有關(guān)分形理論在園林設(shè)計(jì)中的一個(gè)具體應(yīng)用分析

【摘 要】分開(kāi)理論的運(yùn)用讓園林創(chuàng)作手法更加豐富且更接近自然。其理論的產(chǎn)生、發(fā)展都經(jīng)過(guò)了一個(gè)非常長(zhǎng)的時(shí)間考驗(yàn)，是一步一步所延伸出來(lái)的新型思想。運(yùn)用分形理論中的一些原則，可以對(duì)復(fù)雜的自然景觀進(jìn)行真實(shí)描述，對(duì)以后繪制更有效、真實(shí)的自然景觀有著很好的參考作用。

【關(guān)鍵詞】分形理論；園林設(shè)計(jì)；具體應(yīng)用

在人們生活的世界里，有許多人熟悉而又富有變化的現(xiàn)象，其涉及到幾何圖形卻沒(méi)有辦法用整數(shù)去解釋。所以用點(diǎn)、面、線作為研究對(duì)象的各種復(fù)雜、不規(guī)則的事沒(méi)有能力。因此，以分給特性的分開(kāi)幾何可讓這種復(fù)雜的、沒(méi)有規(guī)劃的事物描述成為可能。

一、分形理論的相關(guān)概念

此概念是由數(shù)學(xué)家所提出的，指的是部分和整體，是以某類(lèi)形式相似的形所存在的，即成為分形。也就是局部整體形態(tài)的相似點(diǎn)。此相似形給園林創(chuàng)作提供了新的方法。

但是，到現(xiàn)在為止仍未能給分形明確的定義，但去可通過(guò)其特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明：第一，結(jié)構(gòu)精細(xì)，可在任意小比例尺度內(nèi)包含相關(guān)的整體；第二，沒(méi)有規(guī)則性，所以不可用原有傳統(tǒng)幾何語(yǔ)言進(jìn)行描述；第三，有某種類(lèi)似性，可近似的自相似可統(tǒng)計(jì)意義下的自相似性。

二、分形理論和園林設(shè)計(jì)間的聯(lián)系

在園林設(shè)計(jì)里，到處都體現(xiàn)了分形理論當(dāng)中的自相似特點(diǎn)。園林設(shè)計(jì)所追求的是一種自然美，是一種來(lái)自天然的意境。例如：風(fēng)景園林的基本組成要素為水景，其水的聚合、收散等都有一定的規(guī)律，園林中的水重點(diǎn)在其“曲”性，如若無(wú)曲則無(wú)靈魂。同時(shí)，園林的水也是多層次的，各層次與主流相似，是主流的一個(gè)縮影。又例如，園林植物枝葉也是以類(lèi)似的方式展開(kāi)，樹(shù)的分支與整棵數(shù)形狀類(lèi)似，或假山與天然的山也有類(lèi)似性，各大小的山峰也是不同。同時(shí)，在園林中，其與園林一體的建筑也多數(shù)是樸素、小巧的，是一種景色的融合。在園林設(shè)計(jì)中，其總體布局與構(gòu)圖，在原則是重視曲直結(jié)合、高低融合、疏密有序。其中的五個(gè)元素：水、山、植物、建筑、道路，每一處都體現(xiàn)了自相似的特點(diǎn)。就以樹(shù)枝、樹(shù)木來(lái)說(shuō)，其每一分支與嫩枝都是有著整體的相似性的。生成規(guī)則確保了小尺度的特點(diǎn)，成長(zhǎng)之后又變成了大尺寸的特點(diǎn)。

三、分形理論對(duì)園林設(shè)計(jì)的啟發(fā)

1.師法自然。在中國(guó)傳統(tǒng)的藝術(shù)追求中，呈現(xiàn)的是一種自然美，師法自然在形態(tài)上呈現(xiàn)的是藝術(shù)的分形。以古典園林為例，是以山水為主的自然縮影。在中國(guó)園林設(shè)計(jì)中，重復(fù)幾何、相似形都在廣泛運(yùn)用?；诜中卫碚?，對(duì)其和建筑的形式進(jìn)行研究那可看到，在園林中塔、亭等造型上類(lèi)似特點(diǎn)非常明顯，可用分形程序描繪其基本形象。細(xì)節(jié)的裝飾也是分形的圖形。自然是最好的老師，自然類(lèi)比是園林創(chuàng)作的一種方法，所以萬(wàn)物都有類(lèi)似性，類(lèi)比也是運(yùn)用類(lèi)似進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)移，以自然為基礎(chǔ)，用分形理論進(jìn)行造作。但是，以自然為根本不是對(duì)其模仿，而是運(yùn)用自然規(guī)律，對(duì)其結(jié)構(gòu)、形式進(jìn)行創(chuàng)新。

2.園林設(shè)計(jì)和環(huán)境的分形同構(gòu)。在園林整體環(huán)境的掌握上，分形非常重視環(huán)境當(dāng)中每一個(gè)元素的聯(lián)系。其認(rèn)為每個(gè)單獨(dú)的要素并不是獨(dú)自而行的，是具有相互作用的，每一個(gè)元素都會(huì)整體造成影響。在園林設(shè)計(jì)的總體時(shí)，把所有制約因素當(dāng)成是已知的條件，由園林整體環(huán)境進(jìn)行分析，依照分形理論，以總圖形態(tài)具有形式進(jìn)行遞歸，在一個(gè)圖形內(nèi)有類(lèi)似的圖形，可運(yùn)用分形生成復(fù)雜的韻律。把園林有關(guān)聯(lián)的各要求進(jìn)行同構(gòu)，讓場(chǎng)地和周?chē)h(huán)境得到更好的協(xié)調(diào)感。第一，場(chǎng)地和周?chē)妮喞志S數(shù)可成為園林建筑的分維數(shù)的引導(dǎo)；第二，對(duì)場(chǎng)地文化等因素進(jìn)行深入分析，構(gòu)建起具有延展性的文化分形。

3.園林景觀素材分形設(shè)計(jì)。園林景點(diǎn)可以說(shuō)是園林的精華，有著畫(huà)龍點(diǎn)睛作用。園林的設(shè)計(jì)是否成功，不單單在于園林和周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)上，更體現(xiàn)在其景觀素材的好壞。例如，山體，應(yīng)該是大中有小，小中更有小，整體山體就是通過(guò)隨機(jī)過(guò)程創(chuàng)造分形。山體局部具有無(wú)標(biāo)度性，其形態(tài)未有尺度。園林石設(shè)計(jì)還要包括大尺度的山脈縮影分形輪廓。樹(shù)木則具有美的分形輪廓，就算是秋天過(guò)后，樹(shù)葉都凋謝了，其樹(shù)枝還是會(huì)給人一種很強(qiáng)的立體美感，樹(shù)木空間上分布也顯示了自相似的特點(diǎn)，林地形態(tài)不可單一，要具有層次感，富有變化性。同時(shí)，園林的道路應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的，其機(jī)理與其類(lèi)似的是像自然界中的各大水系的融合，所以，園林的水系也是如此，錯(cuò)落有序，層次分明。

4.人與自然的聯(lián)系。分形的重點(diǎn)在于度量對(duì)象間的關(guān)系，對(duì)于客體來(lái)說(shuō)，絕對(duì)單位是可以忽略不計(jì)的，所以其把存在的潛在聯(lián)系的不同事物進(jìn)行直接比較，找到其中的關(guān)系，同時(shí)確定其不同的契合程度。例如，園林空間、時(shí)間的兩種不同維度，其不同的關(guān)系是借用分形進(jìn)行研究。人和自然并不是對(duì)立的，而是相互存在的有機(jī)整體。文要通過(guò)景來(lái)形成，而景則借用文化來(lái)傳達(dá)。山林的奇是需要有人文來(lái)襯托的。這就是人文景觀和自然景觀同為一體的分形思想。自然的景色不管有多美，如果未有人文進(jìn)行響應(yīng)則未有靈魂。相反，人工的景觀如果不賦予其自然背景，則缺乏生機(jī)。自然、人文結(jié)合是分形、整形的有機(jī)統(tǒng)一。

四、實(shí)例說(shuō)明

分形是描述自然的語(yǔ)言。在設(shè)計(jì)中，運(yùn)用軟件，基于分形理論的基礎(chǔ)上，對(duì)園林中樹(shù)木進(jìn)行繪制操作。

以圖1為單位，運(yùn)用mattab軟件編程實(shí)現(xiàn)一棵樹(shù)繪制以及有倒影的一排樹(shù)繪制，圖2所示。之后，再進(jìn)一步利用所生成的樹(shù)通過(guò)縮影、平移生成了樹(shù)列并列在道路兩邊

分形最重要的就是類(lèi)似性，即是某種結(jié)構(gòu)、過(guò)程的特點(diǎn)由不同空間、時(shí)間上分析都具有相似性。而復(fù)雜形態(tài)的實(shí)質(zhì)即是類(lèi)似形，通過(guò)線性的變換進(jìn)行分形變換。以分形理論作為指導(dǎo)思想，可以高校、逼真的繪制出自然景物。對(duì)園林設(shè)計(jì)有著非常好的參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王國(guó)棟，宋魁彥. 分形理論對(duì)設(shè)計(jì)思維方法的啟示初探[J]. 大舞臺(tái)，2011（07）：171-172.