡述了他的數(shù)字化設(shè)計(jì)過程：首先依據(jù)項(xiàng)目的場(chǎng)地環(huán)境分析建筑的限制條件，然后在電腦中將它們轉(zhuǎn)化為造型參數(shù)，獲得一定的形式范圍，最后通過調(diào)整數(shù)據(jù)和控制動(dòng)態(tài)時(shí)間確定最終的建筑形式。他的大多數(shù)作品形式如拓?fù)湫巍⒄郫B形、泡狀物等都是運(yùn)用數(shù)字技術(shù)創(chuàng)作的成果。

SMG是高技派建筑大師諾曼·福斯特（Norman Foster）的建筑事務(wù)所中一個(gè)以項(xiàng)目為主導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，在瑞士的Chesa Futura住宅項(xiàng)目中，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)形態(tài)類似梨形的包裹空間（圖5）。為了確保建筑形態(tài)的實(shí)施以及盡可能地使建筑擁有良好的景觀視域，必須在建筑下方利用8根支柱將整個(gè)建筑托起，而且建筑朝南面要盡可能開敞，以便獲得充足的采光和對(duì)景觀的俯瞰，而北面則需封閉以滿足保溫的需求。同時(shí)，為了使建筑與周圍環(huán)境能夠融為一體，設(shè)計(jì)師希望利用當(dāng)?shù)啬静淖鳛榻ㄖ砥さ牟牧稀Ｈ欢@面臨了兩個(gè)難題：一是結(jié)構(gòu)問題，需保證木材在當(dāng)?shù)貧夂驖窭涞那闆r下性能的可靠性，以及屋頂、骨架、墻面等結(jié)構(gòu)構(gòu)件在拼接時(shí)的精確性，避免過多的變形；二是信息問題，由于建筑形態(tài)的不規(guī)則性，建筑構(gòu)件的數(shù)量和種類較多，需要便捷高效的信息傳遞，以避免在施工過程中因拼接構(gòu)件而繁亂。針對(duì)這些技術(shù)問題，SMG設(shè)計(jì)了名為“Marcos”的數(shù)字軟件，并將結(jié)構(gòu)施工人員按照不同的構(gòu)件種類分成不同的工作小組，但是都由同一個(gè)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)操控。在設(shè)計(jì)與施工的間隙，SMG運(yùn)用快速成型的數(shù)控設(shè)備將部分產(chǎn)品模型生產(chǎn)出來(lái)并進(jìn)行校驗(yàn)，然后將測(cè)得的數(shù)據(jù)信息輸入到“Marcos”軟件中進(jìn)行核對(duì)。通過對(duì)數(shù)字軟件的精確操作以及數(shù)控設(shè)備的運(yùn)用，使得建筑的各界面優(yōu)雅、順滑地聯(lián)接在一起，最終完美地實(shí)現(xiàn)了建筑形體的創(chuàng)造。

圖5 Chesa Futura住宅

隨著當(dāng)代數(shù)字化技術(shù)的高效性與便利性逐漸顯現(xiàn)，國(guó)內(nèi)一批建筑師也紛紛開展了數(shù)字化設(shè)計(jì)的探索和實(shí)踐，清華大學(xué)建筑學(xué)院的徐衛(wèi)國(guó)教授便是其中的代表人物。他主持設(shè)計(jì)的武漢凱迪科技園餐廳，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了曲線流動(dòng)的建筑形體和漸變的立面肌理效果。具體過程為：首先根據(jù)基地周圍環(huán)境，分析景觀視線和光照需求，確定建筑的遮陽(yáng)及開窗形式，并將其轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)的影響參數(shù)進(jìn)行位圖編輯；接著運(yùn)用Maya軟件中的MEL語(yǔ)言，將位圖中的數(shù)值與遮陽(yáng)的范圍以及開窗的面積相關(guān)聯(lián)，并通過調(diào)整數(shù)值帶來(lái)形式變化；然后從若干種形式結(jié)果中確定結(jié)構(gòu)的合理性，形成具有變化的立面網(wǎng)格；最后運(yùn)用類似的方法，綜合室內(nèi)功能布局、就餐視線等因素，形成最終的建筑形體（圖6）。

圖6 武漢凱迪科技園餐廳

可以看出，建筑設(shè)計(jì)的數(shù)字化過程更多的是對(duì)當(dāng)代高技術(shù)中的非物質(zhì)性的“軟件”應(yīng)用，而非工業(yè)時(shí)代對(duì)物質(zhì)性的有形機(jī)械的重視。

四、結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今社會(huì)信息化浪潮中，建筑領(lǐng)域在不同層面上都產(chǎn)生了深刻的變革，建筑師的創(chuàng)作也比任何時(shí)候都更為自由與活躍，紛紛突破了傳統(tǒng)空間的藩籬，通過表皮媒介化、空間虛擬化、過程數(shù)字化的方式，消解了建筑表皮與空間、物質(zhì)與非物質(zhì)、真實(shí)與虛擬之間的界限，朝著更為廣闊的信息化設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展。建筑正在成為“非建筑的東西”——信息的承載體或都市生活鏡像的萬(wàn)花筒。

[1] [英]雷蒙·威廉斯．關(guān)鍵詞：文化與社會(huì)的詞匯[M]．劉建基譯．北京：生活·讀書·新知三聯(lián)書店，2005．203．

[2] [美]蒂爾·韋勒．建筑表皮——從單純的物質(zhì)需要到美觀需求[J]．李菁譯．世界建筑，2008，（04）：26．

[3] [英]詹姆斯·斯蒂爾．當(dāng)代建筑與計(jì)算機(jī)——數(shù)字設(shè)計(jì)革命中的互動(dòng)[M]．徐怡濤，唐春燕譯．北京：中國(guó)水利水電出版社，2004．26．

[4] 朱濤．信息消費(fèi)時(shí)代的都市奇觀——世紀(jì)之交的當(dāng)代西方建筑思潮[J]．建筑學(xué)報(bào)，2000，（10）：16．

[5] Peter Zellner. Hybrid Space[M]．London: Thames & Hudson, 1999．139.

[6] [英]休·奧爾德西—威廉斯．當(dāng)代仿生建筑[M]．盧昀偉，等譯．大連：大連理工大學(xué)出版社，2004．151．

The Mediumlization, Virtualization and Digitization of Contemporary Architectural Design

WANG Yu

(School of Art and Design, Suzhou University, Suzhou Anhui 234000, China)

This paper started from the cultural characteristics of contemporary information society, explored its impact on the construction field, and pointed out that many contemporary architects have broken through the restriction of traditional concept of space and capture the spirit of the information age sensitively. It presented the characteristics of exterior mediumlization, space virtualization and process digitization in architectural design.

contemporary; architectural design; mediumlization; virtualization; digitization

J59

A

2095－414X(2017)05－0056－04

汪瑜（1987-），女，助教，碩士，研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì).