信息時(shí)代，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)廣泛的滲透到了設(shè)計(jì)界的各個(gè)領(lǐng)域，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)從最早的計(jì)算機(jī)輔助演變到模擬的人工智能的，以預(yù)算法的數(shù)字化設(shè)計(jì)階段。這是繼現(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)，又一次基于技術(shù)更新的設(shè)計(jì)革命。目前，西方學(xué)術(shù)界比較盛行的觀點(diǎn)之一是我們正處于一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)化的多元世界，也就是個(gè)性化的設(shè)計(jì)時(shí)代。

縱觀人類技術(shù)的演變，總是以能否提高生產(chǎn)效率為最終目的，即以相對少的時(shí)間、物質(zhì)和人力投入，創(chuàng)造出更多的成果。每一次技術(shù)的革新，在和社會(huì)需求產(chǎn)生碰撞后，都能帶來一次效率的飛躍。數(shù)字化設(shè)計(jì)也不例外，它不但能夠解決很多以前無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)際想法，而且還能提高已有建筑設(shè)計(jì)體系的效率。數(shù)字化設(shè)計(jì)的核心是把設(shè)計(jì)的限制條件，通過相關(guān)數(shù)字化腳本，與設(shè)計(jì)的形式輸出之間建立參數(shù)關(guān)系，生成可以靈活控制的計(jì)算機(jī)模型。在這個(gè)過程中，通過類似mapping&diagram的技法（圖晰與圖解），將非形式的信息記錄并轉(zhuǎn)化為圖形信息，以此作為建筑設(shè)計(jì)的依據(jù)。

數(shù)字化設(shè)計(jì)不僅能讓建筑師控制以前無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形式，更重要的是它能提高已有建筑設(shè)計(jì)的效率。在這個(gè)多元化的時(shí)代，如何能夠創(chuàng)新成為一個(gè)事務(wù)所能否生存的關(guān)鍵。如果依然沿襲舊的古板的設(shè)計(jì)技術(shù)和技能以及相關(guān)的策略和方法，無論如何總是在一個(gè)圈中徘徊。在技術(shù)，技能上沒有創(chuàng)新的大多數(shù)建筑實(shí)踐單位，都很容易陷入創(chuàng)造類型的重復(fù)中。主觀先入為主的因素越多，設(shè)計(jì)預(yù)加的限制就越大，創(chuàng)新的氣味就越淡。這里的創(chuàng)新指的是提高建筑的使用效率。

復(fù)雜的形式往往源于方案的復(fù)雜文脈，比如交織共生的功能，四通八達(dá)的流線、環(huán)境能量的有機(jī)響應(yīng)。數(shù)字化在處理復(fù)雜形式時(shí)，通過自己設(shè)定形式輸入和輸出之間的參數(shù)關(guān)系，為設(shè)計(jì)師提供一個(gè)精確控制模型的平臺(tái)。使設(shè)計(jì)從視覺直觀走向量化理性的經(jīng)濟(jì)可行。

選擇方案是每個(gè)項(xiàng)目都不可避免的，是方案優(yōu)化的需要。在主流經(jīng)典設(shè)計(jì)方法中，建筑師總會(huì)主觀按照不同的可選前提單獨(dú)處理每一個(gè)選擇方案。之后，還要花很大精力做篩選。

然而在數(shù)字化設(shè)計(jì)中，選擇方案的數(shù)目不依賴于設(shè)計(jì)時(shí)間，只要建立了參數(shù)化模型，做出10個(gè)選擇方案的時(shí)間和做出1000個(gè)的時(shí)間相差無幾。另一方面，建筑師在建模的時(shí)候完全可以不用浪費(fèi)時(shí)間顧慮當(dāng)前的形式是否如意，只需關(guān)注輸入與輸出之間的參數(shù)關(guān)系。一個(gè)模型的完成。就意味著一個(gè)系列的產(chǎn)生。在設(shè)計(jì)過程中斟酌形式這個(gè)環(huán)節(jié)被省略掉了。

如果說生成選擇方案是形式在某一時(shí)間點(diǎn)的多樣化展開，那么調(diào)整既定方案就是形式在時(shí)間軸上的延續(xù)展開。隨著方案的不斷深入，可預(yù)料和不可預(yù)料的改動(dòng)，對方案推進(jìn)速度的影響極大。有時(shí)候這種改動(dòng)是毀滅性的。就還比方案都上板了，突然發(fā)現(xiàn)一草時(shí)候的總體尺寸錯(cuò)了。這種改動(dòng)，在以前意味著你要一絲不落得重演之前的所有作圖行為，而現(xiàn)在，只要形式的內(nèi)在邏輯關(guān)系沒變，數(shù)字化設(shè)計(jì)就可以讓你游刃有余的往返“過去”與“

現(xiàn)在”之間。

我們所說的數(shù)字化設(shè)計(jì)，是一種運(yùn)算法則，一種形態(tài)之間的聯(lián)系規(guī)則。基于運(yùn)算法則的形態(tài)是客觀生成的，因?yàn)樗�的形式輸出取決于運(yùn)算法則的制定和帶入的參數(shù)，而非個(gè)人的主觀偏好或視覺經(jīng)驗(yàn)。然而，數(shù)字化設(shè)計(jì)也并不排斥主觀的能動(dòng)性。因?yàn)檫\(yùn)算法則的制定，從中衍生出結(jié)果的篩選，仍然需要人主觀的篩選。尤其是規(guī)則的制定，編織數(shù)字與圖形的對應(yīng)關(guān)系與輸出方式，是非常依賴人的經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)，天賦的作用。

數(shù)字化設(shè)計(jì)在不同設(shè)計(jì)階段的角色

在理解了數(shù)字化設(shè)計(jì)如何使建筑師提高建筑設(shè)計(jì)的效率后，我們可以把數(shù)字化設(shè)計(jì)的不同方案階段的任務(wù)作一個(gè)小結(jié)。

可行性研究階段，數(shù)字化設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，設(shè)定需要解決的設(shè)計(jì)問題，擬定可以解決問題的設(shè)計(jì)技法，并確定最適宜的軟件平臺(tái)。在這一階段，設(shè)計(jì)師建立數(shù)據(jù)與圖形的聯(lián)系，引用已有的腳本或編寫新的輸出腳本。

概念設(shè)計(jì)階段，數(shù)字化設(shè)計(jì)的工作是在實(shí)驗(yàn)不同選擇的基礎(chǔ)上確定最終的技法。與此同時(shí)，通過調(diào)整參數(shù)，證明模型的可操作性，并生成一系列的選擇方案，匯編整理。

初步設(shè)計(jì)階段，需要得到業(yè)主和其他所有相關(guān)工種的反饋，審核參數(shù)的設(shè)置是否可以響應(yīng)未來可能的變化，同時(shí)根據(jù)反饋信息調(diào)整參數(shù)化模型的輸入變量，分析和評估形式的輸出。

擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段，要在上個(gè)階段評估選擇方案的基礎(chǔ)上，確定最終的形式大樣。開始到處建筑的二維圖紙，供其它協(xié)作單位配合設(shè)計(jì)，以及物料數(shù)據(jù)以供工程預(yù)算之用。大形確定之后，可以在模型上發(fā)展細(xì)部設(shè)計(jì)，保持和相關(guān)技術(shù)人員的交流互動(dòng)。另外一個(gè)重要的工作是及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更正模型中不交圈的問題，同時(shí)更新二維圖紙。

施工圖階段的主要任務(wù)是，從確定的參數(shù)化模型中導(dǎo)出所有技術(shù)之圖，配合其他協(xié)作單位完成各種相關(guān)的專業(yè)任務(wù)。

施工階段，數(shù)字化模型設(shè)計(jì)人員主要是對承包商和制造商的模型、圖紙審核，確保他們的信息數(shù)據(jù)和參數(shù)化模型導(dǎo)出的信息協(xié)調(diào)一致。并對于生產(chǎn)制造中的不可預(yù)料的實(shí)際問題，做出相應(yīng)的數(shù)據(jù)調(diào)整和數(shù)據(jù)更新。

數(shù)字化設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

在這次設(shè)計(jì)中，由于時(shí)間有限以及掌握的資源有限，我們嘗試在數(shù)字化設(shè)計(jì)中以盡量少的參數(shù)與元素，以一種簡單的生成運(yùn)算法則來編織建筑，看能否在這種低限度的參數(shù)設(shè)計(jì)方法下能否形成豐富的建筑結(jié)果。

在小組的討論和與指導(dǎo)老師的參與下，我們制定了一個(gè)簡單的腳本----圓形。從相切園的母體出發(fā)，根據(jù)幾何學(xué)中，兩個(gè)給定的圓可以確定一個(gè)給定半徑的與之相切的唯一圓。例如已有圓1、2，他們分別給定了半徑7米和10米，然后可以做出一個(gè)確定了半徑8米的圓與之相切。得到的圓編號3。再以2、3圓為依據(jù)，可以得到半徑為12米的圓4，與2、3 圓相切，如此可以一直繁衍生成下去。這其中，預(yù)先給定了比如20個(gè)圓的半徑數(shù)值，在每次半徑的選取中，讓計(jì)算機(jī)隨機(jī)抽取。這樣就完成了一個(gè)簡單腳本的編寫。

在這個(gè)過程中，我們與一個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)的研究生合作，由我們來提出腳本的法則，而他將這種法則編寫成了一個(gè)運(yùn)作的計(jì)算機(jī)程序。完成以后，我們只要每運(yùn)算一次，就可以得到一組在腳本法則下形成的相切圓形圖樣。

如圖所是，我們設(shè)定了一組圓半徑的數(shù)據(jù)，然后交由程序自動(dòng)生成，得到這樣的圖形。在反復(fù)輸入圓半徑的參數(shù)后我們得到了20組類似的圖形，再從中挑選出了有建構(gòu)可能的圖形，來進(jìn)一步深入。選中一簇原型，再用所給基地的紅線以及已有建筑的輪廓進(jìn)行限定，去掉超出邊界的圓形，最終得到相切圓圖形的一個(gè)有效的片斷，作為建筑發(fā)展母題。

在確定了基本圖樣之后，我嘗試將其進(jìn)一步發(fā)展成為可操作的建筑。這時(shí)就要在圖形的基礎(chǔ)上確定一個(gè)可行的建構(gòu)方式。我所選擇的方式是，將得到的相切圓形圖案當(dāng)作建筑的平面樓板，柱子通過圓心，連接層層的樓板。而各層的平面通過隨機(jī)的選擇，每層都在邊緣處去掉若干的圓形，最終形成表面成波浪狀的建筑外形。由于相切的各個(gè)圓的半徑并不形同，導(dǎo)致柱子間的距離也參差不齊。再加上各層邊界變化的平面，形成了異常豐富的立面及內(nèi)部空間效果。

進(jìn)行到這一階段，我不禁贊嘆與這一設(shè)計(jì)方法的強(qiáng)大。通過簡單的規(guī)則，簡單的圖形母題，就可以產(chǎn)生巨大的復(fù)雜性與模糊性。

在有了母題和基本的建構(gòu)方式之后，設(shè)計(jì)就有了深入下去的基礎(chǔ)。而之后的深入設(shè)計(jì)，我也是中貫穿著對生成法則和其對應(yīng)圖形的遵從。

建構(gòu)方式往下發(fā)展，就到了如何用現(xiàn)有的科技手段將概念性的建構(gòu)模式呈現(xiàn)出來。我所采取的策略是：從圓形的邊界形成曲型的圖樣，并作為樓板。然后從各個(gè)圓心出發(fā)做梁并一直延伸至邊界。這樣就形成了圓心到圓心的柱網(wǎng)。由于有的圓形半徑較大，導(dǎo)致梁的跨度過大，因此我對于跨度較大的梁再進(jìn)行分型。取三角形的各邊中點(diǎn)再連線形成新的梁。如此便形成了具有足夠密度的空間網(wǎng)架。

之后為了增強(qiáng)其整體性，再用上下兩次鋼板將梁夾在中間 ，焊接在一起。形成有足夠強(qiáng)度的剛性樓板。柱子僅僅作為一種支撐，從樓板中穿過。這種方式既保證了跨度的安全，也解決了平面邊緣挑出過多的問題。

解決了建構(gòu)方式的問題。就到了如何發(fā)展規(guī)則來生成各層平面的問題。作為建筑藝術(shù)中心，必然對建筑的公共性有很高要求。建筑需要以一種非常親和與開放的姿態(tài)出現(xiàn)。因此建筑的底層架空，形成一個(gè)巨大的，不設(shè)過多限制的開放空間。一層里主要的功能是展示空間，交流空間，報(bào)告廳以及配套的服務(wù)。尤其是展示用的展板，也成為了一種建筑空間的限定手段，需要特別的設(shè)計(jì)。

在這里。我在原有生成法則的基礎(chǔ)上，發(fā)展出一個(gè)子系統(tǒng)。原先是圓圓相切的體系，而作為一層四處立柱的負(fù)空間，展板應(yīng)當(dāng)躲過柱子自成一體。所以我將原有的穿過圓心的柱子作為圓心。以過三點(diǎn)確定一個(gè)圓為法則生成。這樣同樣得到了一組由若干相離或相交的圓形成的圖形。再制定篩選的法則，即半徑過大或過小的圓和超出原有邊界的圓形都會(huì)被刪掉，這樣就想成了展板的位置。

正是貫徹了參數(shù)密切關(guān)聯(lián)的法則。由一套參數(shù)來反復(fù)衍生圖形，使設(shè)計(jì)不管進(jìn)行到哪一步，都和原先的數(shù)據(jù)有著密不可分的聯(lián)系。也使設(shè)計(jì)在每一步都可以找到進(jìn)行下去的依據(jù)。

二層平面的房間分布也以圓形為主。將母本的圓行按需要進(jìn)行同圓心的偏移。形成原型的房間平面，同時(shí)留有人通過的足夠距離。更重要的是，圓形的負(fù)型作為交通空間，充滿著各種可能性。窄的地方僅僅作為過道，而較寬松的地方可以作為既能通過，也能駐足進(jìn)行小范圍交流的宜人場所。在更開闊的區(qū)域，則成為開放性的工作場，布置桌椅，形成大型自習(xí)室。在這種情形下，這種建筑空間類型顯得更由潛力。不管以后建筑的實(shí)際功能如何變化，建筑空間都為這種不可預(yù)期的變化留有足夠的余地。

二層以上都延續(xù)了這種生成方式。第四層作了屋頂綠化，有效的降低建筑表面的溫度，同是與建筑基地旁的綠化有效的對接。屋頂?shù)膱A形樹池是從原有母題中截取而來。

還有外環(huán)境的設(shè)計(jì)，也是從原先基本的圓形中，篩選出多個(gè)圓形，形成了外環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)。至此，以數(shù)字化、參數(shù)化指導(dǎo)進(jìn)行的設(shè)計(jì)主體結(jié)束。整個(gè)過程貫穿著清晰的邏輯和可操作性。在頭腦中未有建筑的形象前，大量的工作在于制定生成下去的法則，最終得到了令人驚喜的，充滿豐富性與復(fù)雜性的設(shè)計(jì)結(jié)果。這種結(jié)果大大超出了人腦的空間想象能力，而顯得充滿創(chuàng)造力。考慮到我們僅僅建立了一個(gè)最最簡單的法則，就產(chǎn)生了異常精彩的結(jié)果，這種基于腳本與法則的設(shè)計(jì)方法無疑具有無限的潛力。