動(dòng)態(tài)建筑空間建成前預(yù)體驗(yàn)方法探討＊

劉潔 徐衛(wèi)國

清華大學(xué)建筑學(xué)院

1 動(dòng)態(tài)建筑空間

所謂動(dòng)態(tài)建筑空間是指建筑空間或建筑構(gòu)件可以隨著時(shí)間的變化而發(fā)生形態(tài)或者位置上的變化。這種變化并非是隨時(shí)間推移而產(chǎn)生的不易察覺的輕微變化，也并非是人主觀意愿作用于建筑使得建筑產(chǎn)生不可選擇的變化，而是一種建筑主動(dòng)地、自主選擇地、每分每秒實(shí)時(shí)地對于人的行為和環(huán)境的狀態(tài)所作出的可被察覺的回應(yīng)或者反饋類的變化。

動(dòng)態(tài)建筑空間并非是新生概念。事實(shí)上，建筑作為變幻莫測的自然環(huán)境與瞬息萬變的人類行為之間的靜態(tài)介質(zhì)，長久以來一直背負(fù)著建筑師們對其動(dòng)態(tài)化的追求和期許。從古典建筑中對于千變?nèi)f化的光影的利用到巴洛克建筑中對于惟妙惟肖雕塑的塑造，從結(jié)構(gòu)主義對建筑動(dòng)態(tài)雕塑化的嘗試到參數(shù)化主義對動(dòng)態(tài)模擬與流線空間的倡導(dǎo)，一代又一代的建筑師前仆后繼地進(jìn)行著將建筑動(dòng)態(tài)化的實(shí)驗(yàn)。如今，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常生活中的普及以及電子產(chǎn)品開發(fā)門檻的降級，動(dòng)態(tài)建筑空間從幻想變成了可能，并越來越多地出現(xiàn)在公眾的視野之中。小至一個(gè)室內(nèi)裝飾，大至一個(gè)建筑立面，動(dòng)態(tài)的建筑構(gòu)件及建筑空間成為了建筑師們設(shè)計(jì)的新方向。

2 空間建成前預(yù)體驗(yàn)

所謂空間建成前預(yù)體驗(yàn)指的是在建筑實(shí)際建造之前對建筑空間場景狀態(tài)的一種模擬或呈現(xiàn)，使設(shè)計(jì)者或使用者可以在建筑建成之前就能夠?qū)ξ磥斫ǔ傻慕ㄖ臻g有一個(gè)清晰、直觀的認(rèn)識及感受。之所以要進(jìn)行空間建成前預(yù)體驗(yàn)，是由于建筑本身存在投資成本高、建造周期長的特點(diǎn)，建筑空間一旦建成就很難再進(jìn)行更改，而建筑設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)階段的上帝旁觀視角到實(shí)際空間使用階段的切身參與視角之間存在偏差，容易導(dǎo)致空間建成效果與預(yù)期效果之間的差距。

傳統(tǒng)靜態(tài)建筑空間尚且存在設(shè)計(jì)空間與實(shí)體建成空間之間的偏差，而當(dāng)建筑空間增加了時(shí)間維度之后，建筑空間每時(shí)每刻都會(huì)處于不同的形態(tài)、狀態(tài)之中，這種偏差會(huì)由于建筑師及使用者對于動(dòng)態(tài)空間的想象不足而大大增加。因此對動(dòng)態(tài)建筑空間進(jìn)行建成前的預(yù)體驗(yàn)則變得尤為重要。通過對動(dòng)態(tài)建筑空間的預(yù)體驗(yàn)，建筑師和使用者可以更準(zhǔn)確地知道建筑空間的動(dòng)態(tài)效果是否美觀，動(dòng)態(tài)行為是否使人感到舒適，動(dòng)態(tài)原理是否符合物理特性，以及空間在動(dòng)態(tài)變化過程中可能存在的潛在問題等。

3 動(dòng)態(tài)建筑空間建成前預(yù)體驗(yàn)方法

動(dòng)態(tài)建筑空間建成前預(yù)體驗(yàn)可以分為兩大類：一種是基于虛擬空間模擬的預(yù)體驗(yàn)，另一種是基于物理實(shí)體空間的預(yù)體驗(yàn)?；谔摂M空間模擬的預(yù)體驗(yàn)指通過電腦建模軟件或虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得建筑師或使用者能夠從視覺上感知空間的動(dòng)態(tài)效果，對動(dòng)態(tài)效果有一個(gè)初步的直觀感受，并從中發(fā)現(xiàn)建筑空間建造過程中可能遇到的諸如動(dòng)態(tài)紊亂、構(gòu)件碰撞等較為明顯的錯(cuò)誤及問題?；谖锢韺?shí)體空間的預(yù)體驗(yàn)指的是通過縮尺實(shí)體建造或足尺局部實(shí)體建造的方法來為建筑師或者使用者呈現(xiàn)出一個(gè)物理的真實(shí)動(dòng)態(tài)空間，從而使體驗(yàn)者可以獲得包括視覺、觸覺、聽覺等多維度的空間體驗(yàn)感受，并從中發(fā)現(xiàn)因?yàn)椴牧?、機(jī)械原理、信號傳輸?shù)仍蛐纬傻腻e(cuò)誤及問題。

3.1 基于虛擬空間模擬的預(yù)體驗(yàn)

與傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)階段建筑師借助Sketchup、Rhino、3Dmax等建模軟件進(jìn)行三維的靜態(tài)建筑模擬建造不同，動(dòng)態(tài)建筑空間的設(shè)計(jì)要求建筑師在設(shè)計(jì)階段就要通過模型軟件展現(xiàn)出四維的動(dòng)態(tài)效果。因此，虛擬搭建環(huán)境需要具備軟件編程或者動(dòng)畫制作的功能，將不同時(shí)刻的建筑空間形態(tài)變化可以連續(xù)、流暢地展現(xiàn)出來。根據(jù)體驗(yàn)者在這個(gè)空間展現(xiàn)過程中視角的不同，基于虛擬空間模擬的預(yù)體驗(yàn)又可以分成設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)和參與者視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)。

3.1.1 設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)

設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)指的是建筑師或使用者借助電腦屏幕，通過電腦建模軟件完成對虛擬空間的體驗(yàn)感受。這種預(yù)體驗(yàn)方式與真實(shí)的空間體驗(yàn)存在空間和時(shí)間的不同步性，體驗(yàn)者與虛擬空間之間存在一定距離感，可以幫助體驗(yàn)者更宏觀地、更快速地完成對空間動(dòng)態(tài)效果的把控。

在這個(gè)預(yù)體驗(yàn)過程中，建筑師常借助的電腦建模軟件平臺(tái)包括具有動(dòng)畫編程制作功能的Rhino、Grasshopper和Maya等3D建模軟件平臺(tái)，還包括Processing、Cinema4D等用于動(dòng)畫及特效實(shí)現(xiàn)的軟件平臺(tái)。

例如，由美國Hypersonic、Sosolimited、Plebian Design三家公司聯(lián)合設(shè)計(jì)的Diffusion Choir是一個(gè)由400個(gè)傘型折疊單元體組合而成的位于波士頓一棟辦公建筑中庭的單元集群式動(dòng)態(tài)室內(nèi)裝置。所謂單元集群類動(dòng)態(tài)裝置指的是由許多個(gè)相同或類似的、只能進(jìn)行單一動(dòng)態(tài)變化的小體量單元體，按照一定的邏輯關(guān)系排列組合形成的具有復(fù)雜的空間動(dòng)態(tài)效果的大體量裝置。裝置中各個(gè)小單元體量的獨(dú)立動(dòng)作均無不同，但由于多個(gè)小單元體量之間的動(dòng)作存在時(shí)間先后或幅度大小的邏輯關(guān)系，使得原本簡單的動(dòng)作邏輯產(chǎn)生出復(fù)雜的類似于“鳥群”“魚群”等動(dòng)物集群現(xiàn)象的“涌現(xiàn)”效果。建筑裝置通過模仿鳥群在空中飛翔的狀態(tài)，希望能夠呈現(xiàn)出一種生物狀涌現(xiàn)的動(dòng)態(tài)模樣。在建筑裝置的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師同時(shí)使用了Processing、Grasshopper和Rhino作為其設(shè)計(jì)虛擬空間呈現(xiàn)的軟件平臺(tái)。其中，Processing主要用來模擬鳥群的飛翔效果與裝置整體之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，以推敲尋找合適的整體動(dòng)態(tài)效果（圖1，2）。Grasshopper和Rhino主要是用來聯(lián)合推敲每個(gè)單元體所形成的動(dòng)態(tài)效果。由于在這個(gè)裝置的設(shè)計(jì)中，每個(gè)單元體都采用了“折紙”的原理實(shí)現(xiàn)單元體如“傘”一樣張開和收起的動(dòng)作形態(tài)，所以設(shè)計(jì)師需要先在Rhino里進(jìn)行形體建模，然后再通過Grasshopper對形體進(jìn)行編程，模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化（圖3）。這樣可以保證在進(jìn)行單元體加工和建造之前便對裝置的效果進(jìn)行預(yù)體驗(yàn)，對可能遇到的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行預(yù)處理。

3.1.2 參與者視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)

參與者視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)指的是建筑師或使用者借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成對動(dòng)態(tài)建筑空間沉浸式地體驗(yàn)感受。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，人們可以沉浸式地體驗(yàn)一個(gè)只存在于模型中的虛擬環(huán)境，并能從中感受到接近于現(xiàn)實(shí)的空間感；利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將虛擬的模型和現(xiàn)實(shí)的環(huán)境融合在一起，更直觀地感受到設(shè)計(jì)作品在現(xiàn)實(shí)空間中的狀態(tài)。相較于設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)，參與者視角可以讓人們置身于建筑空間之中，而不是抽離于建筑空間之外，進(jìn)而幫助人們更直觀、更真實(shí)地感受到建筑構(gòu)件空間尺度的情況以及建筑空間的動(dòng)態(tài)效果，并通過與真實(shí)情況無差別的視角對設(shè)計(jì)中可能存在的問題進(jìn)行排查。

筆者在2019年亞洲計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)國際會(huì)議工作營中所進(jìn)行的惠靈頓濱海廣場空間多知覺混合現(xiàn)實(shí)全景呈現(xiàn)研究中，通過混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成了對動(dòng)態(tài)建筑空間動(dòng)態(tài)效果的預(yù)體驗(yàn)。在這項(xiàng)研究中，首先通過360。全景掃描照相機(jī)對真實(shí)場景進(jìn)行多時(shí)段圖像采集，然后將采集的圖像置于Unity3D軟件平臺(tái)之中作為虛擬模型建立的環(huán)境背景，并在此基礎(chǔ)上疊加場景模型和設(shè)計(jì)模型，使得真實(shí)的環(huán)境和虛擬的環(huán)境融合在一起，形成混合現(xiàn)實(shí)空間。同時(shí)，在混合現(xiàn)實(shí)空間中布置動(dòng)態(tài)建筑空間模型，并對空間模型的動(dòng)態(tài)效果進(jìn)行程序編寫，配合在不同時(shí)間狀態(tài)下采集的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)，讓體驗(yàn)者頭戴虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，沉浸式地體驗(yàn)建筑動(dòng)態(tài)空間在真實(shí)環(huán)境中的動(dòng)態(tài)效果，進(jìn)而對動(dòng)態(tài)建筑空間的動(dòng)作幅度及速度進(jìn)行切身的感受與評估（圖4）。

3.2 基于物理實(shí)體空間的預(yù)體驗(yàn)

基于物理實(shí)體空間的預(yù)體驗(yàn)可以幫助建筑師和使用者與動(dòng)態(tài)建筑空間之間產(chǎn)生一種可觸式的交互體驗(yàn)。之所以要進(jìn)行物理實(shí)體空間的預(yù)體驗(yàn)主要有兩個(gè)原因。

（1）動(dòng)態(tài)建筑空間在電腦軟件平臺(tái)中主要進(jìn)行的是空間形態(tài)的虛擬呈現(xiàn)。事實(shí)上，動(dòng)態(tài)建筑空間同時(shí)還包含機(jī)械、電子、編程等多方面的物理因素。機(jī)械結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀態(tài)、材料的動(dòng)態(tài)耐久性、電子芯片的信號穩(wěn)定性、通訊信息的響應(yīng)速度等類似問題都很難通過虛擬空間進(jìn)行真實(shí)模擬，而這些問題也會(huì)大大影響到虛擬空間與真實(shí)空間之間動(dòng)態(tài)效果的體驗(yàn)偏差。于是，設(shè)計(jì)人員需要在真實(shí)的環(huán)境中將建筑空間進(jìn)行物理實(shí)體模擬搭建，以幫助建筑師和使用者全面地獲知真實(shí)環(huán)境下的建筑空間動(dòng)態(tài)效果。

（2）建筑空間作為一個(gè)真實(shí)的物理存在，其與使用者之間的交互是基于視覺、嗅覺、聽覺、觸覺等多知覺系統(tǒng)形成的，而在虛擬空間中的動(dòng)態(tài)建筑空間模擬大多數(shù)情況只能夠基于視覺進(jìn)行預(yù)體驗(yàn)，而無法實(shí)現(xiàn)全感知系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)空間體驗(yàn)，因此，在這種情況下，對動(dòng)態(tài)建筑空間進(jìn)行實(shí)體的模擬搭建有助于讓使用者形成多知覺系統(tǒng)下的綜合體驗(yàn)感受。由于在建筑空間建造前對動(dòng)態(tài)建筑空間進(jìn)行一個(gè)完整的搭建并不現(xiàn)實(shí)，因此，基于物理實(shí)體空間的預(yù)體驗(yàn)又可以分為基于縮尺實(shí)體模型的動(dòng)態(tài)空間預(yù)體驗(yàn)和基于足尺局部實(shí)體建造的動(dòng)態(tài)空間預(yù)體驗(yàn)。

3.2.1 基于縮尺實(shí)體模型的動(dòng)態(tài)空間預(yù)體驗(yàn)

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)過程中，建筑師無論在概念推敲階段還是方案推進(jìn)階段，都會(huì)選擇制作建筑模型來增強(qiáng)其對空間的理解，從多個(gè)角度對空間的構(gòu)成形態(tài)進(jìn)行綜合分析和考量。而對于動(dòng)態(tài)建筑空間而言，建筑師在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行建筑空間的縮尺模型實(shí)體搭建顯得更為重要。一方面可以直觀地感知到增加了材料屬性維度的動(dòng)態(tài)建筑空間的動(dòng)態(tài)效果；另一方面可以驗(yàn)證增加了機(jī)械、電子等多個(gè)維度信息后建筑空間動(dòng)態(tài)效果的可行性。在縮尺模型實(shí)體搭建階段，建筑師除了要掌控常用的模型材料之外，還需要使用諸如Arduino、Raspberry Pi等可以編寫程序的小型控制器配合各種電子元件來實(shí)現(xiàn)對建筑空間動(dòng)態(tài)效果的控制。

由福斯特建筑事務(wù)所（Foster+Partners）和海德威克設(shè)計(jì)工作室（Heatherwick Studio）共同設(shè)計(jì)的上海外灘金融中心文化中心是一個(gè)外表皮可以動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)的建筑。建筑表皮由三層“流蘇”形狀的不同長度的金屬管組成，每一層都以某一種速度勻速繞建筑外表面轉(zhuǎn)動(dòng)，三層如帷幔般的“流蘇”相互錯(cuò)動(dòng)重疊交織，形成了多樣的動(dòng)態(tài)視覺穿透效果和空間圍合效果。在這個(gè)建筑的設(shè)計(jì)過程中，為了推敲合理的表皮轉(zhuǎn)動(dòng)速度以及因金屬管的間隔尺寸變化產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)效果，設(shè)計(jì)人員多次進(jìn)行縮尺實(shí)體模型的搭建并為模型安裝了動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以使得模型呈現(xiàn)出如真實(shí)狀態(tài)一般的動(dòng)態(tài)效果（圖5）。

在筆者所指導(dǎo)的交互式建筑裝置Kinetair設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)了一種可以與人進(jìn)行交互的動(dòng)態(tài)樓梯，它可以隨著人員在樓梯上的位置而自主改變樓梯的形態(tài)，在保證人員行走安全的前提下呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的、層次豐富的樓梯形式。在這個(gè)設(shè)計(jì)的推進(jìn)過程中，設(shè)計(jì)者進(jìn)行了1:10的縮尺模型實(shí)體搭建實(shí)驗(yàn)。在實(shí)體搭建的過程中，模型采用了多個(gè)Arduino作為控制器，超聲波測距儀作為感應(yīng)器，步進(jìn)電機(jī)作為響應(yīng)器。通過物理實(shí)體搭建實(shí)驗(yàn)，除了可以幫助設(shè)計(jì)者從更多的角度進(jìn)行模型的審視，以更直觀地體驗(yàn)到樓梯在交互過程中的動(dòng)態(tài)效果之外（圖6），同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了諸如多組感應(yīng)器同時(shí)采集信號產(chǎn)生信號干擾、電機(jī)扭力由于材料摩擦力而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)延遲等多種問題，并進(jìn)一步影響到設(shè)計(jì)的改進(jìn)和下一步發(fā)展的方向。

1 Diffusion Choir 實(shí)體建成效果

2 Diffusion Choir 在Processing 軟件平臺(tái)下的動(dòng)態(tài)效果模擬

3 設(shè)計(jì)師通過Rhino 和Grasshopper 軟件平臺(tái)對設(shè)計(jì)單元體動(dòng)態(tài)效果進(jìn)行推敲

4 體驗(yàn)者通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對Unity 中的動(dòng)態(tài)建筑空間進(jìn)行體驗(yàn)

5 設(shè)計(jì)者通過多次縮尺模型搭建完成對上海外灘金融中心文化中心動(dòng)態(tài)表皮空間的預(yù)體驗(yàn)

6 Kinetair 的設(shè)計(jì)概念圖與縮尺實(shí)體模型

7 Hyposurface 設(shè)計(jì)人員進(jìn)行足尺構(gòu)件的調(diào)試

8 Hyposurface 機(jī)械單元構(gòu)件細(xì)部

9 上海外灘金融中心文化中心動(dòng)態(tài)建筑立面的局部足尺建造實(shí)驗(yàn)

3.2.2 基于足尺局部實(shí)體建造的動(dòng)態(tài)空間預(yù)體驗(yàn)

建筑空間在由縮尺模型到真實(shí)空間之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過程中，必然會(huì)面臨由于構(gòu)件尺寸大小、機(jī)械設(shè)備大小等帶來的受力方式由量變積聚到質(zhì)變的問題，這將導(dǎo)致空間動(dòng)態(tài)效果會(huì)發(fā)生某種程度上的改變。同時(shí)，由于縮尺模型并不能為使用者提供沉浸式的空間效果體驗(yàn)，以至于使用者對于空間動(dòng)態(tài)效果的理解和想象與真實(shí)空間狀態(tài)之間存在偏差，因此，動(dòng)態(tài)建筑空間在真正建造之前還要進(jìn)行局部實(shí)體足尺的建造以為使用者提供一個(gè)真實(shí)的動(dòng)態(tài)空間環(huán)境，獲取最貼近于現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的空間體驗(yàn)感受。在足尺局部實(shí)體建造階段，所有電子產(chǎn)品都會(huì)被更換為工業(yè)級產(chǎn)品，例如控制器會(huì)采用PLC可編程邏輯控制器或者上位機(jī)等，機(jī)械元件會(huì)采用穩(wěn)定性更強(qiáng)的液壓桿、螺桿、傳送帶等。

由麻省理工學(xué)院的馬克·古爾多佩（Mark Goulthorpe）教授主導(dǎo)研發(fā)的交互式變形墻體Hyposurface，從設(shè)計(jì)到真實(shí)建造階段多次進(jìn)行了從幾個(gè)單元的機(jī)械構(gòu)成搭建到幾組單元的真實(shí)狀態(tài)搭建（圖7，8）。通過對設(shè)計(jì)局部構(gòu)件的多次真實(shí)材料足尺實(shí)體搭建，設(shè)計(jì)者可以進(jìn)一步確定機(jī)械單元構(gòu)件細(xì)部的設(shè)計(jì)；構(gòu)件形變尺度是否能給體驗(yàn)者足夠的視覺和觸覺沖擊力；真實(shí)建造中構(gòu)件安裝的先后次序；影響機(jī)械效果的潛在因素及代碼運(yùn)行邏輯的潛在問題等。

在上海外灘金融中心文化中心的設(shè)計(jì)階段，為了能夠了解到真實(shí)材料和真實(shí)體量下金屬管的動(dòng)態(tài)效果及動(dòng)態(tài)行為的可行性，設(shè)計(jì)人員也進(jìn)行了足尺的局部實(shí)體加工建造（圖9）。雖然建造的實(shí)體依然有許多形態(tài)及材料的細(xì)節(jié)沒有全部展示出來，但是作為一組足尺的建筑構(gòu)件，加之配合以真實(shí)的機(jī)械動(dòng)力構(gòu)件，可以讓體驗(yàn)者切身感受到動(dòng)態(tài)建筑構(gòu)件的尺寸比例關(guān)系及動(dòng)態(tài)速度，還能夠使設(shè)計(jì)者直觀地驗(yàn)證構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過程中是否會(huì)有卡頓、是否會(huì)存在慣性、是否可以抵抗風(fēng)力等的外力以及是否產(chǎn)生無法忍受的噪音等現(xiàn)實(shí)問題。

4 動(dòng)態(tài)建筑空間預(yù)體驗(yàn)方法優(yōu)缺點(diǎn)對比

上文所提到的四種動(dòng)態(tài)建筑空間預(yù)體驗(yàn)方法，在實(shí)現(xiàn)難度、介入階段、制作成本、體驗(yàn)真實(shí)度和知覺豐富度這幾個(gè)方面各有優(yōu)缺點(diǎn)。

首先，在實(shí)現(xiàn)難度方面，由于設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)所借助的軟件多是設(shè)計(jì)工作中常用的軟件，如可視化編程軟件Grasshopper等，因此其實(shí)現(xiàn)難度相對較低。參與者視角的虛擬空間需要配合諸如Unity3D一類的軟件及Hololens、Oculus一類的硬件來實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)師除了需要通過C#一類的編程語言編寫構(gòu)件動(dòng)作之外，還需要學(xué)習(xí)設(shè)置硬件控制方法，較常規(guī)設(shè)計(jì)工作有所不同，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)難度也有所增加。縮尺實(shí)體模型的動(dòng)態(tài)空間體驗(yàn)實(shí)現(xiàn)因牽扯到材料、機(jī)械、電子、編程等多專業(yè)的知識，設(shè)計(jì)師因此面臨的困難也相對較大，可能需要多領(lǐng)域人員共同合作才能完成。足尺局部實(shí)體建造的動(dòng)態(tài)空間體驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)則需要借助專業(yè)的構(gòu)件加工團(tuán)隊(duì)、代碼編寫團(tuán)隊(duì)、電子控制團(tuán)隊(duì)的共同配合才能完成。由于其不再僅是一個(gè)模型的一部分，而變成了一部分真實(shí)的建筑構(gòu)件，因此實(shí)現(xiàn)難度極大且制作持續(xù)時(shí)間較長。

其次，各種不同的預(yù)體驗(yàn)類型在設(shè)計(jì)過程中介入階段也有所差別。設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)伴隨著動(dòng)態(tài)空間概念的生成一并產(chǎn)生，其介入階段最早。同時(shí)，由于需要驗(yàn)證空間動(dòng)態(tài)行為的可能性，因此設(shè)計(jì)師一旦確定了空間動(dòng)態(tài)行為的機(jī)械原理，便要開始進(jìn)行縮尺實(shí)體模型的搭建，以確?？臻g動(dòng)態(tài)行為未來在物理世界中的可靠性。當(dāng)動(dòng)態(tài)原理在虛擬世界和物理世界同時(shí)被證明成立之后，設(shè)計(jì)師開始進(jìn)行參與者視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)，浸入式地感受空間動(dòng)態(tài)效果的舒適性和愉悅性。當(dāng)設(shè)計(jì)工作幾乎要完成的時(shí)候，為保證建筑空間的最終建成效果與預(yù)期相同，設(shè)計(jì)師會(huì)在設(shè)計(jì)后期進(jìn)行足尺局部實(shí)體建造。四種動(dòng)態(tài)空間預(yù)體驗(yàn)雖然在介入的階段有所差別，但是每當(dāng)設(shè)計(jì)師在某種預(yù)體驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，都需要返回到前面的預(yù)體驗(yàn)方法，以輔助設(shè)計(jì)的推敲和推進(jìn)。

在制作成本上，由于虛擬空間模擬的預(yù)體驗(yàn)沒有實(shí)體材料費(fèi)用，往往會(huì)比基于物理實(shí)體空間的預(yù)體驗(yàn)成本低。設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)通常不需要額外的成本投入。參與者視角的虛擬空間體驗(yàn)則由于需要借助VR或者AR設(shè)備，成本投入在幾千至幾萬元；縮尺實(shí)體模型的動(dòng)態(tài)空間制作根據(jù)模型比例、模型材料和電子元件類型的不同，成本從幾百到幾萬元不等；足尺局部實(shí)體建造因?yàn)樾枰x擇與建成環(huán)境相同的材料、構(gòu)件和控制系統(tǒng)，其成本從幾千到幾十萬元不等。

從體驗(yàn)真實(shí)度和知覺豐富度來看，知覺越豐富，視角越接近參與者視角，沉浸感會(huì)越強(qiáng)，體驗(yàn)的真實(shí)度會(huì)越高。設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)和縮尺實(shí)體模型的動(dòng)態(tài)空間預(yù)體驗(yàn)由于體驗(yàn)者處于凌駕于空間之外的視角而很難形成浸入式的體驗(yàn)，因此體驗(yàn)真實(shí)度相對較低。相較于設(shè)計(jì)師視角的虛擬空間只有視覺一個(gè)維度的知覺體驗(yàn)，縮尺實(shí)體模型由于具有視覺、觸覺兩個(gè)維度的感知，體驗(yàn)的真實(shí)程度略優(yōu)于前者。參與者視角的虛擬空間預(yù)體驗(yàn)由于為體驗(yàn)者提供了一個(gè)沉浸式的環(huán)境，并可以同時(shí)從視覺和聽覺兩個(gè)知覺維度進(jìn)行環(huán)境模擬體現(xiàn)，因此體驗(yàn)真實(shí)度相對較高。足尺局部實(shí)體建造的動(dòng)態(tài)空間由于其可以從視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多種知覺維度進(jìn)行體驗(yàn)，并且可以近距離沉浸式地感受空間中的構(gòu)件實(shí)體，體驗(yàn)的真實(shí)度最接近于建成環(huán)境。

5 結(jié)語

本文結(jié)合應(yīng)用案例介紹了四種動(dòng)態(tài)建筑空間預(yù)體驗(yàn)的實(shí)施方法和應(yīng)用目的，并分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。動(dòng)態(tài)建筑空間作為在現(xiàn)實(shí)中與體驗(yàn)者不斷產(chǎn)生空間與個(gè)體交互行為的變化的物理存在，其面臨的設(shè)計(jì)問題和設(shè)計(jì)難點(diǎn)較傳統(tǒng)的建筑空間成倍數(shù)級增加。在實(shí)際動(dòng)態(tài)建筑空間設(shè)計(jì)工作推進(jìn)過程中，這四種預(yù)體驗(yàn)方法可以從不同的角度幫助設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中可能存在的問題，從而創(chuàng)造出動(dòng)態(tài)行為合理流暢、體驗(yàn)愉悅的空間形態(tài)。