圖形的生成與轉換

李 昕 何劍嵐

(1．江蘇建筑職業(yè)技術學院，江蘇 徐州 221116; 2．揚州職業(yè)大學，江蘇揚州 225000)

1 草圖特點

“靈動的草圖，建筑的開始”(安藤忠雄)。草圖把設計構思的發(fā)展過程用圖形的形式記錄下來，使設計師的思想在紙上變得清晰可見，并且這些思想在圖紙上被實驗、比較、草擬以及被自由的演繹，進而生成整個建筑造型。就空間、造型和技術設計幾個方面來說，草圖明顯具有以下特點:

1)工具簡單、方便快捷，有利于作者迅速捕捉主要概念、新鮮的印象。

2)角度選擇自由，可作正投影、軸側、透視多方面分析。

3)形式研究方面:草圖可以使設計師自由的從基本概念入手，深入的研究對象形體的特征、轉折、穿插、透視以及內(nèi)外輪廓線的關系。

快速捕捉基本明暗、光影、量感、空間感、質(zhì)感等。快速把握基本色調(diào)、色彩對比。

4)空間方面:功能、流線分析，空間關系，文脈，地形等。

5)技術方面:可精細的表現(xiàn)出材料、結構、構造以及節(jié)點大樣。

6)設計師根據(jù)內(nèi)容和自己的喜好，自由使用線條、色塊、圖表、文字等方式(見圖1)。

2 模型的“真實性”

草圖的最大特征是可以幻想，但卻是在一個抽象且經(jīng)常不易明白的層面上，以圖解的元素將線條和平面具體表現(xiàn)，一些潛在的解決方法可能會被忽視。而模型則是以建構的元素——體量、片板、支柱將我們的空間想象呈現(xiàn)出第一次具體的轉化，可以使人們更接近設計想法的實際。借助模型設計師推敲建筑的內(nèi)部或外部的造型、結構、色彩、表面肌理及光線等可使建筑體的各個角度都能更準確地觀察到。模型還可推進創(chuàng)造過程，將三維空間完整地分層次展現(xiàn)出來。

模型是典型的非線性設計工具，概括性的模型伴隨著設計思路直接在三維空間中形成。設計概念在三維空間中構思的萌芽被加以提煉，建筑材料被象征性地表現(xiàn)，建筑各個組成部分之間的關系被抽象概括。它直觀的生成物體的形狀、尺度、方向、色彩和肌理等。它還具備快速修改的特點。概念模型能提煉出最基本的設計靈感，捕捉重要的第一感覺。國內(nèi)外建筑師經(jīng)常在方案探討過程中用硬紙板和膠水制作簡易模型以作研究，如果是建筑群設計則應用泡沫塑料切塊布置。這種工作模型制作簡單，節(jié)省時間，有時甚至比畫一張透視圖還快，而且還能看到透視圖上所表現(xiàn)不到的東西。

圖1 艾森曼運用草圖演繹6號住宅生成過程

文字和雕塑的因素在丹尼爾·里伯斯金早期的模型制作中就被很好地結合在一起(見圖2)。模型的整個表面都用帶文字和圖形的紙張通過膠水粘結成片狀。有時從圣經(jīng)上或電話本上撕下的帶有文字的紙，按反轉形式印刷成的白色在黑底上的建筑圖，圖形、雕塑和肌理同時存在融會成詩一般的意境。另外還包括在模型的木制表面上拼貼各種符號標記，這種融合了語言和造型的手法使我們感受到解構主義的雛形。

將二維所描繪的造型和空間轉化成立體的形式，這一過程無疑有趣而刺激。把草圖和效果圖升華成三維的形式，概念模型將二維空間的透視圖轉變成三維實體，其中的地點、位置、氣候和環(huán)境之間的相互關系都要經(jīng)過深思熟慮。這種轉化不是電腦所能完成的，這源于空間轉換在設計進程初期產(chǎn)生的一種比較特殊的“魅力”。

弗蘭克·蓋里以他的高度敏感和雕塑方式來處理建筑的設計方法而聞名(見圖3)。蓋里認為其對建筑實踐的主要貢獻是將自己研究的形和圖像直接變?yōu)榻ㄖ?，正是通過特有的眼手協(xié)調(diào)，在轉型的過程中把草圖變成模型，模型變?yōu)榻ㄖ?。他的許多構思直接來自繪畫和雕塑的啟發(fā)，建筑成為他思考和處理材料、空間與藝術造型的體驗。蓋里感興趣的是把繪畫放進另一個領域時出現(xiàn)的問題。當三維空間里并列一組形體，如何解決建筑中的問題?！芭c在空間中排列不同，靜物畫中最有意思的是物體間的距離和關系是靈活的，是形成立體雕塑的過程?！?/p>

圖2 起草圖作用的概念模型

圖3 雕塑方式處理的立體建筑模型

模型并不意味著僅僅再現(xiàn)平面的內(nèi)涵，也不是表現(xiàn)外觀的尺寸和體塊的組合。它的作用是嘗試方案的各種可能性。模型的這種特殊性將建筑構思順其自然地制成卡紙模型，在三維空間中捕捉繪畫靈感。這是模型的精粹，它們能展示出所有形體的空間特點、質(zhì)感、色彩，最重要的是活力。模型能捕捉構思的本質(zhì)，將人們引入設計概念的核心。

3 計算機輔助設計

計算機的進展，越來越趨向完美的軟件，漸漸消除了虛擬世界和現(xiàn)實的區(qū)別。現(xiàn)實世界與視覺世界的界限漸漸模糊，不同類型的圖畫可以相互置換。建筑師不必遵從傳統(tǒng)的透視或是正投影規(guī)則，可能以新的眼光對待我們所從事的設計項目，把注意力放在空間的體驗上，在其設計過程中增加了一個評價設計質(zhì)量的手段。計算機輔助設計的功能和使用范圍已能在建筑設計各個階段幫助建筑師完成各項工作任務?，F(xiàn)階段具體的應用及特點主要包括以下幾個方面:

1)可行性分析、項目投標。

運用計算機的數(shù)據(jù)信息處理能力的巨大優(yōu)勢，對工程項目的可行性和合理性進行分析和預測，以避免決策上的重大失誤。

2)概念設計、造型構思。

建筑師是依靠自己的空間想象力和借助簡單的示意草圖來進行方案構思和造型設計具有很大的局限性。計算機技術可以給建筑師提供一個強有力的智能工具，包括編輯、儲存、虛擬等數(shù)字化手段，幫助構思建筑的三維體型、空間、造型、色彩和質(zhì)感效果，并能同時與周圍的真實環(huán)境結合起來考慮設計方案(見圖4)。

圖4 計算機輔助設計的建筑三維效果圖

3)擴大初步設計。

在深入的建筑設計方案設計過程中，計算機軟件可以對設計中的各種指標進行量化。可以對采集的設計指標、屬性或功能活動關系進行分析和評估，并通過人機交互的方式進行反饋修改，形成交互式人機優(yōu)化循環(huán)。

4)設計制圖、技術文檔。

利用建筑CAD，建筑師可以生成或修改建筑設計圖。圖形能任意移動、旋轉、縮放和拼接，能自動標注尺寸和圖標。建筑師可以按不同工種和內(nèi)容分別存貯有關建筑設計信息在不同的圖層中。又可以按需要任意選取不同的圖層內(nèi)容進行組合輸出，生成各種施工圖紙。設計系統(tǒng)具有統(tǒng)一的方案數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，記錄、存貯設計方案全部設計信息。它保證了不同設計工種在工作上的協(xié)調(diào)一致。

4 結語

圖式表現(xiàn)是建筑師將構思形象化的必要手段，它直接指向了建筑學的本質(zhì)問題:空間、結構、序列。實際上，利用圖式的操作方式可以引發(fā)更多的創(chuàng)造力。這種與概念“靠近”的想法源自于童年時代的遐想，是我們與建筑之間最簡單、最密切的交流方式。草圖、各類計算機軟件與模型材料總是與建筑材料有所不同，但它卻能為我們提供一種相對真實的空間實際感覺。各類圖式制作的構造方式也能影響到它所反映的建筑特點。采用不同的表現(xiàn)工具或?qū)嶒炐圆牧隙罱K形成不同的設計，兩者之間始終存在一種內(nèi)在的聯(lián)系，這既體現(xiàn)在實踐中，也體現(xiàn)在設計過程中，建筑形式最終是兩者的折衷。

［1] 彭一剛．建筑空間組合論［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009．

［2] 段 進．城鎮(zhèn)空間解析［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011．

［3] ［美］理查德·曼凱維奇．數(shù)學的故事［M］．馮 速，譯．海口:海南出版社，1998．

［4] ［美］柯林·羅，費瑞德·科特．拼貼城市［M］．童 明，譯．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003．