从羊皮草图到Digital diagram

摘要：当前，图解（diagram）是当代西方建筑的热点之一。也成为先锋建筑师必备炫技之一，国际先锋建筑院校对其也很重视 ,甚至有人称”GSD is graduate school of diagram”。本文通过对过往资料的收集整理，对生成类图解的发展历程进行了详细的描述，总结了几种具有代表性的生成类图解的特点，并结合自己的课程实践对当下的数字图解加以总结和评析。
关键词：图解 发展过程 数字图解

一、生成类图解（diagram）的定义

图1 表达性图解的典型范式

1、图解的范畴:

美国传统词典对图解（diagram）的解释意思是“为演示或解释事物整体各部分之间关系而设计的平面图、示意草图、图底或外形图” 。在建筑学中，图解最初仅仅是一种解释说明的工具，用来表示某种几何关系，进行形式研究，解释事物之间某种内在关系，或者展现建筑师的设计灵感，随着时代的发展图解具有了思考提炼的特点，同时具有与建筑信息的互动性和对话性特征，其最后出现的形式能清楚的演示事物的内在组织和关系，揭示事物的特征规律。现代图解设计的开源者彼得·埃森曼(Peter Eisenman)认为图解从功能上应当分为两类，生成性图解与表达性图解。

2、表达性图解:

表达性图顾名思义，其功能是为了使阅读方案的目标人群更好的理解设计的所要传达的意义，具体包括：平立剖范式图。设计说明图以及效果图。这类图解是将建筑师的自身构想转换为现实建构的重要途径。英国建筑理论学者罗宾·伊文斯（Robin Evans）曾经说过建筑师劳动所处于的特别的地方在于工作的最后结果是图而不是建筑，建筑师从不能直接利用自己头脑中的东西来实现目标，总是得通过某种中介才能实现目标，而这种中介一直都是图。画家和雕塑家，尽管也花一些时间做一些初步的草图或者模型，然而他们最终面对的都是作品本身 。可以这么说，表达类图解占据了建筑师创作后期的主要精力。

3、生成性图解:

图2 生成性图解的典型范式

生成性图解是本文所要讨论的重点。

与表达性图解的不同，生成性图解更加注重分析及演化过程，生成性图解与表达性图解的最大不同在于其先于设计，而表达性图解则后于设计。同时，生成性图解相对于表达性图解其内容因为建筑师的不同而大相径庭，有些图解甚至晦涩难懂。不具备表达“范式”的特点。最常见的生成性图解包括过程草图及生成性分析图（图2）。

在具体的操作过程中，生成类图解可以概括为两个步骤：（1）信息收集：主要对场地的基本条件进行整体性的描述，具体包括基地条件、红线、邻接物、高度、路网，水文地理等，在这个过程中建筑师常常退变为信息的组织者或疏导者，而将对建筑的控制力交给由图解引导的信息本身。（2）图解生成：将上有信息进行总结提炼的，进行图解生成，这个过程离不开建筑师的主观判断，因为有了这一步，生成类图解成为一种表达概念的工具而不仅是一种简单的客观组织手段。

二、生成类图解的发展历程

1、出现期:

图解的概念早古罗马时期就出现了，西方建筑理论史的奠基人维特鲁威提出的“维特鲁威人”就是对他所建立的建筑形式标准的图解，之后又有希·罗·宾根，弗·迪·乔奇奥，温·斯卡莫奇，以及达·芬奇等人均绘制过维特鲁威人，试图表达建筑、人体、世界之间的几何关系。而最早的生成类图解在出现在哥特晚期，也有记载是文艺复兴时期是其最早的发展期（图3），当时普遍采用的方法是用一只没蘸墨水的铁笔绘制或蚀刻在羊皮纸表面，之后再在上面用墨水浇撒，墨水方案呈现出许多层踪迹的交叠，这便是最早的生产类图解。其实这个办法一直延续到了现在，只是将当初的羊皮草图换成了现在的草图纸而已。

图3 文艺复兴时期的图解

图4 现代主义所倡导的功能“泡泡图”

2、发展期:

自文艺复兴进入古典主义之后，绘图（drawing）与图解（diagram）并没有严格的区分，由于古典主义强调对称、比例等因素，这时的生成类图解也更多的关注图解中的“图”，即对图本身的构图、比例等等，而将“解”的过程放置于次要地位。直到现代主义时期，由格罗皮乌斯和包豪斯的其他人士创造了“泡泡图”的图解方法，泡泡之间的安排顺序就是建筑的功能安排顺序，建筑设计首先要分析功能组成及其之间的联系，功能泡泡图正是对建筑功能组成及其关系的图解，它抽象地表达了功能及流线的关系，并作为下一步发展的抽象基础。与古典主义强调构图、比例的图解方式不同，这类图解完全运用了拓扑的图解方式，其目的在于使设计更加强调功能而舍弃古典主义所强调的构图。柯布西耶甚至认为图解应该像一种数学公式那样明确的实现其美学秩序和理性秩序。

3、转变期

图5 艾森曼的“分离、扭转、嵌套”的图解方法

伴随着对现代主义的质疑以及后现代主义的发展，20世纪后三十年图解理论有了新的转变。

彼得·埃森曼在1963年的博士论文《现代建筑的形式基础》提出了”动态图解”及”变形手段”的图解方法 。也有人称其为建筑的自治性（autonomous），埃森曼艾森曼的图解已不仅仅是停留在静态的真实条件的基础上，而是引入了动态变形操作，使得生成类图解了进一步发展.将建筑作为一个展开的事件，形式则是累积的结果。

艾森曼之后,格雷戈·林恩进一步发展了这种动态性。作为艾森曼的学生，林恩1999出版的作品集《动态形式》（Animate Form）中详尽阐述了数字技术应用于建筑设计的必要性和可行性。相对于艾森曼的每个设计都有比较确定的主题，林恩（提出？）更多主题，反映了对随机发生的积极和消极因素的可变性,林恩用3d软件中的粒子动画模拟场地的环境“力”，并生成根据力的作用塑造建筑形态。拓扑形，参数和时间是他图解式设计的三要素。在这个时期,生成类图解与最后的方案设计不再有明确的界限,两者变得相对一体化 。林恩和艾森曼有许多相似之处，两者都是从设计对象的背景出发，找寻自己感兴趣的切入点，将之抽象并且引入构思中，作为引导下一步设计的图解纲领。不同的是，艾森曼在找寻第一步的图解种子后，通常采用其拆解，嵌套，重复，移位，动尺等图解变形的工具，对图解单因子进行操作。而林恩在引入最初的图解因子后，通过电脑的动态程序，再输入其它的影响因子，一步步的导出最后的形态。建筑最终形体的形成由一次次影响的叠映形成，这一点其实和作为“程序”的图解法设计过程已极其相似。建筑上的每一个点都是对一次力的作用的反应。可以说林恩是后来数字生成类图解的开源鼻祖。

图6 林恩的多因子叠加图解

荷兰MVRDV事务所数字图解主要受到了林恩的启发，与林恩的图解类似，MVRDV最终的生成性图解往往不是一个因子的作用结果，而是涵盖了基地、功能、流线，甚至经济，人文，生态分析综合作用的结果。MVRDV称此方法为“数景”（Datascapes),数景的数据分析始于统计学，然后由电脑直接综合转化为可视的三维形体，成为建筑形体的草模型，为了解决这个复杂的过程，MVRDV开发了一系列如Function mixer 和Region maker等软件，这类软件可以整合若干区域内的人口、经济等信息。与林恩不同的是MVRDV在第一步就进入了多因子分析生成,而不像林恩是从主导因子到间接因子分步骤生成，无疑MVRDV的数字图解听起来似乎更加客观。

然而，笔者对此质疑的是，问题的出现总是带有复杂性与主次性，建筑师或者设计师在考虑解决问题的上同样带有不同的主观视角，所以无论是多因子同时分析还是先确立主导因子再分析间接因子，其过程总有偏重性，MVRDV所谓的多因子客观分析其实只是一个空口的承诺。

三、数字图解的实践的指导意义

2011年9月中至12月中旬，笔者参加了清华大学建筑学院景观学系与AA建筑学院联合举办的”景观都市主义joint studio”，整个studio延续了AA建筑学院landscape urbanism的教学模式：分为indexing（分析）、prototype（原型）和mesh（规划）三个步骤。indexing阶段强调对基地的条件分析，并得出主要矛盾，prototype则针对主要矛盾设计出解决矛盾的原型，最终在mesh阶段将原型加以多因子影响后放置于整个场地之中。

在笔者看来，整个studio其实运用数字图解的方法尝试这样一种可能——以数字化的逻辑关联，回应景观对城市化和地方性的适应，并表现出空间内在的差异性和形式上的特征，从而获得形式创造的潜能。笔者参与的设计组以亦庄为基地，在对基地的整个条件进行了全面搜集之后，以工业污染程度和基地自然汇水方式作为数字图解的两个参考因素，将其进行叠加，从而指导最终的湿地分布，即污染度越高，并且汇水面积越大的区域其湿地的排污性能应当越强（图7、8、9）。

数字图解的本质是动态系统分析，可以表示为将客观事物原有的信息拆解为多个不同权重的影响因子，并且根据实际的需要对权重值进行不同的设定，以此能够给提供客观的分析和多种的可能性。

图7 基地污染度分析

图8 基地汇水分析

图9 叠加因子后湿地密度分布结构

四、总结

生成类图解从最初的羊皮草图到今天的数字生成,其发展貌似天翻地覆，但其本质仍然具有很强的延续性，即通过客观信息进行主观提炼。应当清醒的认识到，数字生成图解虽然可以生产多种的可能性，但是不能做出最终的抉择，数字图解依然是人的主观创造行为的有益补充，终不能代替人脑的思考。因此，在数字图解的浪潮前，不被冲昏头脑，保持足够的清醒和判断。将图解的客观多样性与主观想象力相结合是一项积极而有益的工作。

参考文献

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5. 徐卫国，陶晓晨 批判的“图解”，世界建筑，2008.11
6. 彼得·埃森曼 图解日志. 北京：中国建筑工业出版社 2000.5
7. 宋麾君 建筑设计中的图解思维与方法概论，2006.9
8. 徐卫国 世界建筑; 2006.12