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輔助設(shè)計(jì)論文:園林設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)運(yùn)用優(yōu)劣勢探討

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輔助設(shè)計(jì)論文:園林設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)運(yùn)用優(yōu)劣勢探討

本文作者:許大為、楊彤彤 單位:東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院

時(shí)至今日,由于園林是一個(gè)新興學(xué)科專業(yè),其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的開發(fā)也沒能像傳統(tǒng)的機(jī)械制造、建筑設(shè)計(jì)、藝術(shù)廣告創(chuàng)作等學(xué)科的成熟發(fā)展。但宏觀來看,由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的獨(dú)特魅力和深厚的發(fā)展前景,相信在設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造應(yīng)用下,必將對園林設(shè)計(jì)產(chǎn)生不可估量的推動,創(chuàng)作出不可比擬的優(yōu)秀作品,使園林設(shè)計(jì)的發(fā)展更加多元化、參數(shù)化、規(guī)范化。該文旨在探討計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀和在園林學(xué)科的應(yīng)用以及利弊加以分析,展望其在園林設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用前景,拓寬景觀設(shè)計(jì)的創(chuàng)作、體驗(yàn)新視野,促使園林設(shè)計(jì)向更成熟的方向發(fā)展[1-2]。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在園林中的應(yīng)用

在園林設(shè)計(jì)中,利用線條表達(dá)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念,以文字作為說明輔助,這就使非專業(yè)人員難以全面了解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖。因此,設(shè)計(jì)師通過園林效果圖來表達(dá)作品。利用手繪或者計(jì)算機(jī)繪制的園林效果圖,以一種直觀易懂的方式,使雙方進(jìn)行有效溝通。計(jì)算機(jī)效果圖相較于手繪圖紙清晰度高、還原真實(shí)性強(qiáng),既利于直觀理解,又可以作為構(gòu)思方案的參考。從流程上講,設(shè)計(jì)師構(gòu)思出概念方案后,通過AutoCAD繪制出方案底圖,這其中包括園林路網(wǎng)、水體形狀、地形設(shè)計(jì)以及植物配置,之后利用SketchUp或者3Dmax等軟件進(jìn)行建模,主要做建筑模型、水體、地形高度賦予、小品廣場鋪裝等材質(zhì)賦予,渲染出圖后,利用Photoshop軟件做后期進(jìn)一步處理,即可完成一幅園林效果圖。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在園林中的應(yīng)用形式

1方案概念階段———推敲方案

當(dāng)一個(gè)新項(xiàng)目開始設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)進(jìn)行基地周邊環(huán)境分析,調(diào)查基地現(xiàn)狀,然后利用手繪的形式把基地各個(gè)要素簡單勾勒出來。之后形成的概念初稿,是以手繪形式劃分的景觀分區(qū)、主要園路、水體、地形的草圖。然后把紙質(zhì)掃描轉(zhuǎn)化成電子媒介,細(xì)致地推敲空間感、尺度感。這時(shí),就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件發(fā)揮用處的時(shí)候,應(yīng)利用建模軟件進(jìn)行模擬,在計(jì)算機(jī)里直觀地表現(xiàn)出概念方案的即時(shí)模擬,發(fā)現(xiàn)效果不理想,就可以及時(shí)改動,而不需要像傳統(tǒng)手繪需要重新繪制的重復(fù)勞動。與此同時(shí),在高效建模過程,可以利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的光照功能,將一天中、一年中的日照變化進(jìn)行演示模擬,更可以將一年四季的植物季相變化進(jìn)行模擬,使得園林設(shè)計(jì)更加富于美觀和科學(xué)合理[3]。

2方案設(shè)計(jì)階段———細(xì)化方案

經(jīng)過概念方案階段和園林設(shè)計(jì)師的推敲,對方案有了全方位的了解,定稿后要進(jìn)行方案的細(xì)化,通過CAD矢量圖的繪制,可以精確地表達(dá)方案的每一處細(xì)節(jié)。也可應(yīng)用在植物配置上,進(jìn)行數(shù)量的統(tǒng)計(jì)和平面樹形的批量復(fù)制,同時(shí)進(jìn)行精確的建模和渲染等工作。

3方案成熟階段———表現(xiàn)方案

以上幾步完成之后,盡管園林設(shè)計(jì)所要表達(dá)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)手段都已清晰明了,但對于沒有景觀設(shè)計(jì)相關(guān)知識的人來說,仍然不能理解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖。因此,在這個(gè)環(huán)節(jié),就需要用翻譯的手段來展示給大眾,這就需要通過計(jì)算機(jī)制作表現(xiàn)圖來實(shí)現(xiàn)。

(1)二維和三維的表現(xiàn)形式。二維即在一個(gè)平面的上下、左右方向,沒有前后之分。只有面積,沒有體積。三維即在二維平面系中加入了一個(gè)方向向量,構(gòu)成空間系,形成了空間。在園林效果圖中,二維和三維具體指平面圖和鳥瞰圖或者透視圖,只能提供人們平面的意向效果和視覺體驗(yàn)。

(2)四維和虛擬現(xiàn)實(shí)的表現(xiàn)形式。四維即指時(shí)空,是指在空間構(gòu)架上在普通三維空間加上時(shí)間軸,即在空間中物體有了動態(tài)。在園林設(shè)計(jì)中,這種四維不再是一個(gè)靜止的畫面,而是一個(gè)流動的動態(tài)景觀,或者叫做動畫制作。這是二維或者三維的圖紙所不能表現(xiàn)出來的。隨著技術(shù)的發(fā)展,近年來出現(xiàn)了即時(shí)模擬交互式場景技術(shù)的應(yīng)用,即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(virtualreality,VR)。是利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的一種人為虛擬環(huán)境,可通過視覺、聽覺、觸覺來感知??蛻舳送ㄟ^自己控制視點(diǎn),直接的、多角度的、自由的對園林環(huán)境進(jìn)行觀察,給人一種身臨其境的感覺,形成了交互式交流[4]。

對比計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)表現(xiàn)形式的優(yōu)缺點(diǎn)

1工作效率高

在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件沒開發(fā)之前,園林設(shè)計(jì)的表現(xiàn)是以手繪為主,以沙盤建模等作為效果展示,在這個(gè)過程中,優(yōu)異的繪畫功底和技巧起到了很重要的作用。手繪的表現(xiàn)飄逸令人遐想無限,但其局限性也漸漸表現(xiàn)出來。這個(gè)問題通過采用計(jì)算機(jī)制圖便會迎刃而解,如精確計(jì)算各園林小品、建筑、樹木之間的比例關(guān)系。在手繪過程中,每張圖紙不能多人同時(shí)繪制,且每人繪畫功底和風(fēng)格不會嚴(yán)格統(tǒng)一。但計(jì)算機(jī)制圖就可大大提高工作效率,使圖紙繪制的風(fēng)格一致,批量繪制效果表現(xiàn)圖,而且存放容易,易復(fù)制,易傳播。

2表現(xiàn)形式多樣

計(jì)算機(jī)制圖有著不同于傳統(tǒng)手繪的仿真、現(xiàn)實(shí)感,而且有著豐富的立體光影和虛擬現(xiàn)實(shí)的多感官感受,模擬高山流水、四季季相變化、行走其間的效果等,這是傳統(tǒng)手繪所不能比擬的。隨著設(shè)計(jì)師的大膽創(chuàng)新,手繪和計(jì)算機(jī)制圖的結(jié)合也越來越緊密,傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)制圖呆板生硬,通過掃描燈技術(shù),將紙質(zhì)媒介的手繪底圖輸入電腦,通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模仿手繪的色彩、風(fēng)格、筆觸上色繪制,形成了獨(dú)特的表現(xiàn)形式。另外,例如玻璃、水體、各種質(zhì)感的真實(shí)還原,是需要極強(qiáng)的手繪功底和各種創(chuàng)作手法的結(jié)合,而計(jì)算機(jī)所擁有的材質(zhì)庫模擬出的材質(zhì)真實(shí)還原,是手繪所不能快速、有質(zhì)感的表現(xiàn)的[5]。

3資源的節(jié)約

傳統(tǒng)的建模表現(xiàn)是以雕塑形式,需要材料的配合才能完成的作品。從購買到制作都需要相關(guān)技術(shù)人員來完成,而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制作的模型,只需要一個(gè)人就能完成。更大的優(yōu)點(diǎn)在于其建模速度快,可復(fù)制性高,不會受時(shí)間空間的限制而使模型變色變形,且便于修改和存儲,這就大大減少了人力、物力和資源的消耗。新興的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓人們在工程沒有竣工的時(shí)候,體驗(yàn)到設(shè)計(jì)方案的最終結(jié)果,既節(jié)省了時(shí)間,又減少了盲目施工帶來的經(jīng)濟(jì)損失,大大降低了設(shè)計(jì)方案的風(fēng)險(xiǎn)性,減少了資源的浪費(fèi)。

4弊端

雖然計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有諸多優(yōu)點(diǎn),但仍有弊端存在。計(jì)算機(jī)制圖雖然彌補(bǔ)了手繪的不足,使傳統(tǒng)的繪制擺脫了繁重的手工繪制過程。但手繪過程中畫風(fēng)的飄逸和思想的火花卻是計(jì)算機(jī)所無法比擬的,其追求的整體氣氛的烘托和意境的渲染,尤其藝術(shù)性的張力是計(jì)算機(jī)制圖所無法趕超的。隨著計(jì)算機(jī)的推廣,同樣出現(xiàn)了人為的弊端,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是一些設(shè)計(jì)師只是注重效果圖的美觀,而忽略了設(shè)計(jì)的質(zhì)量,使得設(shè)計(jì)與效果圖脫節(jié)。認(rèn)為效果圖只是表現(xiàn),并沒有與實(shí)際方案相一致,與實(shí)際不符。二是隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)資源的共享和可復(fù)制性,使一些設(shè)計(jì)師對設(shè)計(jì)方案通過快捷分享和積累,隨后利用拼湊、堆砌方案的方法做設(shè)計(jì),使得設(shè)計(jì)沒有獨(dú)創(chuàng)性、獨(dú)特性、因地制宜性,導(dǎo)致沒有設(shè)計(jì)靈魂?!秷@冶》“興造論”中有“三分匠人,七分主人”之說,即園林的好壞在于設(shè)計(jì)師的審美觀念、專業(yè)技能和藝術(shù)修養(yǎng)等。設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念所包含得精神、文化素養(yǎng)上的深層內(nèi)涵,是計(jì)算機(jī)所無法完成和代替的。三是計(jì)算機(jī)的便于統(tǒng)一性,也使得設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作手法單一、過于同一,使得原本藝術(shù)性很強(qiáng)的園林設(shè)計(jì)變成千篇一律的效果圖拷貝工作,失去了個(gè)性的藝術(shù)品不能稱之為藝術(shù)品。園林這門復(fù)雜的時(shí)空藝術(shù)更是需要設(shè)計(jì)師的靈魂去把握方向。四是有些設(shè)計(jì)師為了迎合客戶的需求和審美,并沒有將效果圖作為設(shè)計(jì)師的輔助工具,而是作為吸引人眼球的廣告。盡管設(shè)計(jì)有許多疏漏,但利用絢麗的效果圖迎合客戶口味,獲得好評,這是一種不良的傾向。因地制宜、符合場地環(huán)境、以人為本,創(chuàng)造良好的園林環(huán)境空間才是園林設(shè)計(jì)的根本任務(wù)。

小結(jié)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能等技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。與園林相關(guān)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、樹木生長模擬系統(tǒng)、監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)等有了長足的開發(fā)進(jìn)步,可以說計(jì)算機(jī)已經(jīng)涉及到園林的各個(gè)領(lǐng)域。園林這門綜合藝術(shù),已經(jīng)得到人們的普遍重視,計(jì)算機(jī)輔助園林設(shè)計(jì)的發(fā)展和規(guī)范,代表著園林專業(yè)的發(fā)展水平,但仍然發(fā)展緩慢,其原因如下:一是園林專業(yè)的多學(xué)科性、設(shè)計(jì)對象復(fù)雜、信息量大決定了計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的困難性。二是國內(nèi)的核心輔助園林設(shè)計(jì)軟件較少,即使有已經(jīng)開發(fā)出的專業(yè)模塊,但因用戶量少,應(yīng)用不廣泛所不能大規(guī)模教學(xué)使用。三是中國的園林發(fā)展?fàn)顩r更是決定了在景觀學(xué)的初級階段,對于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)創(chuàng)造性的缺失。時(shí)代在發(fā)展,社會在進(jìn)步,當(dāng)思想碰撞出火花,那么便是創(chuàng)造性改革的誕生之時(shí),相信在不斷增長的物質(zhì)文化需求上,人們的精神追求會促使園林和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相輔相成的發(fā)展下去,把這門時(shí)空藝術(shù)發(fā)展的淋漓盡致,實(shí)現(xiàn)明日的設(shè)計(jì)大國之夢想。