建筑與可視化設(shè)計(jì)方法研究

鄭夢龍

摘 要：改革開放之后我國處于高速發(fā)展階段，正所謂社會在進(jìn)步，時(shí)代在發(fā)展，信息技術(shù)水平也得到了大幅度提升，信息技術(shù)經(jīng)歷過幾次發(fā)展和改革之后，當(dāng)前我國已經(jīng)步入信息時(shí)代。隨著信息技術(shù)的不斷革新優(yōu)化，建筑設(shè)計(jì)工作也由傳統(tǒng)圖紙模式慢慢轉(zhuǎn)變，虛擬構(gòu)建、建筑模型以及可視化設(shè)計(jì)等新型的建筑設(shè)計(jì)方法被逐漸推廣和應(yīng)用。本文首先對當(dāng)前階段建筑信息模型構(gòu)建過程中的可視化設(shè)計(jì)、表達(dá)方法進(jìn)行概述，進(jìn)一步探究實(shí)際建筑設(shè)計(jì)過程中可視化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用的有效途徑，旨在切實(shí)提升我國可視化設(shè)計(jì)方法的實(shí)際應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；可視化設(shè)計(jì)；方法研究

當(dāng)前階段世界范圍內(nèi)各行各業(yè)都得到快速發(fā)展，我國建筑行業(yè)也不例外，由根本上發(fā)生質(zhì)的變化。尤其是近些年來我國信息技術(shù)處于快速發(fā)展和變革過程中，在建筑設(shè)計(jì)方面應(yīng)用的手段和方法也隨之不斷變化。

1.可視化設(shè)計(jì)方法概述

可視化其實(shí)是visualization的音譯，通常情況下指實(shí)際設(shè)計(jì)工作過程中借助電子設(shè)備進(jìn)一步處理使用者的目標(biāo)圖形以及圖像等各類信息，將單一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可在屏幕進(jìn)行觀看的圖形或者圖像性質(zhì)，從而完成事物交互處理的目的。

由建筑環(huán)境的設(shè)計(jì)不難看出計(jì)算機(jī)于實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法往往是設(shè)計(jì)時(shí)利用經(jīng)驗(yàn)和簡單圖形對建筑和環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，然后再依據(jù)建筑空間的物理環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起和發(fā)展，由上個世紀(jì)六十年代開始，部分設(shè)計(jì)師嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)將不可見環(huán)境因素進(jìn)行可視化操作，并希望通過理性的科學(xué)分析和先進(jìn)的技術(shù)手段提升建筑物理環(huán)境設(shè)計(jì)的進(jìn)準(zhǔn)程度，從而進(jìn)一步提升能源節(jié)約的目的。

可視化設(shè)計(jì)方法是將電腦圖形學(xué)、圖像處理等學(xué)科作為根本理論依據(jù)，然后借助研究數(shù)據(jù)和發(fā)掘不足等功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理的一種依據(jù)。目前階段此種技術(shù)被越發(fā)廣泛的應(yīng)用于我國建筑類的設(shè)計(jì)工作之中，旨在于建筑設(shè)計(jì)的初始階段提升建筑使用者設(shè)計(jì)意圖理解的程度和便捷性。

2.傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在問題分析

第一，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)工作絕大多數(shù)通過設(shè)計(jì)者腦補(bǔ)思維完成，并利用相對抽象的思維導(dǎo)圖對設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行推導(dǎo)和闡述。在這一過程中對即成的建筑公式及圖形文字架構(gòu)進(jìn)行利用，從而達(dá)成闡述的目的。此種模式雖然在特定情況下可將設(shè)計(jì)者對建筑的思維以及想法進(jìn)行相對明確展示，但是此種模式在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中往往需要花費(fèi)較長時(shí)間進(jìn)行針對性的專業(yè)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，才能使得設(shè)計(jì)效果最大化，所以無形中提高了設(shè)計(jì)工作者的入門高度，造成很大一部分具有較高思想的設(shè)計(jì)工作者，因經(jīng)驗(yàn)值或建筑公式等某方面知識的缺乏對自身設(shè)計(jì)思想無法精準(zhǔn)闡述的情況，對我國建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展造成一定阻礙。此外，無限度對傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)推理以及公式計(jì)算進(jìn)行沿用，使得實(shí)際設(shè)計(jì)工作始終被禁錮在某個框架內(nèi)，因此設(shè)計(jì)方案具有較大的局限性，對創(chuàng)新思維的萌芽和發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重影響。比如實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，尤其是居室的設(shè)計(jì)工作不斷對公式化和模式化設(shè)計(jì)進(jìn)行重復(fù)，往往僅能向設(shè)計(jì)使用者提供一些預(yù)期效果圖，設(shè)計(jì)過程以及設(shè)計(jì)意圖還需借助不可視剖面、平面等專業(yè)術(shù)語進(jìn)行進(jìn)一步溝通，嚴(yán)重限制了設(shè)計(jì)的發(fā)展。

3.建筑可視化設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用分析

當(dāng)前階段保證社會生活環(huán)境、自然環(huán)境以及建筑物的和諧共處是建筑設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)工作的基本前提和長期奮戰(zhàn)的目標(biāo)。因此可視化設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用需集中于以下幾個階段：

3.1方案構(gòu)思

可視化設(shè)計(jì)的方案構(gòu)思階段可對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的弊端進(jìn)行有效改善，更徹底的展示設(shè)計(jì)工作者的設(shè)計(jì)理念，借助科技網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等充分表達(dá)自身想法。比如我國某高校的體育設(shè)施建設(shè)及投標(biāo)過程中對可視化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了有效應(yīng)用。由于體育設(shè)施建設(shè)地址受到人為因素以及地域自然環(huán)境的限制，在體育設(shè)施的設(shè)計(jì)階段應(yīng)對狂風(fēng)暴雨等極端惡劣天氣的適應(yīng)強(qiáng)度十分重要。所以于體育場建筑設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員借助可視化技術(shù)的應(yīng)用對惡劣天氣等客觀因素進(jìn)行最大限度模擬，并實(shí)驗(yàn)體育場的耐受情況，從而可提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和可行性。

3.2計(jì)算實(shí)驗(yàn)

對于建筑工程設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)而言，通過建造結(jié)構(gòu)數(shù)對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行測算和模擬，比如對建筑能夠承受的最大風(fēng)壓、舒適風(fēng)壓、競賽風(fēng)壓等進(jìn)行事先計(jì)算和模擬，從而對不同設(shè)計(jì)方案所能承受的最大環(huán)境影響程度進(jìn)行確定，為后續(xù)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化改進(jìn)提供直接依據(jù)。

3.3評價(jià)及成果展示

對于評價(jià)和成果展示階段而言，可視化設(shè)計(jì)方法可向設(shè)計(jì)使用者最大限度展示設(shè)計(jì)結(jié)果以及設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖，使用者可對設(shè)計(jì)方案由各個角度進(jìn)行詳細(xì)的理解，并進(jìn)行針對性評價(jià)，從而結(jié)合建筑的實(shí)際情況給出更加切實(shí)可行的建議。

4.居住空間可視化表達(dá)方法的實(shí)際應(yīng)用分析

當(dāng)前階段我國室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)工作中對可視化設(shè)計(jì)以及表達(dá)方法應(yīng)用越發(fā)廣泛，簡單整理具體的設(shè)計(jì)信息表達(dá)方式：

第一，顯性形體的信息表達(dá)。顯示信息是實(shí)際設(shè)計(jì)工作中最為直接有效的表現(xiàn)形式之一，設(shè)計(jì)工作者可利用新型數(shù)字化信息對預(yù)期建筑設(shè)計(jì)效果采取相應(yīng)的可視化操作，從而推動設(shè)計(jì)效果的最終形成。此種表現(xiàn)方式中設(shè)計(jì)者可對二維、三維甚至是思維等不同展示方法進(jìn)行綜合應(yīng)用，從而可多角度、多細(xì)節(jié)的對有關(guān)設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行展現(xiàn)。比如是BIM技術(shù)的在建筑工程可視化的應(yīng)用，借助BIM技術(shù)對所需建立項(xiàng)目的真實(shí)信息進(jìn)行構(gòu)建，包含建筑的物理參數(shù)、幾何尺寸等，從而可直觀的看到項(xiàng)目建設(shè)過程及建成后的具體情況，提升項(xiàng)目交流的便利程度。

第二，建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的隱形數(shù)據(jù)展現(xiàn)。目前階段僅僅是顯性形體信息的提供對于我國建筑設(shè)計(jì)使用者的根本需求已然無法滿足，所以隱形數(shù)據(jù)的表達(dá)越發(fā)重要。比如居住空間的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，不僅需要借助文字、圖形等方式對設(shè)計(jì)的顯性信息進(jìn)行直接表現(xiàn)，而且還需在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)利用變量參數(shù)的添加對相關(guān)隱形數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行有效展現(xiàn)和傳遞；

第三，抽象信息的傳遞。可將此過程中的表達(dá)方式進(jìn)行劃分，包含抽象表現(xiàn)和具象表現(xiàn)兩種形式。對于具象表現(xiàn)而言，將可視化技術(shù)于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行應(yīng)用，可在一定程度借助多維度具象方式向設(shè)計(jì)使用者進(jìn)行設(shè)計(jì)中相對抽象信息的有效傳遞，從而給人以更加真實(shí)形象的感覺，使得抽象數(shù)據(jù)感知范圍和設(shè)計(jì)效果得到一定程度提高。比如是對3DS MAX制作軟件進(jìn)行應(yīng)用，通過此軟件將抽象思維語言向形象化進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從而可幫助設(shè)計(jì)師對自身設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行準(zhǔn)確表達(dá)。借助物體質(zhì)感、造型、結(jié)構(gòu)以及色彩等眾多因素將設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意進(jìn)行展現(xiàn)，從而達(dá)成建筑可視化的目的，實(shí)現(xiàn)連接設(shè)計(jì)師和設(shè)計(jì)使用者之間視覺語言溝通的作用。

結(jié)束語

本文首先簡單闡述了可視化設(shè)計(jì)方法，然后分析了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的問題和不足，接著探討了建筑可視化設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用，最后闡述了可視化設(shè)計(jì)方法在居住空間的實(shí)際應(yīng)用。通過上述所言不難得出結(jié)論，可視化設(shè)計(jì)方法在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中的科學(xué)應(yīng)用，可使得建筑設(shè)計(jì)的表現(xiàn)程度得到大幅度提升，對設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行最大限度傳遞，一定程度促進(jìn)了我國建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的有序發(fā)展，最終推動我國建筑行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步。

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（作者單位：中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司）