建築計算機輔助設計

隨著科學技術的進步和計算機技術的不斷完善，計算機輔助設計對於建築設計，無論是在方法上還是在觀念上都將起到至關重要的作用，以至最終將改變和影響今後在建築設計方法和建築觀念。

基本介紹

• 中文名：建築計算機輔助設計
• 外文名：Architectural CAD
• 關鍵字：輔助設計 建築設計 三維模型
• 套用：建築設計

介紹

在CAD計算機輔助設計異軍突起與建築設計領域之後，計算機已經成為建築設計人員工作中一個重要的工具。計算機的使用已經改變了許多的工作方法，正如眾所周知，正如眾所周知，計算機繪製的線條圖和計算機繪製的建築表現圖已經發展到了相當成熟的階段，我們作為現代的建築設計師，不能迴避工具的更新對建築設計帶來的影響，同時也不能將新工具在建築設計中的運用按傳統的方式直接套用到建築計過程中來。

我們應該更多的考慮如何運用新工具來開發建築輔助設計，而不是將計算機簡單地僅用於繪圖與表現。建築設計方法的更新關鍵在於的更新關鍵在於思維的更新，通過新工具的運用來進行輔助建築設計思維可以幫助我們在建築創作中尋求到新的途徑。我們知道計算機具有便捷的三維建模、易於修改以及直觀三維形體顯示等功能。利用計算機這些新的技術手段完全可以更好的為建築設計服務，以至我們可以從建築設計方案構思開始就在計算機上進行建築創作，示建築設計與表現同步進行，在設計在設計完成之時建築表現也隨之完成，從根本上改變以往在建築設計過程中設計與表現不同的創作方式，最終實現設計與表現的一體化。

從傳統的建築二維觀到現代建築的三維觀

老學院風格化的建築認為，建築是立面的建築，因而建築師可以任人打扮的。這一時期人們對建築的注意力主要集中在二維平面上，某個特定立面的圖形關係是建築表現的中心。早期的建築表現主要是通過立面的渲染來實現，這一觀念導致了傳統建築只注重平面和立面的細部雕琢，而忽略了空間和體型的塑造，這從眾多傳統建築實物中可以找到大量的例證。

文藝復興後，隨著透視作圖法的廣泛套用，傳統的建築二維觀以及立面表現方式有了新的變化，人們利用透視作圖法發展了建立在二維基礎上的三維模擬，面和面之間的關係得以表現並受到重視。這一時期出現了在二維圖紙上表現的三維透視圖，這種狀況一直維持了很長時間並影響至今。

隨著工業革命的到來，現代建築革命性地將人們的注意力從建築的表面引導到建築內部和形體空間上，這時空間被視為空間的主角。在空間被認同為建築的主體以及空間環境問題日益受到重視的情況下，三維建築模型的作用變得越來越明顯，並在建築表現方式中占據了主導地位。

這時，人們開始利用縮小比例的建築模型來表現建築設計，然而這一時期的建築設計方式仍然是從平面、功能入手，待頭腦中的設計構思日益清晰之後再藉助於平面、立面和剖面的關係來求證建築物的透視於平面、立面和剖面的關係來求證建築物的透視，或是利用卡底、泡沫板、有機玻璃及金屬等等材料製作成建築模型，通過後期的表現手段對所設計的建築進行驗證。這種設計手段不僅費時費力，而且在建築設計方案構思過程中，由於表現滯後於設計，從而無法實現在設計中進行表現，在表現中驗證建築設計的最佳創作方式。縱然我們可以通過工作模型的方法來進行空間和型體的研究，但方案的可選擇性因製作方式的繁瑣而變得極為有限。

科學技術進步

科學技術是人類社會進步的階梯，也是建築發展階段的階段，技術手段的變革不僅改變了建築的風格，同時也改變著建築創作觀念和設計方法。

人類社會自工業時代進入到現在的信息的時代，科學技術有了突飛猛進的發展。從50年代至今的40年間，隨著電腦繪圖在硬體設備與軟體運用發展方面的不斷加速成長，“電腦輔助設計”對於我們建築設計人員已不再是一個陌生的名詞。正如前面提到，電腦已成為我們建築專業人員不可缺少的重要工具，電腦不僅可以用於繪製線條圖，還可以繪製高質量的建築表現圖，尤其在近幾年，採用計算機模擬生成的圖像質量更是在質量上有了令人矚目的提高。

計算機可視化技術越來越成為建築師不可缺少的工具。人們可以把天空、樹木、人物以及準備建設的區域附近的其他景點通過數位相機拍攝下來，並將這些圖像輸入到電腦里，當我們在電腦里將新設計的建築三維模型基本完成之後，便將他們一同組織到計算機模型中。這樣不僅使我們設計的建築業與周邊環境的關係更加真實可信，同時還可以利用計算機便於修改的功能，在顯示圖像的時候隨時調整三維建築模型，使建築物與周圍環境的關係更加和諧統一。電腦這一新的技術手段，可以讓我們自始至終在直觀、真實的三維環境裡進行建築設計和創作，從而可以較大程度地提高建築設計質量。

計算機不及可以生產精止的三維圖像，還可以生成三維動畫，尤其是計算機中“虛擬現實”更是令人吃驚。當我們從二維的電腦顯示螢幕中觀看三維動畫的畫面時，其逼真程度讓人難以置信。Myron Krueger 曾用這樣的例子來描述“虛擬現”：在一幕用電腦製作的場景中，一塊石頭瞄準你的頭部打下來，儘管你知道它是虛擬的，你還是會閃避，這說明電腦所展示的景象是真實可信的。我們有理由相信電腦這一資訊時代的寵兒在建築領域中的運用隨著信息技術的不斷進步，將越來越深入地影響和改變建築設計方法和觀念。

建築設計表現

建築設計是一個從模糊走向清晰地創作過程。最初的方案可能只是一個想法，而不一定是某個具體的建築物。建築師所做的工作就是直接對頭腦中的圖物進行創造、推敲，並將它們直觀地表現出來，由於建築物的表現與設計本身總有一些距離，使得設計與表現不能同時同步發展，這無疑給我們的設計帶來諸多不便。隨著計算機技術的迅猛發展，電腦參與建築設計，建築師可以利用電腦強大的三維建模和顯示功能在設計與表現中架設起一段橋樑，將兩者聯繫起來，使設計與表現同步發展，實現設計與表現一體化。近年來建築設計軟體不斷更新和完善。從3D到3DMAX和3DVIZ，這些建築設計三維軟體為建築師利用電腦進行三維形體研究提供了極大的方便。當我們對建築設計方案有了最初的構思後，就可以利用上述軟體在環境的三維體塊關係中進行型體研究。通過計算機便捷的數據輸入來調整各個建築體塊的大小、高矮和空間位置的關係，並結合建築平面功能的要求對建築設計進行多方案的比較和我驗證。由於電腦里設計與表現是同步進行的，這使得我們有機會在任何一個決策完成的同時，可以直接檢驗設計方案的空間和形體效果，是設計更換加完美。

總結

目前，在我們大部分設計單位，電腦在建築設計中的作用往往局限於在施工圖的繪製和單純的電腦效果圖表現上。存在著設計與表現脫節的現象，電腦參與方案設計本身的潛能還沒有充分地發掘。今後，我們應該充分發揮計算機能使建築設計的各種變化更具有潛力的特點，改變以往對建築設計程式化的理解方式，在建築領域更廣泛的運用電腦技術來進行建築輔助設計。我們有理由相信，隨著計算機技術的進一步發展和人類識別水平的提高，計算機輔助設計的作用將會越來越明顯，設計與表現一體化的進程將大大加快，並最終會影響到建築與設計方式的變革