建筑数字化的过去,现在和未来.pdf

建筑数字化的过去，现在和未来3D扫描-巴特莱特建筑学院如今，机器⼈建造，⼈⼯智能等数字化⼯具在建筑领域的运⽤越来越普遍。⽆论是⼤型公建，还是⼩型住宅，⼀个建筑项⽬不使⽤某种数字⼯具进⾏设计或建造的情况越来越少。数字化的技术给予了我们建筑空间新的体验，同时也帮助建筑师们开拓各种新的可能性。未来，数字化的应⽤也将会越来越贴近我们的⽇常⽣活，使我们更⽅便的获取和利⽤信息。虚拟数据和数字信息的互动性和连通性将会⽐以往任何时候都更强。在这种时代背景之下，数字技术的利⽤对于建筑领域也是⼀个巨⼤的机遇，通过这篇⽂章，⼩编想和⼤家⼀起分享⼀下关于建筑中数字化发展的过去，现在和未来⽅⾯的知识。2018年⽕⼈节寺庙—⽤Grasshopper所设计的项⽬01起源：形态思维我们对数字化时代建筑未来的关⼼与如何理解⼈类与⾃然的关系有着直接的联系。19世纪⽣机论（Vitalism）到经验主义的转变，标志着科学技术的进步。⼈们对于⼤⾃然中的⽣命有了更深⼊的了解，汤普森的《⽣长和形态》和达尔⽂的《物种起源》所表达的结构主义思想激发了建筑师在设计中利⽤⾃然的⾏为。1896年，芝加哥学派建筑师路易斯·沙利⽂将其思想概述为形式总是追随功能，⽽他的门徒弗兰克·劳埃德·赖特也提出了“有机建筑”的思想，在他所开创的草原学派的建筑运动中，这种思想在设计中体现的最为明显——从它的形态到它的功能，建筑可以被理解为⼀个与环境相协调的有机体。路易斯·沙利⽂弗兰克·劳埃德·赖特这种思维可以概括为”形态思维“，它让建筑师思考⾃然规则如何能够超越所有建筑设计的形式。德国斯图加特⼤学的建筑教授阿希姆·蒙格斯(AchimMenges)表⽰，形态思维在今天仍然适⽤。他说:“在⼤⾃然中，形式的产⽣和它的物质化具有内在、不可分割的联系。”因此，形态学的设计使设计和制造更加紧密地联系在⼀起。”这是充分挖掘数字技术在建筑设计和施⼯中潜⼒的先决条件。”02最初的参数论者对⾃然法则的深刻理解，以及这些法则背后的数学原理，极⼤地影响了20世纪早期到中期的建筑师。虽然他们当时没有今天的技术条件，但他们能够以⼀种类似的⽅式利⽤形态发散思维。具体来说，这导致了⼀系列被称为“原始参数”设计⽅法的产⽣，或使⽤模拟计算形式的⼿段使⽤参数。在这⼀时期，沙利⽂的“形式总是追随功能”开始有了新的含义。意⼤利建筑师LuigiMoretti认为，假如建筑的功能可以通过⼀组参数来描述，那么建筑师就可以使⽤与性能标准相关的数学⽅程来设计形式。西班⽛建筑⼤师安东尼·⾼迪在设计圣家堂的过程中便采⽤了模拟计算的⽅法。他开发了圣家堂的悬链拱顶结构，他把基层设计的模型倒置，每个相应的点上吊着悬链，每条链上挂着重量与实际成⽐例的沙袋，这样稳定后的绳⼦⾃然产⽣的曲线就是拱顶和拱门应该⽤的⾓度，也叫抛物拱。悬链结构的优点在于，它只受⾃相抵消的切⼒作⽤，能够平均分配⽀撑重量。倒挂悬链的设置倒挂装置底下的镜⼦倒映出了稳定的结构圣家堂遗憾的是,⾼迪的图纸和⼤教堂的模型,被毁于1936的西班⽛内战。20世纪70年代末和80年代，年轻的澳⼤利亚建筑师马克·伯⾥(MarkBurry)在认真研究剩下的碎⽚时，拼凑出了构成⾼迪所有模型基础的复杂数学代码。巴⾥的研究使⾼迪的作品进⼊了国际公共领域，⾼迪的⽅法在20世纪末21世纪初影响了世界各地的许多建筑设计师。随着计算⼯具进⼀步发展，将物理引擎(可以帮助模拟物理系统的软件)⽤于模拟真实世界的结构⾏为，这⼀点变得尤为明显。德国建筑师和⼯程师弗雷·奥托（FreiOtto）进⼀步发展了这种使⽤模型进⾏模拟计算的⽅法。奥托是⾃然界结构(包括肥皂泡和蜘蛛⽹)计算领域的领军⼈物，他使⽤详细的物理模型来分析、理解、记录和计算这些结构是如何形成和执⾏的。1972年，他为慕尼⿊奥林匹克体育场(MunichOlympicStadium)建⽴了⼀个复杂的物理模型:将⾦属丝、细绳和精密成像摄像机对准这个模型，计算体育场屋顶结构的拉伸⾏为。弗雷·奥托慕尼⿊奥林匹克体育场，设计：弗雷·奥托这⼀时期的其他原始参数论者包括美国建筑师理查德·巴克敏斯特·富勒。富勒对宇宙是如何运作的有着浓厚的兴趣，这促使他开发了很多预制建筑，这些项⽬从科学技术⼯程和创新中汲取灵感。在富勒看来，⼀个使⽤较少资源的世界将通过降低产品的总体成本并使更多的⼈更容易获得这些产品，从⽽创造⼀个更加平等的经济。这进⽽将导致⼀个更加可持续和民主的未来。他的作品可以被看作是当今数字设计和数字制造背后的建筑精神的⼀个先例。理查德·巴克敏斯特·富勒能飞的房⼦，设计：理查德·巴克敏斯特·富勒曼哈顿穹顶，设计：理查德·巴克敏斯特·富勒03⼀场控制⾰命⼆⼗世纪⼋⼗年代后期以来，以电脑技术为基础的⼀系列信息传播新技术和信息传播系统的作⽤⽇益凸现，电脑互联⽹络已迅速崛起为最新的媒介。被称为“第四媒