参数化设计是“元宇宙”在建筑界的“化身”?

美东时间2021年10月28日,不仅是Facebook的转折点、可能也是整个互联网生态演化的一个重要标记。当日,在「Facebook Connect」年度大会上,扎克伯格宣布,公司将更名为「Meta」。

「Meta」取自元宇宙(MetaVerse)的前缀,有着“包涵万物、无所不联”的意思。而这种对“元宇宙”的关注并非个例,今年更早些时候、微软也提出建立“基于企业服务的元宇宙解决方案”。

时间再往前回溯,“元宇宙第一股”美国游戏公司Roblox上市、字节跳动90亿元收购Pico,等等事件都可见,当下“元宇宙”已成为炙手可热的虚拟数字技术概念,可预见这将成为新一轮的增长机会和升级风口。

概念的雏形,早在1992年美国作家尼尔·斯蒂芬森的科幻小说《雪崩》中就已出现。直至2018年,文中描述的“元宇宙”形态才在斯皮尔伯格导演的科幻电影《头号玩家》中得到还原。

而得益于VR、AR、5G、AI等技术的发展,让曾经只能出现在科幻小说和电影中的场景也逐一变成现实。这构成了“元宇宙”的雏形,也为“元宇宙”的发展提供了一个可见、可触摸样本。

“元宇宙”作为一个宽而泛之的概念,不仅是科技界、文学界对它青睐有加,在建筑设计领域也同样备受重视、甚至成为建筑设计师们的灵感“蓝海”。因其下一阶段的发展,聚焦于现实社交、消费等行为在数字化虚拟世界的重构。

而虚拟世界的开发和真实世界中建筑的构建,很多都离不开参数化。但不同的是,虚拟世界里的交互空间更加复杂、多变和流动。于是,为了满足虚拟空间的开发需求,一种新的空间设计方式——参数化主义(parameterization)正在崛起。

哲学博士,德国建筑学学位、英国注册建筑师,英国皇家建筑师学会成员、扎哈·哈迪德建筑事务所(ZHA)合伙人兼总裁、英国建筑联盟学院设计研究实验室(DRL)创始导师。

“参数化主义教父”帕特里克·舒马赫曾重新定义“21世纪的建筑”:前卫建筑的全球融合证明了一种新风格的合理性:参数化,它植根于数字设计技术,并充分利用了推动当代文明发展的信息革命。

他凭着一己之力将“参数化主义”推向“建筑学”前沿,今年更是带领事务所以“Eleftheria广场”这一城市规划项目夺得了「2021年度美国建筑大师奖/Architecture MasterPrize 2021」的“年度最佳城市设计奖”殊荣。

Eleftheria广场位于塞浦路斯首都尼科西亚城的中心地带,同时也是连接老城墙及护城河、通往旧城的重要闸门。事务所构建了一个戏剧性的、且历史寓意深厚的“建筑干预”,以期待将临近的古城与较远处的现代都市重新实现链接。市民广场、公共绿地、棕榈绿荫长廊以及共享运动场等的规划,取代原来的停车场及护城河堤。同时也企图削弱并弥补“Green Line/绿线”(军事轰炸线),对社区民众尤其是年轻一代留下的心理创伤与记忆缺位。

内部设计的流动性沿袭护城河的地形特征,也重新创造出一个与周围街景相契合的上层环境,建立广场与城市其他基础结构直接、无障碍的关系,也为这座“分裂的都会”构建出一个重要的公民空间。而混凝土结构上雕刻的纹样及线条也取材自当地悠久的建造艺术背景,且具有一定抗震性能。这个方案是极大胆的构想,在时间与空间维度上都具有连续性与连贯性,或许能将这个曾经濒临破裂的城市再度粘合起来。

舒马赫曾断言,“参数化主义“将是建筑学对信息时代带来的世界社会重大技术和社会经济转型的解决方案。

回答这个的问题,理论解释总让人云里雾里。可能还是要从“教父”舒马赫的老板说起。

“曲线女王/Queen of the Curve”,扎哈以天马行空、独树一帜的建筑形态,打破为男性所主导的建筑界传统仪式。诚然,她的作品在公众视野中褒贬不一,曾被诟病“形式大于内容”。

可当下,这些具有强烈视觉冲击力的作品,在世界各个角落变身为“地标”的同时,也开创了一个21世纪建筑美学的新时代。

这位“建筑界的女魔头”傲视“群雄”的作品,大抵与其后现代感极强的造型与线条相关联。这些流线型的曲线建筑犹如天外之物,让人们无法不因其独特出奇的作品而留下深刻印象。

作为广州文化遗址开发的核心,一座俯瞰珠江的新千年古迹。其形状轮廓为独特的双巨石设计,增强了城市功能,开放了通往河边和码头区域的通道,并与新兴城镇建立了新的对话。

被形容为“一个建筑冒险的游乐场”,从像火山口一样的博物馆地板,到主高架结构下方平缓起伏的人造山丘和山谷,再到自然照明和内部漏斗形的空间,这个魔术盒实现了我们长期以来想要创造“复杂、动态和流动空间”的一种愿景。

扎哈女王于2016年3月31日因心脏病在美国迈阿密病逝,可她带有强烈个人色彩的风格与设计从未淡出过公众的视野。“遗作”北京新机场设计的竣工,则是又一次将这位“女魔头”带回公众视野。

北京大兴国际机场由扎哈哈迪德事务所承担了造型的主要任务,与其大多数作品一样,大兴机场在造型上可谓是先声夺人,极具视觉冲击力,赋予其设计流动感和力量感,因此具有很强的表现力。

为了使空间更加开阔,在结构设计上使屋面与承重结构一体化,通过参数化计算出12800块玻璃、12300个球形节点和超过60000根连杆,经过层层模拟,最终得以将这座施工难度极大的建筑完成。

自扎哈2016年去世以来,舒马赫一直领导着扎哈事务所。他更热衷于和交互技术的专业公司合作,把游戏技术应用到虚拟空间的生活情景中。在他看来,电子游戏的虚拟空间是“元宇宙”的雏形,而元宇宙也在为游戏的内容创作带来了更广阔的自由度和用户活跃度。

在舒马赫的观点中,“熟知现实世界建构的建筑师,在元宇宙里从事虚拟空间开发,将会是未来很重要的研究和设计工作浪潮”。因此,舒马赫和他的团队一直在努力研究,如何设计一个与真实世界相同的三维虚拟世界……而虚拟世界的开发和真实世界中建筑的构建,很多都离不开参数化。

参数化主义下设计出的建筑是什么样的?从扎哈事务所的一些代表作品中可见一斑:

这是一座在可持续发展和智能基础设施方面可与全球标准相媲美的杰出建筑,它重新定义了绿色建筑的基准,完全由可再生能源供电,通过综合策略体现了可持续性原则;通过自然手段取代对资源的消费需求,尽可能减少场地对环境的现有影响。

这家比斯卡亚地区的储蓄银行,将坐落在佐罗特扎尔半岛的东南角,这是一个面向毕尔巴鄂中心的突出地点,可以看到广阔的河流和Abandoibarra地区的古根海姆博物馆。对于扎哈·哈迪德事务所来说,这个项目代表了毕尔巴鄂城市概念的一个发展机会,即之前他们在佐罗特扎尔总体规划中起草的城市概念将成为一座有形的建筑。

Al Janoub是为2022年卡塔尔世界杯启用的第一个新体育场馆,位于多哈以南23公里的沿海城市Al Wakrah。ZHA与Aecom在2013年3月开始为这座城市设计体育场及其新区域,以作为卡塔尔世界杯的八个场馆之一,在这里将举办小组赛和四分之一决赛的比赛。

忠利大厦是城市生活总体规划的一部分,该规划重新开发了米兰废弃的展销会场地,首次开放90英亩的场地供全年公共使用:提供新的公民空间、公园和住宅区,以及购物区和公司办公室。这个项目在2020年落成,成为自130年前Sempione公园开放以来最大的新城市空间和公共公园。

其中一位我们最熟悉的、因梦露大厦而在国际上崭露头角的、被称为“扎哈的徒弟”的建筑师,便是马岩松。他是首位在海外赢得重要标志性建筑的中国建筑师,被誉为中国新一代建筑师中最重要的声音和代表。

建筑的创造,重要的不是形式,更不是仿照,而是用最有效率的付出,实现最大的意义。我们的建筑绝不是追求形式上的新奇怪异,而是要创造未来。

马岩松在耶鲁大学建筑系求学时曾为扎哈工作过,他的设计也大多基于参数化,因而常常被贴上与扎哈有关的标签。虽然在形式上与扎哈的作品殊途同归,而事实上,他将自己的作品看做一种“山水城市精神”的宣言和表达。

传统高层建筑中用来强调高度的垂直线条被取消了,巧妙的扭动消解了力量,让人们重新关注与大自然的互动。

不同于那些强调边界围合感的现代建筑,朝阳公园广场更加强调自然向城市的延伸和渗透,将城市中的人造物“自然化”,运用中国古典园林建筑中“借景”的办法,突破了朝阳公园与城市的界线,使自然和人造景观交相辉映。

坐落在松花江北岸江畔的哈尔滨大剧院,以环绕周围的湿地自然风光与北国冰封的特征为设计灵感,从湿地中破冰而出,建筑宛如飘动的绸带,从自然中生长而立,成为北国延绵的白色地平线的一部分。

这座图书馆地处海口湾畔的世纪公园,让人们从熟悉的城市现实走近建筑,开启一段新的时空之旅。洞型空间的层次和复杂性将空间一层层拉开,也提供给读者一个想象力的失重场。

将原址上古四合院外的仿古四合院拆除,取而代之新建一处将四合院“捧在手心”、与四合院相望、连通的新建空间。来自不同时间维度的两者,新不盖旧,古不越今,相互的张力让建筑产生新生命力。

可见,在参数化主义风格框架内,设计作品的诞生,就象生物体的自我繁殖。以胚胎发育为例,不是先长眼睛,再长鼻子,先长这一部分,再长那一部分;而是各部分按比例,同时发育成长,这个比例就是所谓的参数。

从永恒凝固的“实体”到流动的“交互体”,现代建筑试图在表达形式上探索更多的可能性。而参数化主义提供了一种解题思路——不追求简单,不等于必然复杂混乱。

「2021年度美国建筑大师奖/Architecture MasterPrize 2021」“年度最佳建筑设计奖”获奖作品,IBUKU将当地特有的天然资源与“参数化主义”结合、创造出令人耳目一新的建筑新语汇。

以一系列横跨19米的竹制拱门,由反弹性网格壳相互连接,其强度来自于两个方向上的弯曲。这种弧形建筑是建筑学史上的第一座此类型的尝试。事先使用手工削制的竹签拼合出等比例缩小的结构模型,随后借助计算机3D建模、复刻出参数化数模型态。在结构工程师及施工单位确认建筑力学结构等安全合规、再开工建造,以确保结构的完整以及使用的寿命。

这种具有未来科技感和复杂曲线外形的建筑风格已经成为了建筑界的一股飓风,国内很多公共建筑也都是这种风格影响下的产物。

人类对形体的视觉感知基于一系列具有潜在逻辑的视觉归纳原则,视觉感受上的“混乱”,其根源是因为无序、即没有规律可循。而如果避开混乱的根源,就不仅能从单一乏味中走出来,还能在设计中表现更多的创造。

因此,参数化主义提倡的是在“有序”中建立的“丰富多样性”(Complex),不是能被“一眼看穿”的建筑,而是富于动态和变化。犹如丰富的思想,如果通过逻辑流畅的表达,就不仅不是裹脚布,反而因为充足的信息量,传达更多的智慧。

这种有序,是通过参数逻辑来实现的。利用数字化技术帮助其实现这种更高层面的追求。

参数化主义目前仍未成为占据主流的建筑风格,可潜力早已显出端倪。在科技进步的助力外,更多地是与当下生活状态的契合。

当前一个不可忽视的大环境背景是,在新冠疫情蚕食并减弱人们在物理世界的联系,与此同时也加速了数字世界的完善,人们在虚拟空间中留存和交互的时间越多,对虚拟世界的需求也随之变多。 而参数化主义所具有的的数字化、计算机化的特点,正好能在设计方面满足虚拟空间的开发需求。

其次,“参数化设计”所具有的独特美感,也引导着一种全新的设计观看视角 ——“场”(Field)概念的导入。试想“雁过留痕”“水荡涟漪”,任何进入设计空间的物体,都彼此互动,对空间形成一个场。

各设计元素,及子系统之间,因为参数逻辑,被有机的联系起来,相互有呼应和交流,因而具有更大的适应性和协调性。从视觉上更流畅,有趣,从功能上更能满足个性化和多样性的要求。

再者,通过拓扑优化工具和计算,“参数化设计”让复杂的结构工程有序化。由于职业分工细化的背景下,建筑师的施工技术职能被移交给职业工程师、而不同城市空间中的不同建筑物、又需要以不同的尺度去适应周边的环境。

为此,建筑必须具备灵活变化的性能,而建筑师借助“参数化设计”、可以便捷高效地模拟和设计出不同形状、不同大小的建筑空间。

我们一直在谈论未来、一直在寻找趋势,可什么才是符合未来发展方向的建筑?城市又会因为什么样的建筑趋向理想中的“光辉之城”?而技术在其中又将发挥怎样的角色和效用?

当我们谈论建筑及建筑学的荣光与未来时,在理性与科技之外,我们也需要关注人与人在其中的互动与交流、人与空间的共生共造以及场所精神的凝聚与弘扬,可以让人在空间中更自由、人的精神在空间中更自由!

Author: wwwhthcom

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