現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用分析

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近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用力度空前加大，不僅為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)注入了一股新的活力，同時(shí)也為該行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了變革，有效提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)周期，可謂在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

1關(guān)于計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有效推動(dòng)了生產(chǎn)力的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為當(dāng)前信息時(shí)代的主要產(chǎn)物，逐漸發(fā)展成為一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)，幾乎可見(jiàn)于社會(huì)發(fā)展的每一個(gè)層面。貫穿現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用也歷經(jīng)了諸多環(huán)節(jié)，由最初的早期嘗試性探索逐漸發(fā)展到技術(shù)層面的應(yīng)用，最為代表性的便為“電子繪圖板”，而后在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思等智慧性工作領(lǐng)域中得到了滲透。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)境的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)得以提高，推動(dòng)其向全面數(shù)字化方向發(fā)展，因而也使得計(jì)算機(jī)如同以往的紙和筆一樣不可或缺，漸漸成為建筑設(shè)計(jì)師們工作中的重要設(shè)計(jì)工具。在具體的建筑設(shè)計(jì)中，方案策劃、初步與深入設(shè)計(jì)、施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等構(gòu)成了建筑設(shè)計(jì)的全過(guò)程，其中既包括了建筑師將其自身的想法變的具體化與想象化的過(guò)程，也包括了對(duì)方案的不斷推敲與優(yōu)化完善的過(guò)程，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，促使建筑師的在其幫助下可采用多種方法對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行改善。

2現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中各種計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中最為常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)主要表現(xiàn)在照片的數(shù)字化合成技術(shù)、光照模擬及光能傳遞技術(shù)、動(dòng)畫(huà)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)、新型交流方式以及其它計(jì)算機(jī)新技術(shù)與新方法等方面，現(xiàn)將具體分析綜述如下。

2.1照片的數(shù)字化合成技術(shù)

照片的數(shù)字化合成技術(shù)指的是通過(guò)計(jì)算機(jī)可生成虛擬的圖像，將其放在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境照片中時(shí)，可對(duì)設(shè)計(jì)方案起到較為快速的驗(yàn)證與表現(xiàn)的技術(shù)。當(dāng)前，在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中涉及到擴(kuò)建涉及到擴(kuò)建項(xiàng)目或改建項(xiàng)目時(shí)，該技術(shù)的采用率極高，其可對(duì)原有的建筑、新建的部分以及周?chē)P(guān)系的搭配情況起到檢驗(yàn)作用，且有著較高的判斷力。設(shè)計(jì)師在具體的應(yīng)用過(guò)程中，可對(duì)涉及的環(huán)境照片進(jìn)行拍攝，而后采用3Dviz或其它三維軟件中以所拍攝的照片為依據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的攝像機(jī)與所拍攝的照片視點(diǎn)進(jìn)行匹配，渲染出模型圖片后采用軟件將其與原環(huán)境照片進(jìn)行融合，進(jìn)而可生成角度各異的合成圖像，利于后期設(shè)計(jì)方案的確定，也使得該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各設(shè)計(jì)單位中。

2.2光照模擬及光能傳遞技術(shù)

就設(shè)計(jì)師而言，設(shè)計(jì)方案處于推敲階段時(shí)，建筑中存在的光影效果是其中重要的考量因素，因而在真實(shí)光照效果的模擬過(guò)程中，CAAD軟件系統(tǒng)則做出了各種各樣的努力與嘗試，如常用的Lightscape軟件有效實(shí)現(xiàn)了光能傳遞技術(shù)（此處所指的為2.0NT版本），其中的光能傳遞技術(shù)對(duì)場(chǎng)景中漫射的光線可起到精確的模擬作用，進(jìn)而可讓物體將光線反射到部分物體與周?chē)沫h(huán)境中，才有了較為柔美的陰影的產(chǎn)生，除此之外，Lightscape軟件還可對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行計(jì)算，附帶的還有天空光的計(jì)算，且在具體的操作過(guò)程中，僅可通過(guò)對(duì)真實(shí)燈光布置放置，便能夠計(jì)算出最接近真實(shí)的效果，完全不需要輔助光源的利用，故而該技術(shù)在建筑師對(duì)光照效果的推敲中可起到相當(dāng)大的幫助作用。

2.3動(dòng)畫(huà)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

建筑設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)成果處于演示階段時(shí)，大多會(huì)采用動(dòng)畫(huà)的形式進(jìn)行，且動(dòng)畫(huà)演示在設(shè)計(jì)成果的演示中也最為普遍，演示技術(shù)也趨于成熟化，尤其是針對(duì)于部分大型的設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，設(shè)計(jì)初期階段便會(huì)對(duì)三維軟件利用其中，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果的動(dòng)畫(huà)演示，且所制作的動(dòng)畫(huà)均具有研究性與分析性特征，有利于建筑設(shè)計(jì)師對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步對(duì)比與思考，并斟酌其可行性。近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種交互式多媒體技術(shù)的觀點(diǎn)被人們一致認(rèn)同，該技術(shù)最早由JaronLanier所命名（為美國(guó)VOLResearch的創(chuàng)始人），該技術(shù)的使用者可在其所提供的交互式多媒體中進(jìn)行肆無(wú)忌憚的漫游（虛擬性質(zhì)）；建筑師也可對(duì)該技術(shù)進(jìn)行充分利用，以求從多角度對(duì)建筑方案進(jìn)行觀察，由上可以看出，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可在建筑表現(xiàn)中得以利用，還可作為方案推敲中的一種極為有利的手段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)諸多建筑中均有所體現(xiàn)，以北京CBD建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)為例，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)三維環(huán)境中任意方位與角度下對(duì)建筑物設(shè)計(jì)本身的觀察。當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)境中時(shí)，建筑的各個(gè)部分并不是固定的，而是在實(shí)際的建筑過(guò)程中可以以建筑設(shè)計(jì)師的想法對(duì)建筑師的想法進(jìn)行改變與發(fā)展，且通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)墻壁的建立與刪除，設(shè)計(jì)中廣闊的廣場(chǎng)也可被穿越，同樣，地板的圖案與款式也可被更改。以往觀察者只會(huì)通過(guò)對(duì)圖紙的查看對(duì)所設(shè)計(jì)的對(duì)象進(jìn)行想象，但經(jīng)由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用后，觀察者對(duì)所設(shè)計(jì)對(duì)象的想象也更為具象化。由上述可以看出，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可視為建筑設(shè)計(jì)師之間、建筑設(shè)計(jì)師與客戶之間進(jìn)行溝通的現(xiàn)象方式。

2.4協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)

以往的產(chǎn)品設(shè)計(jì)均是在圖紙上進(jìn)行，且設(shè)計(jì)中依靠的大多是手工設(shè)計(jì)，因而存在諸多方面的缺陷，其中，最為常見(jiàn)的缺陷主要表現(xiàn)在如下方面：設(shè)計(jì)中所投入的成本較高、實(shí)際的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)、所設(shè)計(jì)的質(zhì)量并不能得到有效的保障。雖然CAD技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的采用率較高，但同樣存在某些方面的局限，如該技術(shù)僅適用于單人作業(yè)與平面作業(yè)中。當(dāng)前，隨著并行工程的廣泛推行，協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中被應(yīng)用開(kāi)來(lái)，其主要以計(jì)算機(jī)為依托，建筑設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)中積極尋求的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)技術(shù)二者的結(jié)合，并試圖尋求上述二者相結(jié)合的方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)來(lái)作為主要支持的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)。就目前而言，協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，主要表現(xiàn)便為其在CAE/CAM以及CAD集成化、遠(yuǎn)程計(jì)算與工作程序設(shè)計(jì)、具體工作流程的管理、虛擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及可視化等方面得到了應(yīng)用。因而可以說(shuō)，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)正在逐步擺脫以往的單獨(dú)作戰(zhàn)模式，而是逐漸發(fā)展成為一個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)或多個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)等的協(xié)同設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，故而，系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)同樣也可對(duì)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)起到一定的影響作用。

2.5新型交流方式

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)下正在發(fā)展，當(dāng)世界已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)“地球村”時(shí)，距離便不再是障礙，也就使得交流變得更為頻繁。建筑設(shè)計(jì)師處于該環(huán)境中，其在建筑設(shè)計(jì)中可應(yīng)用到的遠(yuǎn)程合作與交流也變得更為簡(jiǎn)單。借助互聯(lián)網(wǎng)，聲音、影像甚至于其它資料在世界上的任意兩點(diǎn)均實(shí)現(xiàn)了相互傳輸；且建筑師在遠(yuǎn)程交流過(guò)程中，可充分利用遠(yuǎn)程討論組功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)或方案等內(nèi)容的交流與討論，進(jìn)而可幫助更多的建筑設(shè)計(jì)師參與到建筑設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)與推敲過(guò)程中，因而此種遠(yuǎn)程的關(guān)于建筑設(shè)計(jì)的交流與討論又被稱(chēng)為“虛擬設(shè)計(jì)室”。在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的大環(huán)境下，互聯(lián)網(wǎng)所提供給建筑設(shè)計(jì)師這一國(guó)際化的交流方式，不僅有效促進(jìn)了不同文化背景下建筑設(shè)計(jì)師之間的相互交流與學(xué)習(xí)，還有利于幫助建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程更加完善化。

2.6其它計(jì)算機(jī)新技術(shù)

現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)輔助已然成為趨勢(shì)，越來(lái)越多的人開(kāi)始重視起計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及其在其中所發(fā)揮的作用，使得計(jì)算機(jī)新方法與新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。如NURBS造型技術(shù)，可將異常復(fù)雜的曲面形狀在建筑師的掌控下變得更靈活化；三維數(shù)字化儀器則可將實(shí)物的空間轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌谟^察的三維模型，利于建筑設(shè)計(jì)師在計(jì)算機(jī)中對(duì)模型做出進(jìn)一步的修改。故而，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用力度不斷加大，相信今后會(huì)有更多的計(jì)算機(jī)新方法與新技術(shù)投入其中，以進(jìn)一步提高現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期、節(jié)約設(shè)計(jì)成本，進(jìn)而推動(dòng)著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)朝向更佳的方向發(fā)展。

3結(jié)語(yǔ)

由上觀之，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，且其建筑規(guī)模會(huì)越來(lái)越大，速度會(huì)越來(lái)越快，功能也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜化，導(dǎo)致建筑施工的質(zhì)量與速度要求均提高，故而對(duì)建筑設(shè)計(jì)水平的要求也會(huì)隨之提高，因而對(duì)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用的研究意義重大。信息時(shí)代的來(lái)臨，使得計(jì)算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中最為主要的技術(shù)之一，因而計(jì)算機(jī)技術(shù)勢(shì)必會(huì)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用，同時(shí)也是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)季候獲取進(jìn)步與發(fā)展的必要因素。

作者：王晴 單位：張家界旅游學(xué)校