谈现代建筑设计与计算机应用
计算机给予建筑设计这一传统产业带来了创新性革命，如何分析现代建筑设计与计算机应用?
摘 要 目前现代建筑设计上已经广泛应用计算机技术，并正在向网络化、智能化、多媒体方面迅速发展。通过阐述计算机技术对建筑设计的影响，分析计算机技术在建筑设计中的应用，重点探讨照片的数字化合成、光照模拟及光能传递技术、虚拟现实技术和协同设计技术在建筑设计过程中发挥的巨大作用，并展望计算机技术在建筑设计应用中的新趋势。
关键词 计算机技术;建筑设计;数字化技术
随着当代科学技术的进步和计算机技术的不断完善，计算机给予建筑设计这一传统产业带来了创新性革命，促进了现代建筑设计行业更好地发展。越来越多先进、便捷的计算机技术的出现，使得建筑师在进行建筑设计时，可以显著提高设计效率，优化设计方案，缩短设计周期，减少设计人员繁杂的操作，对建筑设计产生了十分重要的意义。
1 各种计算机技术及在现代建筑设计中的应用
在建筑设计过程中，一项工程一般包括方案策划，初步设计，深入设计，施工图纸设计等不同阶段。在方案策划，初步设计，深入设计这三个阶段中，是建筑师将自己的想法不断形象化、具体化的过程，也是推敲方案，使方案设计不断完善的过程。随着计算机软硬件技术的发展，建筑师在计算机的帮助下可以运用各种方法帮助自己进行建筑设计。
2 照片的数字化合成技术
将计算机生成的虚拟图像放在现实的环境照片中，可以快速验证和表现设计方案。在一些改建或扩建项目中，这种方式十分有用。可以检验新建的部分与原有的建筑及周围环境的关系是否搭配恰当，很容易就能判断出来。设计者可以事先拍摄一些环境照片，然后在3Dviz等三维软件中根据这些照片，将计算机中的摄像机与照片的视点相匹配，再将渲染出来的模型图片在Photoshop软件中与原环境照片相融合，同样的方式还可以生成许多不同角度的合成图像。利用这种融合的图像有利于确定最后的设计方案。在现代建筑设计中，许多设计单位都运用这种方式，取得了很好的效果。
3 光照模拟及光能传递技术
对于建筑师来说，建筑的各种光影效果也是在推敲方案阶段所关注的问题之一。许多CAAD软件系统在怎样模拟真实的光照效果方面做了很多有益的尝试。比如，Lightscape软件在它的2。0NT版本中实现了光能传递技术，这种技术能够对场景中的漫射光线进行精确模拟，可以让物体把光线反射到周围环境和其它物体上，从而产生柔美的阴影。Lightscape不仅能计算太阳光，还能计算天空光，它只需按真实灯光布置情况放置光源，就可以计算出真实的效果，不需要另加辅助光源。光照模拟的技术对于建筑师推敲建筑光照效果很有帮助。
4 动画及虚拟现实技术
动画在设计成果演示过程中的应用已经很成熟、很普遍了。特别是对于大型设计项目，在设计初期阶段利用三维软件制作一些分析性和研究性的动画，非常有利于建筑师思考和对比各种可行性方案。虚拟现实技术，是由美国VOL Research公司的创始人Jaron Lanier命名的。这种技术实际上是一种交互式的多媒体技术，使用者可以在其中随心所欲的虚拟漫游;作为建筑师可以利用该技术从多个角度观察建筑方案。因而虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现，而且也是一种推敲方案的有利手段。
例如，北京CBD建筑规划设计就是利用虚拟现实技术，在三维的环境中从任意角度和方位观察设计本身。在虚拟现实的设计环境中，组成一幢建筑的各个部分并不是固定的，而是可以在设计过程中根据建筑设计师的想法予以改变和发展的。墙壁可以被建立和删除，开阔的广场可以被穿越，地板可以改变款式和图案。观察者能以一种比传统的那种查看图纸更为直观的方式在作为设计对象的建筑空间进行想象的漫步。就这一点而言，虚拟现实技术也有可能成为设计者之间以及设计者与客户之间有效的交流工具。
5 协同设计技术
众所周知，传统的产品设计是在图纸上主要依靠手工设计为主，设计周期长，质量不能保证，设计成本高。而现今常用的CAD技术目前基本限于平面和单人作业。随着并行工程的广泛推行，以及计算机支持的协同工作领域研究的迅速发展，人们正在寻求将建筑设计技术与协同设计技术结合起来的方法，以开发计算机支持的协同设计系统。目前，协同设计技术主要应用在CAD/CAM/CAE集成化、远程计算与程序设计、工作流程管理、虚拟产品设计与可视化等方面。现代建筑设计正从传统的单独作战，发展成一个设计团队甚至几个设计团队的协作设计开发。
6 新的交流方式
依靠计算机网络技术的发展，世界已经真正变成一个地球村，距离已经不再成为障碍，交流无处不在。对于建筑师来说，远程的交流与合作也变得很方便。通过互联网，可以将影像、声音及其它资料在世界上任意两点之间传输;建筑师通过远程讨论组功能，在网上实现远程讨论与交流，让更多的设计师参与方案设计、推敲，这就是所说的“虚拟设计室”。这种国际化的交流方式更有利于不同文化背景下的建筑师之间互相学习，使整个建筑设计过程趋于不断完善。
7 其它计算机新技术与新方法
近年来，在计算机辅助建筑设计领域，新的技术与新的方法不断涌现。例如，NURBS造型技术，它可以使建筑师灵活控制非常复杂的曲面形状;三维数字化仪器的出现可以把实物的空间结构转化为计算机中的三维模型，建筑师可以在计算机中对模型作进一步修改。像这样的新技术与新方法还有许多，使建筑师设计效率大大提高。
8 结论
总之，随着时代的发展，建设的速度越来越快、建设规模越来越大、功能也越来越复杂，建筑施工的速度和质量随技术的更新也在快速提高，对建筑设计水平也提出了越来越高的要求。在新时期下，计算机技术已被全世界公认为21世纪最主要的科学技术;因此，计算机技术的大力发展必然会加速建筑设计行业的大力发展。
参考文献
[1]陈薇,冯炜,焦泽阳.虚拟现实技术与沿江景观研究[J].建筑学报,2001,6:9-12.
[2]刘育东.建筑的涵意[M].天津:天津大学出版社,1999.
[3]M·萨利赫·乌丁.建筑设计数字化[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[4]张利.信息时代的建筑与建筑设计[M].南京:东南大学出版社,2002.
[5]王飒,李东辉.从建筑构想的角度看建筑设计的基本功[J].沈阳:沈阳建筑工程学院学报(自然科学版),2000,16(4):243-246.
[6]郑光复.建筑的革命[M].南京:东南大学出版社,1999.
[7]吕列克,张富文,陈桦.计算机辅助建筑设计的思考[J].沈阳建筑工程学院学报,2003,5(4):11-13.
[8]杨宇振.从概念草图到计算机建模[J].新建筑,2001,3:5.?
摘 要 目前现代建筑设计上已经广泛应用计算机技术，并正在向网络化、智能化、多媒体方面迅速发展。通过阐述计算机技术对建筑设计的影响，分析计算机技术在建筑设计中的应用，重点探讨照片的数字化合成、光照模拟及光能传递技术、虚拟现实技术和协同设计技术在建筑设计过程中发挥的巨大作用，并展望计算机技术在建筑设计应用中的新趋势。
关键词 计算机技术;建筑设计;数字化技术
随着当代科学技术的进步和计算机技术的不断完善，计算机给予建筑设计这一传统产业带来了创新性革命，促进了现代建筑设计行业更好地发展。越来越多先进、便捷的计算机技术的出现，使得建筑师在进行建筑设计时，可以显著提高设计效率，优化设计方案，缩短设计周期，减少设计人员繁杂的操作，对建筑设计产生了十分重要的意义。
1 各种计算机技术及在现代建筑设计中的应用
在建筑设计过程中，一项工程一般包括方案策划，初步设计，深入设计，施工图纸设计等不同阶段。在方案策划，初步设计，深入设计这三个阶段中，是建筑师将自己的想法不断形象化、具体化的过程，也是推敲方案，使方案设计不断完善的过程。随着计算机软硬件技术的发展，建筑师在计算机的帮助下可以运用各种方法帮助自己进行建筑设计。
2 照片的数字化合成技术
将计算机生成的虚拟图像放在现实的环境照片中，可以快速验证和表现设计方案。在一些改建或扩建项目中，这种方式十分有用。可以检验新建的部分与原有的建筑及周围环境的关系是否搭配恰当，很容易就能判断出来。设计者可以事先拍摄一些环境照片，然后在3Dviz等三维软件中根据这些照片，将计算机中的摄像机与照片的视点相匹配，再将渲染出来的模型图片在Photoshop软件中与原环境照片相融合，同样的方式还可以生成许多不同角度的合成图像。利用这种融合的图像有利于确定最后的设计方案。在现代建筑设计中，许多设计单位都运用这种方式，取得了很好的效果。
3 光照模拟及光能传递技术
对于建筑师来说，建筑的各种光影效果也是在推敲方案阶段所关注的问题之一。许多CAAD软件系统在怎样模拟真实的光照效果方面做了很多有益的尝试。比如，Lightscape软件在它的2。0NT版本中实现了光能传递技术，这种技术能够对场景中的漫射光线进行精确模拟，可以让物体把光线反射到周围环境和其它物体上，从而产生柔美的阴影。Lightscape不仅能计算太阳光，还能计算天空光，它只需按真实灯光布置情况放置光源，就可以计算出真实的`效果，不需要另加辅助光源。光照模拟的技术对于建筑师推敲建筑光照效果很有帮助。
4 动画及虚拟现实技术
动画在设计成果演示过程中的应用已经很成熟、很普遍了。特别是对于大型设计项目，在设计初期阶段利用三维软件制作一些分析性和研究性的动画，非常有利于建筑师思考和对比各种可行性方案。虚拟现实技术，是由美国VOL Research公司的创始人Jaron Lanier命名的。这种技术实际上是一种交互式的多媒体技术，使用者可以在其中随心所欲的虚拟漫游;作为建筑师可以利用该技术从多个角度观察建筑方案。因而虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现，而且也是一种推敲方案的有利手段。
例如，北京CBD建筑规划设计就是利用虚拟现实技术，在三维的环境中从任意角度和方位观察设计本身。在虚拟现实的设计环境中，组成一幢建筑的各个部分并不是固定的，而是可以在设计过程中根据建筑设计师的想法予以改变和发展的。墙壁可以被建立和删除，开阔的广场可以被穿越，地板可以改变款式和图案。观察者能以一种比传统的那种查看图纸更为直观的方式在作为设计对象的建筑空间进行想象的漫步。就这一点而言，虚拟现实技术也有可能成为设计者之间以及设计者与客户之间有效的交流工具。
5 协同设计技术
众所周知，传统的产品设计是在图纸上主要依靠手工设计为主，设计周期长，质量不能保证，设计成本高。而现今常用的CAD技术目前基本限于平面和单人作业。随着并行工程的广泛推行，以及计算机支持的协同工作领域研究的迅速发展，人们正在寻求将建筑设计技术与协同设计技术结合起来的方法，以开发计算机支持的协同设计系统。目前，协同设计技术主要应用在CAD/CAM/CAE集成化、远程计算与程序设计、工作流程管理、虚拟产品设计与可视化等方面。现代建筑设计正从传统的单独作战，发展成一个设计团队甚至几个设计团队的协作设计开发。
6 新的交流方式
依靠计算机网络技术的发展，世界已经真正变成一个地球村，距离已经不再成为障碍，交流无处不在。对于建筑师来说，远程的交流与合作也变得很方便。通过互联网，可以将影像、声音及其它资料在世界上任意两点之间传输;建筑师通过远程讨论组功能，在网上实现远程讨论与交流，让更多的设计师参与方案设计、推敲，这就是所说的“虚拟设计室”。这种国际化的交流方式更有利于不同文化背景下的建筑师之间互相学习，使整个建筑设计过程趋于不断完善。
7 其它计算机新技术与新方法
近年来，在计算机辅助建筑设计领域，新的技术与新的方法不断涌现。例如，NURBS造型技术，它可以使建筑师灵活控制非常复杂的曲面形状;三维数字化仪器的出现可以把实物的空间结构转化为计算机中的三维模型，建筑师可以在计算机中对模型作进一步修改。像这样的新技术与新方法还有许多，使建筑师设计效率大大提高。
8 结论
总之，随着时代的发展，建设的速度越来越快、建设规模越来越大、功能也越来越复杂，建筑施工的速度和质量随技术的更新也在快速提高，对建筑设计水平也提出了越来越高的要求。在新时期下，计算机技术已被全世界公认为21世纪最主要的科学技术;因此，计算机技术的大力发展必然会加速建筑设计行业的大力发展。
参考文献
[1]陈薇,冯炜,焦泽阳.虚拟现实技术与沿江景观研究[J].建筑学报,2001,6:9-12.
[2]刘育东.建筑的涵意[M].天津:天津大学出版社,1999.
[3]M·萨利赫·乌丁.建筑设计数字化[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[4]张利.信息时代的建筑与建筑设计[M].南京:东南大学出版社,2002.
[5]王飒,李东辉.从建筑构想的角度看建筑设计的基本功[J].沈阳:沈阳建筑工程学院学报(自然科学版),2000,16(4):243-246.
[6]郑光复.建筑的革命[M].南京:东南大学出版社,1999.
[7]吕列克,张富文,陈桦.计算机辅助建筑设计的思考[J].沈阳建筑工程学院学报,2003,5(4):11-13.
[8]杨宇振.从概念草图到计算机建模[J].新建筑,2001,3:5.
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