技术重塑设计 - 安德鲁·诺斯特

安德鲁·诺斯特：技术重塑设计

技术是生产力发展的重要动力，是人类社会进步的重要标志，技术史上每一次重大突破都会引起生产力的深刻变革，都会带来人类社会的巨大进步。由此，技术对于建筑领域的推动也不例外，今天，技术正日益渗透到建筑领域的方方面面，并成为引领和推动建筑行业发展的重要力量。当然，了解现代技术的发展趋势和特点，把握其规律对于现代建筑界意义非凡。面对日新月异的科技进步及建筑行业的高速发展，在建筑领域打拼多年，并着力研究新技术、新趋势的安德鲁·诺斯特(Andrew Anagnost)表示：“面对技术全球化的趋势和机会，我们发现现实捕捉、云数据、无限计算、仿真、数字模拟转向现实这五大技术将会成为影响建筑设计行业发展的新趋势，并给行业带来巨大的改变。我们知道每一个趋势本身带来的改变都是非常巨大的，而当这五大趋势同时发生时，则将为变革带来更加凶猛的势头。为此，我们现在要做的是，不能像冲浪者一样被趋势的浪潮打倒，而是应该勇敢地站在潮头迎接挑战。”

现实的捕捉

现实捕捉是整个设计流程的前端，它直接影响到了后端的工作。为什么现实捕捉如此重要，因为在今天，我们要建设或制造的所有事物其实都是存在于一个已有环境中的，因此无论是新修一条道路，或新建一栋建筑，或是对现有的工厂进行改造，都必须基于其周围现有环境而完成。所以从今天的建筑师和工程师的角度来看，必须能够捕捉现实的状态，才能把自己新设计的产品或建筑与现实融入到一起。

为了说明现实捕捉技术的重要性，安德鲁·诺斯特以美国一座历史悠久的建筑——纽约帝国大厦为例进行了诠释。“纽约帝国大厦有100多年的历史，几年前，政府决定对这栋大厦进行翻修，使其更加节能。当时美国著名的节能研究所——洛杉矶研究所的莱文斯工程师团队利用数字技术把纽约帝国大厦所有的内部空间建成一个数字模型，相当于把整栋建筑内部做成一个虚拟的模型，他们花了9个月的时间才把这件事情完成。虽然工程师们对这个项目感到兴奋，但是觉得花费时间太久，而且当时所用的激光扫描仪十分昂贵，12万美元一台，并要求拥有专业知识的人才能操作，然后由专家进行数据的处理，将其转化为有用的数据。而现实捕捉的出现则完全可以改变这个现状。”

随着现实捕捉技术趋势的发展，激光扫描仪产品的更新换代也以每两年就会有新品问世的速度向前发展。机器体型更加小巧，价格越来越便宜，使用起来也越来越方便，这使得原来需要9个月才能完成的数字模型，现在只需要几个小时就能扫描完毕。

另外，现实捕捉技术不仅能了解建筑的基本情况，还能知道建筑的使用情况，如果说它是有生命的，那么就要了解这个生命体是如何运行的，包括测试建筑内部能源的使用情况，温度变化的情况，甚至灯的开关是什么样的模式等等。而这些数据可以通过在整栋建筑中安置不同的传感器，通过无线的方式把建筑使用的情况和方式等数据收集起来。

为什么对于现代建筑来说这种现实捕捉的解决方案是非常重要的?安德鲁·诺斯特表示，“一方面我们了解了建筑的基本物理形态，同时又能了解建筑内部的温度信息，人群于建筑某部分在做什么事情，这个建筑物内人群的走动方向和灯的开关模式等等。这样，当我们设计的时候就可以把功能与建筑真实使用的需求结合起来。现在我们收集的这些数据可以说是非常多的，整个数字世界中可以收集到的现实捕捉的数据也是海量的，而且增长速度也会越来越快，也就是说，数字世界对现实世界数据的在线能力也会不断提高。”

云上的无限计算与仿真

其实，现如今的仿真能力是越来越强，包括通过不同材质与光线之间的互动来强调效果，有时候这种数字的在线能力的确让人很难区分其真假。此外，如果条件允许的话，在家里也可以做仿真效果，只需下载一个相关软件，用电脑对家进行扫描，扫描出一个点云的数据，随后便可以做出一个三维的模型，也就是3D模型。

如果你是建筑师，在做肿瘤医院这种专业手术楼的设计图时，里面会有各种各样的线：电器管线、照明线路、排风和通风的管线等，假如直接去看这个设计图时，会感觉图纸非常复杂，根本搞不清楚里面是怎么回事。“通过云数据的处理可以使我们更好地理解它。这些数据都是存储在云上的，而且可以通过移动设备进行访问，无论你身处何地都可以随时访问。云上可以存很多数据信息，包括一个庞大的关于城市各方面的数据集，在云上，你完全可以放大城市的任一部位去了解所需设计的素材，以及素材与周围的建筑环境的互动，比如与地面下的排水基础设施的连接，这样你就可以移动地进行数据访问。” 安德鲁·诺斯特如是说。

在云上另外一个突出的特点就是无限运算的能力，无限运算是通过云的技术完全改变了人们对计算成本的理解。而欧特克公司对云计算的视角则与其他公司不太一样，安德鲁·诺斯特说：“一台计算机运行1万秒的仿真，运算价格是25美分，如果1万台计算机同时运行1秒的仿真，其价格也是25美分。设计师可以自己选择到底通过哪种方式进行计算，而且其成本基本上是可以忽略不计的。”建筑的仿真设计在云上可能相对复杂一些，要设计各个建筑的朝向，窗户的摆放位置，排气设施放置的地方，每栋建筑的大小，建筑之间的相对位置等，采取的是精算法技术，可以说共要仿真设计出25000种组合，最后再在这么多的组合中选一个最节能的组合。有了云计算的办法之后，每个人都可以实现这种运算能力，而且非常方便。仿真这个技术趋势不仅是把虚拟进行仿真，在不久的将来，也希望能够实时地看到仿真出来的东西与环境之间的互动表现如何，这个也是很难能做到的一件事。

美国西雅图市的帕克森建筑设计公司，在云上仿真了比较老旧的高架桥之后，他们认为高架桥的设计抗震效果比较差，所以，他们重新进行仿真设计，并提出如果在水岸建一个地下通道的方式更加安全，最后市政府接受了他们的设计理念。可见，在美国，云的使用更普遍一些，因此数据安全也引起了大家的关注，短期来看，进行数据加密，这种加密只能是上传数据的用户直接加密，别人没有办法解密。长期来看，如果你要做一个可视化的仿真设计，那么，把数据传到服务器上，然后在服务器上进行仿真设计，仿真完后直接把结果传回来，不需要把数据存储在云端，这也可以很好地解决安全问题。

数字转向模拟

仿真是模拟现实生活的真实世界，我们构建一个数字世界模型是希望其应用于真实的世界。如今，人类制造物体有三种方式，第一种是添加式，就是现在最流行的数字打印从零开始构建一个形态;第二种是递减式，是一个传统的生产模式，有冼床，车床，对金属进行切割、磨削，进行塑形;第三种是机器人式，这其实是一种组装的方式。

添加式数字打印，在工业中的应用越来越广泛，而且也越来越普及，只要有人给你图纸，你就可以直接打印。现今已经有50种材质可以打印，并且未来可打印的材质会越来越多，不久的将来打印复杂的航空器的零件或汽车里的某个零件都会变为现实，形状复杂的衣服、食品也是可以打印的。这是非常奇妙的一件事。此外，把现实的形象捕捉起来，传到数字世界当中去，然后再将其与现实结合起来，在现场直接用手机拍照，墙上的管道和走线等便都可以看清楚。美国的拉斯维加斯正在采用这个技术，并希望今后能实现全程应用该技术。所以这将是一个很大的变化。

至此，正像安德鲁·诺斯特所说：“我们的理念是，提供一种设计的技术支持，帮助人们随心所欲设计出各种各样的方案，将未来地球上人类生活的世界变得非常美好，这种设计和新技术的应用可以改变传统的方式。”

“诚然，所有颠覆性的变化或颠覆性的技术在刚刚出现萌芽的时候都会经历一段时间的阵痛，但工程建设行业的未来不能一成不变，除了更多的在BIM这一未来建筑设计的大趋势和大方向做足工夫之外，还应不断改进桌面应用，开发基于云的BIM应用，通过五大技术的新趋势将建筑设计行业的各种应用变得越来越简单，方便使用，成本越来越低，成本效益越来越高。”安德鲁·诺斯特最后强调。