從線框到AI

建筑行為幾乎與人類文明的曙光同時出現(xiàn)。尚在刀耕火種時，先民繪巖壁、夯石土、鑿戶牖（yǒu），用雙手實現(xiàn)自我對改良生存環(huán)境的美好愿望。

可以說，對美好人居環(huán)境的向往，是刻在我們基因中的。不過幾千寒暑，建筑標(biāo)準(zhǔn)制圖規(guī)范已經(jīng)純熟，在建筑師們以靈巧的雙手精心刻畫下，一座座建筑設(shè)施拔地而起。

時至今日，各大設(shè)計院內(nèi)，巨大的繪圖桌已被一臺臺電腦替代，手繪功底也從“安身立命之道”變成了“君子藏身之器”。建筑學(xué)院的學(xué)習(xí)已經(jīng)離不開電腦建模工具軟件，在這里想給大家講述電腦建模發(fā)展的歷史。

線框模型

20世紀(jì)60年代末，人們開始研究用線框和多邊形構(gòu)造三維實體，這樣的模型被稱為線框模型。

三維實體由全部頂點(diǎn)和邊的集合來描述，線框模型類似于人類的骨骼。

優(yōu)點(diǎn)：可以產(chǎn)生任意視圖，方便生產(chǎn)工程圖；構(gòu)造簡單，節(jié)約計算機(jī)資源。

缺點(diǎn)：只能表示物體的表面和邊界，無法進(jìn)行剖切和物性計算；無法判斷哪些是不可見邊，哪些又是可見邊；難以準(zhǔn)確地確定實體的真實形狀，這不僅不能完整、準(zhǔn)確、唯一地表達(dá)幾何實體，也給物體的幾何特性、物理特性的計算帶來困難。

隨著人們對模型物理特性、表現(xiàn)效果需求的提升，這種古老的建模方式還未得到推廣就很快被淘汰了。

實體模型

20世紀(jì)70年代，實體模型建模成為設(shè)計主力。實體模型是在三角形所確定3個數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，由一組通過空間位置，在不同平面內(nèi)的線相互連接而成的。實體模型是建立三維模型的基礎(chǔ)。它具有完整性和無二義性，保證只對實際可實現(xiàn)的零件進(jìn)行造型。

實體模型能精確表達(dá)零件的全部屬性，成為CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）發(fā)展史上的第二次技術(shù)革命。

參數(shù)化技術(shù)

20世紀(jì)80年代中晚期，參數(shù)化技術(shù)和特征模型成為主流。設(shè)計軟件采用參數(shù)化技術(shù)，允許設(shè)計者通過尺寸約束來控制形狀。

特征模型則允許設(shè)計者在形狀或功能上具有相似性的設(shè)計方案。

變量化技術(shù)

20世紀(jì)90年代，設(shè)計軟件引入了變量化技術(shù)。

變量化系統(tǒng)允許設(shè)計者先形狀后尺寸，更自由地考慮設(shè)計方案。操作者可以先決定所感興趣的形狀，然后再給一些必要的尺寸，尺寸是否注全并不影響后續(xù)操作。

正是因為這項技術(shù)，我們才可以在電腦建模工具軟件里縮放模型或者體塊大小。

虛幻引擎與AI建模

虛幻引擎于1998年推出，初代虛幻引擎將渲染、碰撞偵測、AI、圖形、網(wǎng)絡(luò)和文件系統(tǒng)集成為一個完整的引擎。

眾多令人難辨真假的場景自此而出，動態(tài)檢測、碰撞體積、動態(tài)陰影，使得在虛擬世界中復(fù)原古代建筑場景成為現(xiàn)實。

現(xiàn)如今，生成式AI將AI建模再次推至風(fēng)口浪尖，僅僅幾張掃描圖片，經(jīng)過AI分析，便可以生成3D模型。文字轉(zhuǎn)模型功能也已經(jīng)被廣泛實驗，正待投入商用。

或許某一天，我們的設(shè)計課將由AI輔助，在框架生成后再手動細(xì)化即可。

Ai獨(dú)立設(shè)計技術(shù)成熟之日尚遠(yuǎn)，不過我想，如果真有此日，人工設(shè)計或許會成為藝術(shù)追求的一部分，以奢侈品的方式為人類更高遠(yuǎn)的精神追求服務(wù)。

隨著科技的不斷演進(jìn)，我們可以期待未來三維軟件和技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，為人們帶來更加驚人的視覺效果和創(chuàng)作可能。

（作者：天津大學(xué)建筑學(xué)院學(xué)生）