何力:传统建筑VR应用趋势

作者:北京建筑大学建筑与城市规划学院 历史建筑保护系副教授 何力  

[摘要]

VR技术随着电子技术发展至今有50余年。

当代匠作及传统建筑理论结合VR技术普及于多元的电子终端,以不同的技术标准规范呈现。在传统建筑文化复兴的各专业及各社会层面,带来VR研发与观览的产业化与普及化。

在提倡现代化的中国,传统建筑技艺与VR等技术的并联是长期的趋势。软件与硬件的研发上提供了多种技术成本的可能性。是留存城镇化热潮中乡愁记忆的可持续手段。

关键词:VR 传统建筑 技艺 现代化

[正文]

应用VR研究是当今传统建筑认知的技术手段,如随着城乡现代化,以全国各地空置或呈废墟状态的城乡遗址为例。除航拍影像、历史图片、图纸档案及相关绘画作品成为修复历史记忆的借体,VR成为互联网+时代可操作性强的原真展式方式之一。

面对国内高速城镇化阶段,城乡传统建筑的保存课题日渐凸显。以VR技术的现阶段优势,专业人员可以通过各类史料资源达到高效存取及传播传统建筑文化的目的。VR技术产业化,广义的数字化技术可跨地域跨时代予以信息浏览。

但是,VR技术在仿真性上仍处于攻艰阶段。传统建筑VR应用有哪些必要学科支撑其实践性呢?

从VR技术手段上看,现阶段有三个行业领域在引领传统建筑文化复兴及保藏的功能:建筑学等设计乃至施工流程、VR计算机技术、甲方(传统建筑管理及使用方)。在研发上,VR技术具有的社会及经济效益是一个博奕点。

国内建筑学等注重传统建筑文脉的专业处在应用终端,学科本身及人员架构既非硬件开发研究的平台,亦欠缺程序设计的直接参与能力,即占据着软硬件应用及来料加工的位置上,并且要应用成型的设备与一定的创作过程。

类似摄影及艺术学等学科之于建筑学,有交叉并构的必要性,但建筑学只使用其特定技术层面。如移轴摄影、全景摄影、红外或超声波技术及相应软件的应用等。而学科本身并无参与研发的机能。简而言之,因与VR图像学及电脑辅助绘图技术的联动发展,而令建筑师在传统且成本较低的手绘与手工化的制图基础之外,在2010年开始注重一体化三维动态观察的BlM、Archicad、archi3d、magicplan等国内外设计软件推广及装配式建筑技术产业化的影响下。中国传统建筑研究正在以全新的面貌展示其历史文化,或称为tangible heritage的研究载体。下面就虚拟现实的技艺本身在建筑学学科,尤其是在传统建筑的研究上,主要的应用价值予以梳理。

一、VR计算机技术领域趋势

VR实境漫游概念,其发展从上世纪末至今,国内发展至少有30年历史。硬件上,应具有相应设备上的要求,以处理图形建模计算与动画展示。目前,比较尖端的是在虚拟眼镜中产生实体的质量与重力感受。虚拟现实的观看终端也可以采用大型显示屏幕、曲幕、水幕等。在虚拟技术发展之初,如上世纪七十年代曾在航空军事、汽车流体力学研究中起过重要作用,继而衍生流向同为形态研究的建筑学、城市规划、景观及文化产值较为可观的影视舞美、游戏业等领域等。已故的扎哈·哈迪德女士即对计算机辅助设计技术广泛涉猎。以发展有机形态建筑及环境图像技艺。但从当时的软件矢量化技术基础看,VR应用一直处于先锋阶段,航空业应用为主。国内上世纪90年代中叶国内官方,如住建部等至今开发过大约2次与传统建筑有关的软件。尤其是本世纪中国建筑科学院开发的明清官式建筑法式软件,比较有代表性。因中国传统建筑本身理念具有装配化特征,因此即使基础语言Autolisp本身也可以开发Cad程序组件外挂菜单。这一时期的天正建筑软件等出现传统建筑模块及概预算程序。因园林古建不分家,在概预算程序中涉及全国各地传统建筑的软件则比比皆是,包含天正软件系列。但基本上,对已接近BIM软件三维化的官式作法软件最终沒有市场化。在马炳坚老师主编的《古建园林技术》这一杂志中曾对能生成三维垂花门截图等建筑的早期软件开发进行介绍。建研院的软件有更为详实的说明书。

而VR设备档次与技术源当时还是一个高成本条件,直接反映在展示效果上。对国内工程现阶段发展而言,理想成果与工程效益投入不成正比,各设计院基本摒弃不计成本的研发项目,使之流向高校及原始技术部门,如返还至影视、网络媒体、游戏及计算机与外设高科技、产业化或商业化的研发单位。而在三维激光扫描技术嫁接之后。仍是与操作者及团队的传统建筑的精准理解要结合在一起。

在VR技术的应用上,以建模或三维扫描等为研究基础,形成的大型三维虚拟现实漫游作品,用国内某规划部门的意见说,以传统建筑为本体的漫游,更多的职能是科普层面。服务于互联网+时代的大众知识体系的。因此,客观地说,国内具有严谨学科意义的全仿真维度上的VR应用,基于环境、气候、光线、材质等因素,与5D电影概念相近,故而在传统建筑展示上还很难完善。人员、规范、标准、设备、效率共同构成了这一技术发展瓶颈。但前景还是一个目标,做到如WPS等办公软件的易达性,即:广泛普及,操作简洁,成果专业。而这些应用的制作与安装则具有施工特征。

21世纪初,虽然降低成本,广泛应用仍需待以时日。但语言操作简洁并普及国内外室内设计、家具设计如3Dhome或3Dgarden私园软件的化阶段,目前国内外软件开发。作为副产品开发,在传统建筑技艺的规律上要下足功夫,才能开发出符合传统建筑特征的软件。

二、建筑学领域的科研与教学应用

建筑学领域对于计算机辅助设计的应用一直持理性态度,即技术与人文,或文脉的配比关系。从传统与科学双行上发展学科内涵。科技更新不能取代人的手笔。但是对于建筑作品的结构、空间展示解构,则是实体无法取代的。当三维展示投影设备全息化后,并在展示设备普及化后,在科技文博展示与教学中,如令历史建筑讲授更为系统、生动、客观、高效。令原本信息互动性。在国内高科技教具领域,面向低龄及中小学的展示设备,如针对mooc幕课教学的多媒体设备已达发达国家水平。大城市中小学因赞助等经费较为充足的单位其教具研发及利用不亚于高校。高校在教具及软件储备研发的先进性上要滞后于中小学。这里有国际性的对传统教学模式的依赖性,也有像建筑学这样以手绘为设计基础训练的学科建设的因素。

从科研角度看,电子图像时代的高成本演示设备不具备取代传统教学展示的普及性条件。以建筑学为例,如果不以出方案与效果图的目标出发,一些高配的iPAD或手机已可以达到制图的目的。而国内计算机辅助制图的普及率之高对比计算机产业发达国家和地区而言也是属于更新换代频度较高的。在一定范围内,对高端设备的追求是比较重视的。举苹果系列的用户界面而言,建筑设计软件的适用性要弱于平面设计印刷类软件的易操作,由此国内建筑界计算机辅助设计普及率及先进性可见一斑。而近年欧美与台湾地区、日本众多建筑师业务不及国内业者繁忙。大量业务仍以手绘、手作模型呈现。而高科技则展示一种具有尖端意识的技术精美,在普适应用上合理展开。例如三维打印技术是上世纪70年代荷兰人在登月人类居住点上提出来的。今天看来,对技艺日渐标准化,又遵循继承的传统建筑修缮等项目上有全覆盖信息化的时代价值。尤其是虚拟现实技术,可以将传统建筑最优化地展示与保存下来。两门学问结合点是比较优化的,双盈的关系。例如,大遗址项目在原址展示。通过三维技术最大化地展示原遗址面貌乃至人文内涵的VR,戴上VR眼镜即可实现。又如,在传统建筑的登录与档案存储上,实现数据库建设。在教学、科研还有文博领域,逐步实现更新换代。下面谈谈传统建筑的宏观管理及展示,如再现一个时代盛大的瞬间。

三、传统建筑宏观管理及展示

传统建筑宏观管理及展示,即城市规划、城市设计中能够以GIS大地地理信息系统在城市管理,结合BIM等软件,与监控监视等诸多互联网+时代技术结合,用全图像技术、延时摄影术管理监控寺院,对中国丰厚的城乡历程进行管理。以宗教建筑为例,北京龙泉寺佛界人士,因学识较高,已采用BIM类模拟VR软件来管理同一屋檐下的佛事活动。这不仅在技术理念上走在国内传统业界的前列,在全世界也超越了其它宗教保守的技术观。

中国传统建筑是一个复杂的社会体验载体。不同的文化,不同的信仰,不同的价值观念辐凑一体。在现阶段网络空间命运共同体提出的时代,运用数据分析生成的数字图像,直接形成随时反馈人工智能的数字经济体。例如历史街区、村镇、名城等,所有的建筑在VR技术等数字化手段。解决形态观赏之外,城市管理集约化控制传统建筑整体性的城市风貌。

总结上述分析,可以得出一个结论。VR技术类似文艺复兴通景画或圆明园“线法山”三维乃至五维化(加入声音,嗅觉)的进阶。VR虚拟技术在当代可以满足人们对仿真视觉观赏的一个欲求。在中国,适用于研发的课题之一是传统建筑。通过这一选题在设备与软件开发的方向上,形成从规划、景观或投影设备装置等一个全新的设计专项领域。并给传统建筑规划与设计提供一个技术上可模块化的产业投建方向,尤其是城乡建设中待留存乡愁的记忆载体的数字化建设。

目前,在风貌保护上,国内开设VR观览的传统建筑点不到1%。而展示上结合4G网络技术多在小型VR眼镜显示设备上演示,属于成本投入较低,普及效益高,观览方式简易的VR浏览技术。或在当前教学展示中使用,以商务或家用电脑配置广泛提升,一些手机APP也在软件上达到电脑功能,或拓展硬件技术。尤在建筑学高校中,或传统建筑爱好者的广泛层面,结合传统建筑文化复兴的现代化思潮,自然融入至尚存的传统技艺匠作传承中。普及应用并规范推广,可持续地发展演进。

参考文献:

1、叶廷芳 著,废墟之美,海天出版社,深圳.2017.9

2、Rob Cross & Roger Spencer, Sustainable Gardens, CSIRO PUBLISHING Gardening Guides,au.2008

编辑:Julie
标签:传统建筑北京建筑大学何力应用趋势

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