現(xiàn)代建筑設(shè)計與計算機應(yīng)用分析

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

1關(guān)于計算機技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計中的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有效推動了生產(chǎn)力的進步，計算機技術(shù)作為當(dāng)前信息時代的主要產(chǎn)物，逐漸發(fā)展成為一項關(guān)鍵的技術(shù)，幾乎可見于社會發(fā)展的每一個層面。貫穿現(xiàn)代建筑設(shè)計的發(fā)展階段，計算機技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計領(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)計構(gòu)思等智慧性工作領(lǐng)域中得到了滲透。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代建筑設(shè)計中對設(shè)計環(huán)境的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)得以提高，推動其向全面數(shù)字化方向發(fā)展，因而也使得計算機如同以往的紙和筆一樣不可或缺，漸漸成為建筑設(shè)計師們工作中的重要設(shè)計工具。在具體的建筑設(shè)計中，方案策劃、初步與深入設(shè)計、施工圖紙設(shè)計等構(gòu)成了建筑設(shè)計的全過程，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程，也包括了對方案的不斷推敲與優(yōu)化完善的過程，計算機技術(shù)的應(yīng)用，促使建筑師的在其幫助下可采用多種方法對建筑設(shè)計進行改善。

2現(xiàn)代建筑設(shè)計中各種計算機技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，現(xiàn)代建筑設(shè)計中最為常見的計算機技術(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)、動畫及虛擬現(xiàn)實技術(shù)、協(xié)同設(shè)計技術(shù)、新型交流方式以及其它計算機新技術(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)指的是通過計算機可生成虛擬的圖像，將其放在現(xiàn)實的環(huán)境照片中時，可對設(shè)計方案起到較為快速的驗證與表現(xiàn)的技術(shù)。當(dāng)前，在現(xiàn)代建筑設(shè)計中涉及到擴建涉及到擴建項目或改建項目時，該技術(shù)的采用率極高，其可對原有的建筑、新建的部分以及周圍關(guān)系的搭配情況起到檢驗作用，且有著較高的判斷力。設(shè)計師在具體的應(yīng)用過程中，可對涉及的環(huán)境照片進行拍攝，而后采用3Dviz或其它三維軟件中以所拍攝的照片為依據(jù)，通過計算機系統(tǒng)中的攝像機與所拍攝的照片視點進行匹配，渲染出模型圖片后采用軟件將其與原環(huán)境照片進行融合，進而可生成角度各異的合成圖像，利于后期設(shè)計方案的確定，也使得該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各設(shè)計單位中。

2.2光照模擬及光能傳遞技術(shù)

就設(shè)計師而言，設(shè)計方案處于推敲階段時，建筑中存在的光影效果是其中重要的考量因素，因而在真實光照效果的模擬過程中，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)對場景中漫射的光線可起到精確的模擬作用，進而可讓物體將光線反射到部分物體與周圍的環(huán)境中，才有了較為柔美的陰影的產(chǎn)生，除此之外，Lightscape軟件還可對太陽光進行計算，附帶的還有天空光的計算，且在具體的操作過程中，僅可通過對真實燈光布置放置，便能夠計算出最接近真實的效果，完全不需要輔助光源的利用，故而該技術(shù)在建筑師對光照效果的推敲中可起到相當(dāng)大的幫助作用。

2.3動畫及虛擬現(xiàn)實技術(shù)

建筑設(shè)計師的設(shè)計成果處于演示階段時，大多會采用動畫的形式進行，且動畫演示在設(shè)計成果的演示中也最為普遍，演示技術(shù)也趨于成熟化，尤其是針對于部分大型的設(shè)計項目時，設(shè)計初期階段便會對三維軟件利用其中，以此來實現(xiàn)設(shè)計成果的動畫演示，且所制作的動畫均具有研究性與分析性特征，有利于建筑設(shè)計師對設(shè)計方案進一步對比與思考，并斟酌其可行性。近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種交互式多媒體技術(shù)的觀點被人們一致認(rèn)同，該技術(shù)最早由JaronLanier所命名（為美國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行肆無忌憚的漫游（虛擬性質(zhì)）；建筑師也可對該技術(shù)進行充分利用，以求從多角度對建筑方案進行觀察，由上可以看出，虛擬現(xiàn)實技術(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)實技術(shù)的應(yīng)用在我國諸多建筑中均有所體現(xiàn)，以北京CBD建筑規(guī)劃設(shè)計為例，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可實現(xiàn)三維環(huán)境中任意方位與角度下對建筑物設(shè)計本身的觀察。當(dāng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于實際的設(shè)計環(huán)境中時，建筑的各個部分并不是固定的，而是在實際的建筑過程中可以以建筑設(shè)計師的想法對建筑師的想法進行改變與發(fā)展，且通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，還可實現(xiàn)墻壁的建立與刪除，設(shè)計中廣闊的廣場也可被穿越，同樣，地板的圖案與款式也可被更改。以往觀察者只會通過對圖紙的查看對所設(shè)計的對象進行想象，但經(jīng)由虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用后，觀察者對所設(shè)計對象的想象也更為具象化。由上述可以看出，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也可視為建筑設(shè)計師之間、建筑設(shè)計師與客戶之間進行溝通的現(xiàn)象方式。

2.4協(xié)同設(shè)計技術(shù)

以往的產(chǎn)品設(shè)計均是在圖紙上進行，且設(shè)計中依靠的大多是手工設(shè)計，因而存在諸多方面的缺陷，其中，最為常見的缺陷主要表現(xiàn)在如下方面：設(shè)計中所投入的成本較高、實際的設(shè)計周期較長、所設(shè)計的質(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)計技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計中被應(yīng)用開來，其主要以計算機為依托，建筑設(shè)計師在建筑設(shè)計中積極尋求的協(xié)同設(shè)計技術(shù)與建筑設(shè)計技術(shù)二者的結(jié)合，并試圖尋求上述二者相結(jié)合的方法，進而實現(xiàn)以開發(fā)計算機來作為主要支持的協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)。就目前而言，協(xié)同設(shè)計技術(shù)獲得了長足發(fā)展，主要表現(xiàn)便為其在CAE/CAM以及CAD集成化、遠程計算與工作程序設(shè)計、具體工作流程的管理、虛擬產(chǎn)品的設(shè)計以及可視化等方面得到了應(yīng)用。因而可以說，現(xiàn)代建筑設(shè)計正在逐步擺脫以往的單獨作戰(zhàn)模式，而是逐漸發(fā)展成為一個設(shè)計團隊或多個設(shè)計團隊等的協(xié)同設(shè)計開發(fā)，故而，系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)同樣也可對現(xiàn)代建筑設(shè)計起到一定的影響作用。

2.5新型交流方式

計算機網(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€“地球村”時，距離便不再是障礙，也就使得交流變得更為頻繁。建筑設(shè)計師處于該環(huán)境中，其在建筑設(shè)計中可應(yīng)用到的遠程合作與交流也變得更為簡單。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均實現(xiàn)了相互傳輸；且建筑師在遠程交流過程中，可充分利用遠程討論組功能，實現(xiàn)對建筑設(shè)計細(xì)節(jié)或方案等內(nèi)容的交流與討論，進而可幫助更多的建筑設(shè)計師參與到建筑設(shè)計方案的設(shè)計與推敲過程中，因而此種遠程的關(guān)于建筑設(shè)計的交流與討論又被稱為“虛擬設(shè)計室”。在當(dāng)前社會發(fā)展的大環(huán)境下，互聯(lián)網(wǎng)所提供給建筑設(shè)計師這一國際化的交流方式，不僅有效促進了不同文化背景下建筑設(shè)計師之間的相互交流與學(xué)習(xí)，還有利于幫助建筑設(shè)計的過程更加完善化。

2.6其它計算機新技術(shù)

現(xiàn)代建筑設(shè)計領(lǐng)域中，采用計算機技術(shù)進行建筑設(shè)計輔助已然成為趨勢，越來越多的人開始重視起計算機技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計中的應(yīng)用及其在其中所發(fā)揮的作用，使得計算機新方法與新技術(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)字化儀器則可將實物的空間轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌谟^察的三維模型，利于建筑設(shè)計師在計算機中對模型做出進一步的修改。故而，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用力度不斷加大，相信今后會有更多的計算機新方法與新技術(shù)投入其中，以進一步提高現(xiàn)代建筑設(shè)計效率、縮短設(shè)計周期、節(jié)約設(shè)計成本，進而推動著現(xiàn)代建筑設(shè)計朝向更佳的方向發(fā)展。

3結(jié)語

由上觀之，現(xiàn)代建筑設(shè)計會隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，且其建筑規(guī)模會越來越大，速度會越來越快，功能也會越來越復(fù)雜化，導(dǎo)致建筑施工的質(zhì)量與速度要求均提高，故而對建筑設(shè)計水平的要求也會隨之提高，因而對現(xiàn)代建筑設(shè)計與計算機應(yīng)用的研究意義重大。信息時代的來臨，使得計算機技術(shù)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中最為主要的技術(shù)之一，因而計算機技術(shù)勢必會在現(xiàn)代建筑設(shè)計的發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用，同時也是現(xiàn)代建筑設(shè)計產(chǎn)業(yè)季候獲取進步與發(fā)展的必要因素。

作者：王晴 單位：張家界旅游學(xué)校