建筑設(shè)計(jì)二維與三維教學(xué)方式之對(duì)比淺析

劉旭紅　孫啟杰　周少峰等

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)已成為潮流，而傳統(tǒng)的平面二維建筑教育方式一直在我國高校建筑教育體系中占據(jù)主導(dǎo)地位，新式的三維建筑教育方式又該如何定位？文章通過分析對(duì)比二者的特點(diǎn)及作用，探討建筑教學(xué)方式的創(chuàng)新發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；二維；三維；補(bǔ)充；創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G6420文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：10052909（2014）06008604

一、時(shí)代背景與建筑設(shè)計(jì)新技術(shù)

建筑學(xué)是一門橫跨工程技術(shù)和人文藝術(shù)的學(xué)科，是一門理性與感性碰撞的學(xué)科。而建筑設(shè)計(jì)作為建筑學(xué)科的核心重點(diǎn)課程，其思維方式是兼具邏輯性及形象性[1]的，邏輯思維要求學(xué)生有理性的分析能力和推理能力，形象思維則要求學(xué)生有豐富的空間想象力和靈活開放的思維方式。但是，中國目前的建筑院校招收的對(duì)象均為理科學(xué)生，長期以理性思維思考必然導(dǎo)致形象思維的相對(duì)薄弱。因此，采用何種教育方式來直觀表現(xiàn)建筑內(nèi)容以及如何提高學(xué)生的形象思維能力已成為建筑教育者關(guān)注的問題。

21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和逐步普及，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為我們工作、學(xué)習(xí)、生活必不可少的工具，對(duì)于建筑學(xué)來說也不例外。特別是在2000年以后，計(jì)算機(jī)作圖在國內(nèi)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)內(nèi)開始興起，并逐步從傳統(tǒng)的人手作圖過渡到全電腦出圖，最近幾年更是出現(xiàn)了通過建筑三維動(dòng)畫展示建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目的趨勢(shì)。大學(xué)作為人才供應(yīng)地和理論思想的前沿，越來越多的學(xué)生開始使用計(jì)算機(jī)繪制作業(yè)圖紙，并呈現(xiàn)一個(gè)“低齡化”趨勢(shì)，即：過去是大學(xué)三年級(jí)的學(xué)生才開始使用電腦輔助設(shè)計(jì)繪制作業(yè)圖紙，而現(xiàn)在大學(xué)一年級(jí)的學(xué)生也基本會(huì)進(jìn)行簡單的電腦操作輔助設(shè)計(jì)。

新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)學(xué)校教育的影響廣泛而深遠(yuǎn)。擔(dān)負(fù)文化傳承任務(wù)的教育，不僅要使前人的優(yōu)良經(jīng)驗(yàn)得以繼承和發(fā)揚(yáng)，同時(shí)也要通過改革創(chuàng)新不斷適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。在這樣一個(gè)高速發(fā)展的信息時(shí)代，教師如何使用信息技術(shù)設(shè)計(jì)高效的教學(xué)方式和教學(xué)環(huán)境？學(xué)生如何通過使用信息技術(shù)更好地接受新知識(shí)？ 筆者認(rèn)為虛擬技術(shù)的發(fā)展為建筑教育方法的創(chuàng)新提供了良好的契機(jī)。

二、傳統(tǒng)二維建筑圖紙教學(xué)方式分析

（一）平面化教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)

在傳統(tǒng)建筑學(xué)教育中，二維圖像的應(yīng)用一直占據(jù)主導(dǎo)地位，課堂上教師講課課件中的圖片、課后學(xué)生的設(shè)計(jì)作業(yè)等均以圖紙的形式呈現(xiàn)。平面化的教學(xué)模式具有以下的優(yōu)點(diǎn)。

（1）平面的作業(yè)圖紙[2]能夠反映一個(gè)學(xué)生的真實(shí)手繪水平。手頭表達(dá)功夫是一個(gè)學(xué)生的基本功與硬實(shí)力，用筆去思考是一個(gè)建筑師必須掌握的技能。另外，通過二維的圖紙繪制，學(xué)生可以鍛煉到用平面圖紙表現(xiàn)立體空間的能力，也可通過特定的表現(xiàn)手法突出自己想要表達(dá)的重點(diǎn)內(nèi)容，還能學(xué)習(xí)到相關(guān)的平面設(shè)計(jì)知識(shí)及排版知識(shí)。

（2）平面的作業(yè)圖紙能準(zhǔn)確、直觀地表達(dá)建筑的平立剖等技術(shù)圖，也可精確地用數(shù)字表示出建筑各處的數(shù)據(jù)，對(duì)于建筑理論的學(xué)習(xí)與掌握有著重要的作用。在技術(shù)圖紙中，學(xué)生可以清晰地觀察到建筑的功能區(qū)域分布、交通流線以及建筑與周邊環(huán)境的尺度關(guān)系等。通過理性的分析，學(xué)生做出來的設(shè)計(jì)基本能做到符合功能的需求及相關(guān)規(guī)范。

（3）教師可以通過建筑案例的圖片資料，詳細(xì)分析每張圖片中的建筑細(xì)節(jié)；學(xué)生也可通過圖片高效地瀏覽各個(gè)建筑案例，關(guān)注到建筑師想要表現(xiàn)的每一個(gè)特色空間場(chǎng)景，加以思考分析。

（二）傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足

（1）傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師在課堂上通過展示課件及分組討論的形式進(jìn)行授課，過程中所使用的教學(xué)資料基本上為二維的圖紙，包括建筑案例的圖片，學(xué)生的優(yōu)秀作業(yè)圖紙等。但對(duì)于學(xué)生來說，很難通過平面的圖像想象出一個(gè)立體的空間場(chǎng)景，更別說對(duì)于建筑空間的體驗(yàn)。因此，在某種程度上限制了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)只能從平面推導(dǎo)到立體，平面與空間的聯(lián)系性及整體性往往會(huì)顯得不足。

（2）單一的教學(xué)手段停留在口述、示范及幻燈片展示等方面，不能有效表達(dá)教學(xué)內(nèi)容，課堂教學(xué)缺乏生動(dòng)性與感染力。平面圖紙的理論教學(xué)，雖然能使學(xué)生的理性思維分析能力得到較大的提升，但是對(duì)于形象思維的訓(xùn)練卻是不足的，特別是學(xué)生的空間尺度感與空間想象力較難得到提升。

（3）二維的效果圖不能更好體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的想法，易造成一些建筑思想表達(dá)上的誤解，降低了學(xué)生與教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的交流互動(dòng)性。

三、新式三維建筑動(dòng)畫教學(xué)方式分析

筆者認(rèn)為，三維建筑動(dòng)畫教學(xué)方式完全可以作為傳統(tǒng)建筑教學(xué)模式的補(bǔ)充及創(chuàng)新。作為一種新型虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，三維建筑動(dòng)畫技術(shù)[3]因其良好的三維性、靈活的交互性以及對(duì)硬件資源要求的簡易性等優(yōu)點(diǎn)備受師生的歡迎，三維技術(shù)能360度全方位展示建筑的形體空間與周邊環(huán)境，學(xué)生仿佛置身于建筑當(dāng)中。這對(duì)學(xué)生形象思維能力的培養(yǎng)十分有效，也給建筑設(shè)計(jì)教學(xué)提供了全新的形式。

三維建筑動(dòng)畫教學(xué)方式具有以下的優(yōu)點(diǎn)。

（一）真實(shí)感強(qiáng)，直觀展示

計(jì)算機(jī)軟件強(qiáng)大的三維功能，有利于將建筑概念轉(zhuǎn)化成立體的建筑仿真模型，特別是對(duì)于建筑內(nèi)部空間以及建筑周邊環(huán)境的展示十分有效。效果圖只能提供靜態(tài)局部的視覺體驗(yàn)，但三維建筑動(dòng)畫比二維圖片表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容更多，也更加生動(dòng)形象，能讓觀看者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。因此，用三維技術(shù)創(chuàng)建環(huán)境、渲染氣氛，可以引發(fā)學(xué)生的興趣，啟發(fā)學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生對(duì)建筑形式的理解。學(xué)生全身心投入的感覺狀態(tài)，可以加深教學(xué)印象，提高教學(xué)效率[4]。

（二）交流性好，協(xié)作學(xué)習(xí)

通過三維建筑動(dòng)畫進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候，學(xué)生可以自行選擇需要觀看的場(chǎng)景，對(duì)建筑及其周邊的環(huán)境進(jìn)行觀察，既可從遠(yuǎn)景中一覽建筑的外觀信息以及建筑與周邊環(huán)境的關(guān)系，也可從近景乃至特寫鏡頭中觀察到建筑的內(nèi)部和細(xì)節(jié)。在觀摩學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生針對(duì)自己的具體情況進(jìn)行有選擇的學(xué)習(xí)，關(guān)注自己感興趣的地方或者是想要細(xì)致研究的點(diǎn)，學(xué)習(xí)自主性得到提高；學(xué)生也可進(jìn)行分組討論，交流各自的想法，集思廣益，讓思維的火花迸發(fā)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性也隨之增加。自主協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建，讓學(xué)生能獲得更寬闊的解決思路，更透徹的問題分析能力，更靈活多樣的方法。

（三）融入感強(qiáng)，思維培養(yǎng)

三維建筑動(dòng)畫可以創(chuàng)建出一個(gè)真實(shí)的場(chǎng)景，帶來逼真的視聽體驗(yàn)，使參與者能夠直接感受到建筑在各種天氣場(chǎng)景中的變化。例如，在晴朗、下雨、下雪或是白天、傍晚、夜晚等不同的場(chǎng)景里，建筑所帶給人的感覺是不一樣的，學(xué)生可以通過三維動(dòng)畫“親身”感受建筑以及周圍環(huán)境的變化，就如同是真的融于建筑所在的場(chǎng)景之中。與二維圖片相比，三維動(dòng)畫所具有的展示特性，要比模型或效果圖更形象、生動(dòng)和完整，更容易表現(xiàn)建筑的空間結(jié)構(gòu)，極大提高了學(xué)生的形象思維能力，有效促進(jìn)了學(xué)生建筑空間感的形成和對(duì)建筑設(shè)計(jì)方法的理解。

（四）易于制作，素材收集

三維動(dòng)畫制作軟件操作方便，制作周期短，且制作成本較低。因此，三維建筑動(dòng)畫可以豐富教學(xué)資源庫。對(duì)教師來說，可以快速方便地收集身邊的優(yōu)秀素材以及學(xué)生的優(yōu)秀作業(yè)，作為存檔和教學(xué)資料；對(duì)學(xué)生來說，除了建筑素材的收集，更重要的是可以在制作三維建筑動(dòng)畫過程中掌握信息處理的能力，建立對(duì)建筑空間與體量的概念，關(guān)注到更多的建筑內(nèi)部空間設(shè)計(jì)和建筑細(xì)節(jié)，而這正是在二維圖紙表現(xiàn)中經(jīng)常被忽略的一點(diǎn)。

（五）發(fā)布方便，網(wǎng)絡(luò)交流

最后生成的三維建筑動(dòng)畫均為WMV格式的視頻文件，網(wǎng)上及網(wǎng)下傳輸都非常方便，有利于學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源的共享。教師和學(xué)生能夠在網(wǎng)絡(luò)和資源庫上獲得所需的課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)資源，也能將自己的作品轉(zhuǎn)化為動(dòng)畫文件并上傳到資源庫中。學(xué)生可不受時(shí)空地域的限制，隨時(shí)隨地看到其他同學(xué)的優(yōu)秀設(shè)計(jì)作業(yè)。更新速度快、資源量大、使用方便，三維建筑動(dòng)畫資源庫的這三大特點(diǎn)促進(jìn)了建筑網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。

可以說，三維動(dòng)畫技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)場(chǎng)景，為學(xué)生提供一個(gè)真正學(xué)習(xí)交流的平臺(tái)，讓學(xué)生去進(jìn)行空間想象，從而逐漸培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，開闊他們對(duì)空間的認(rèn)識(shí)與想象。三維技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了更加復(fù)雜的設(shè)計(jì)造型，更加豐富真實(shí)的色彩，創(chuàng)造出更加真實(shí)的虛擬場(chǎng)景，這比傳統(tǒng)的二維圖像具有更好的效果，更加人性化的虛擬展示也帶給人們?cè)O(shè)計(jì)工作中的愉悅感[5]。

四、 結(jié)語

豐富的教學(xué)資源可以滿足學(xué)生的各種學(xué)習(xí)需求，多樣化的教學(xué)方式有利于學(xué)生在接受、交流和自主協(xié)作學(xué)習(xí)中得到更好的發(fā)展，虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境擴(kuò)寬了學(xué)生認(rèn)知的時(shí)空范圍。教學(xué)內(nèi)容的直觀性、形象性、動(dòng)態(tài)性、多樣性的表達(dá)以及學(xué)生的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)是未來教學(xué)方式發(fā)展的方向[6]。盡管如此，但并不是所有的建筑場(chǎng)景都要用三維建筑動(dòng)畫來表現(xiàn)，有些直接用平面圖片就能表達(dá)教學(xué)內(nèi)容，就不必使用三維技術(shù)。我們可以在繼承傳統(tǒng)的二維平面教學(xué)模式優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，引入新穎的三維立體建筑動(dòng)畫教學(xué)方式，以此作為舊有教學(xué)模式的補(bǔ)充及創(chuàng)新。以二維圖紙為主，以三維動(dòng)畫為輔，兩種教學(xué)方式互相結(jié)合，相輔相成，互為補(bǔ)充，共同發(fā)展，是高校建筑學(xué)專業(yè)的教學(xué)改革創(chuàng)新的一個(gè)發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊榮，馮梅，趙世偉，陳婉如. 三維全景技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，6（2）： 17-19，24.

[2]建筑設(shè)計(jì)教育資源優(yōu)秀作業(yè)庫網(wǎng)址[EB/OL].http：//jpkc.gdut.edu.cn/151/xyjz/xyjz/titled_5.html

[3]建筑設(shè)計(jì)教育資源動(dòng)畫庫網(wǎng)址[EB/OL].http：//jpkc.gdut.edu.cn/151/xyjz/xyjz/titled_8.html

[4]馮梅. 三維全景技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].四川：四川師范大學(xué).2006.

[5]劉夕榕. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[D].山東：山東大學(xué).2010.

[6]常濤. 全景技術(shù)及其在教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2012，（12）： 226-226 .