建筑设计方案阶段的计算机应用.docx

建筑设计方案阶段的计算机应用湖南高校硕士学位论文建筑设计方案阶段的计算机应用姓名：周勇华申请学位级别：硕士专业：建筑技术科学指导老师：贺加添20050401硕士学位论文计算机技术作为信息时代的关键技术，己经深化到社会发展的每一个层面。其对建筑设计领域的影响也从早期的尝试性探究，发展到作为“电子绘图板”的技术层面的应用，再而渗入到设计构思的才智性工作领域。随着计算机技术的进一'步发展，全面数字化的设计环境将成为一种行业标准。计算机同传统的笔、纸一样，将成为建筑师必不行少的设计工具。正如现在没有建筑师会提“铅笔协助建筑设计”或者“模型协助建筑设计”一样，计算机协助建筑设计也将随着技术的发展和建筑师的数字化设计思维的形成而失去探讨的意义，仅仅成为众多建筑设计的方法之一。本文共分五章，第一章对本文探讨的目的，意义以及探讨的方法进行了浅述。其次章以计算机技术在建筑设计领域应用的时间段为脉搏,论述了各个阶段计算机协助建筑设计的理论形成的基础及特点，同时回顾了计算机协助建筑设计的历史。第三章从计算机协助建筑设计构思的特点动身，从计算机协助建筑设计构思己具备的条件、设计理论与计算机运用的结合、当前的计算机协助设计理论及使用计算机协助设计构思的优势等方面来对计算机协助建筑设计构思以及建筑师的计算机思维模式进行一个总体的探讨。第四章介绍了多媒体技术、虚拟现实、网络技术以及CAAD技术的新的应用方向的概念、特点和它们在建筑设计中不同方面的应用。第五章探讨了基于对新的设计工具、方法和设计环境的适应，建筑本体的发展与改变。随着计算机技术的发展及建筑师对计算机应用的深化,计算机在建筑设计各个层面的作用变得明晰起来。这些明晰的过程必定勾画出一个新的设计环境，产生出新的思维方式，同时给予了建筑师新的思维和机会。关键词：计算机技术；计算机协助建筑设计；设计构思；设计思维建筑设计方案阶段的计算机应用AbstractAsthekeytechnologyOfthecurrentinformationage,computertechnologyhasalreadybeenutiIizedineveryaspectofsocia1deve1opment.Itsimpactonarchitectdesignhasa1sodevelopedfromtheexperimentalFesearchoftheear1yagetechnologicalapplIcationas'iElectronicDrawingPa1ettew,andfurthertointelIectualfie1dofdesignconcept.Asthefurtherdevelopmentcomputertechnology,overalIdigitaidesignenvironmentwi1Ibecomeanindustrystandard.ComputerWi1Ibetheindispensabledesigntoolforarchitects,Justasthetraditionalpennoarchitectwi1ImentionaboutPen.AidedArchitectureDeSigri”Or“Model.AidedArchitectureDesign”,ComputerAidedArchitectureDesign(CAAD)Wi11loseitsspecialidentitywiththedeve1opmenttechnolOgyandtheformationofdigita1designthinkingofarchitects,andbecomeon1yoneofthemanyStandardarchitectdesignmethods.Thisarticleincludes5chapters.Thefirstchapterbrieflydescribesthepurposes,meaningsandmethodsoftheresearchinclUdedintheartib e s theforma t ifCAADindifferc1e.ThesecondchapterdescriOnbasisandcharacteristicsoentPhrasesbasedOnthediffenThinkingII硕士学位论文插图索引图1.1现代计算机的鼻祖埃尼亚rent p e r i o d s , a CAAD.Thethi r dn d al Soreviewstchapter t h o r o u gh e history o fh e x p 1 o r a t i o nOfCAADand ternbasedarchi tects, c o m p u t eexistentc f des i g n t s, c o n t e m ph e Characteristi i t i onsofCAAD, ther i e s a n d compute raombinatir y CAADandthe advantages oe usage o f C A A D . Theforth Chapterint roduk technolchno 1 o g y, v i r t u a 1 real i t y , gy,theconcep t andcharactei c a t i o n di r e c t i o n i n CAADa nd n s indifferent aspects o f a r ign.Thefi fth Chapterdiscusse adapt odsandf n e w des igntool s, des i g n e n v i ronment s,thedeve 1 oparesand c hcts comp cture d ev out 1 ineanew newformatsofn a r c h i t e c t u rOmputertechnOmputerbyarcindifferent a se . Wi t h t h e do 1 o g y a n d t h hitects,the P e c t s o f a r chave becomec 1 ea re randc 1 ea r procedures wi 1 Inecessari 1des ignenvi ronment, generatethinking,ande w thoughts opportuni t ies.Compu t e r T e c h n o 1 o g y ； C o m pg i v e a r c h i t e c t s nKeywords：Uter-AidedArchie Des i gn (CAAD)； DesignConcep t； Desig克1图2.1规范式模式5图2.2描述式模式11图2.3第一代计算机系统11阁2.4其次代计算机系12图4.1ArchiMedia中关于AIvarAalto的介绍28图4.2ArchiMedia中关于文化要素的介绍28图4_3远程设计的例子29图4.4郑州新天地建筑群体多媒体演示31图4.5郑州新天地市内效果多媒体演示31图4.6ECOTECT中关于光照设计的介绍32图4.7上海清江森林半岛多媒体演示33图4.8关于紫禁城.天予的故宫的介绍38图4.9关于数字故宫的介绍38图4.10将来中心区仿真演示系统设想39图4.11洛杉矶城市仿真系统40图4.12费城城市仿真系统40圈4.13街区模式的比较41图4.14深圳中心区仿真区漫游图片精选42图4.15草图的模糊性47图4.16德弗莱和瓦格特提出了“决策循环”48图4.17德弗莱和瓦格特的草图草图设计程序49厥J4.18BULlD程序50图4.19BERT程序运行的实例51图4.2OTOPTOWN程序运行的实例53图4.2I麦耶设计的道格拉斯住宅54图4.22计算机模拟现代建筑师的风格55图5.1佛罗伦萨主教堂56图5.2勒.柯布西耶的郎香教堂57厥J5.3巴塞罗纳萨格拉达大教堂57图5.4萨格拉达大教堂新期工程的计算机图形分析58图5.5盖里的方案设计过程sq图5.6弗兰克.盖里事务所设计的风格59III建筑设计方案阶段的计算机应用例5.7各方技术人员在观看瓦格特迪斯尼音乐厅的思维虚拟现实图像60陶5.8盖里设计的新昭豪夫综合体的过程61陶5.9盖里设计的“马头”会议室的建立过程62IV湖南高校学位论文原创性声明本人慎重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行探讨所取得的探讨成果。除了文中特殊加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的探讨做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果1白本人担当。作者签名：学位论文版权运用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、运用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南高校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以接受影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位本学位论文属于1、保密口，在一一年解密后适用本授权书。2、不保密回。（请在以上相应方框内打“”）作者签名：导师签名：1.1论文的探讨背景与目的从1946年世界上第一台电子计算机问世到密布全球的计算机网络的形成，计算机的功能也从单一的计算发展到多媒体的视窗操作。此时，计算机技术己经为建筑设计带来了一场深刻的革命。综合了计算机技术与工程设计方法的学科计算机协助设计（ComPUterAidedDesign,简称CAD）成为计算机技术在建筑设计应用中的主流。1 963年美国麻省理工学院林肯试验室的I.E.Sutherland开发了第一套交互式的CAD系统一一SKETCHPADe2 0世纪60年头初CAD技术起先进入建筑设计领域，并成立了APEC（I程顾问自动程序协会）和CEPA（计算机应用于建筑协会）等组织。70年头以后由于计算机硬件的发展及建筑领域应用软件的开发，使得CAD技术由低级到高级，由简洁到困难，由技术探究到好用并在各个相关单斜得到靓CAD技术被广泛应册器鬻燃=孑建筑、机械、电子等工程与产品设计领域。CAD技术的发展壮大对现代科学技术的发展产生了深刻的影响，“1990年美国国家工程科学院将CAD技术评为当代十项最杰出的工程技术成就之一”1计算机协助建筑设计（COmPUterAidedArChitectureDesign）BpCAAD,是CAD技术与建筑设计相结合而产生的新技术，是建筑设计适应现代信息技术的必定产物，CAAD技术的广泛应用不但可以提高设计的质量、降低设计成本、缩短工程周期，而且可以节约2%到5%的基本建设投资。早期的计算机技术以大型的计算机协助建筑设计（CAAD）软件为主，试图希望通过应用计算机基于逻辑推理的本质的技术来模拟建筑师的不行或缺的逻辑思维和形象思维的过程，当时人们近乎疯狂的信任计算机有一天将彻底取代建筑师，而不是解放建筑师，来完成建筑设计的全部工作。这种思路后来被证明是不现实的，也使CAAD技术一度陷入低潮。直到80年头后，人们着重于探讨如何将建筑师从繁杂的绘图工作中解脱出来，CAAD技术才重新赢得了建筑师的信任，才被很多的建筑师所接受和驾驭。但是，就目前而言，绝大多数的建筑师们只是将计算机当成一块“电子绘图板”，把计算机用于建筑设计的作用仅局限于施工图的绘建筑设计方案阶段的计算机应用制，设计与表现形式脱节，计算机对于方案设计之潜力远未有充分的挖掘.同时，在我们进行建筑方案构思设计时，往往由于从城市区域规划到单体建筑的设计以及从立项到详细设计实旌，其中缺少依据总体规划而进行的对建筑本身的规模、性质、容量、性格等影响设计和运用的诸因素作深化的调查探讨、归纳分析的有效途径，从而缺乏定性定量的结论和数据，因此往往造成建筑师的盲目设计。从项目立项到详细设计的实旎，其中缺少的这个环节正是建筑师进行设计所必要的科学的依据。建筑设计应有三个阶段：1、设计条件的设定分析阶段；2、建筑空间构想、设定阶段；3、建筑空间的具象表述阶段。但从现在的状况来看，计算机技术仅仅被用于最为简洁的具象表述阶段，而很少涉及前两个思维性较强的阶段。进入了二十一世纪，多媒体技术、虚拟现实技术、互联网技术以及CAAD技术的突飞猛进使得建筑师的设计工作不断创新，建筑设计的社会化、网络化和国际化成为必定。基于这些设计手段、方法以及设计环境的发展和变革。必定带动设计思维的扩展，并引起概念性的变革。正如现在没有建筑师会提“铅笔协助建筑设计”或者“模型协助建筑设计”一样，计算机协助建筑设计也将随着技术的发展和建筑师的数字化设计思维的形成而失去探讨的意义，仅仅成为众多建筑设计的方法之一。查阅了不少相关的文献,发觉国内就计算机技术对于设计构思阶段支持的理论和探讨甚少。本人希望通过对国外、港台以及国内相关资料的归纳和分析，对这个方向进行比较全面和系统的论述。1 .2论文的脉络及探讨方法本文主要可分四个部分：第一部分以计算机技术在建筑设计领域应用的时闯段为脉搏,论述了早期计算机协助建筑设计的理论形成的基础及特点，同时回顾了早期计算机协助建筑设计的历史及其局限性。其次部分从计算机协助建筑设计构思的特点动身，从计算机协助建筑设计构思己具备的条件、当今的设计理论与计算机运用的结合及运用计算机协助建筑设计构思的优势等方面来对计算机协助建筑设计构思以及建筑师的计算机思维模式进行一个总体的探讨。第三部分介绍了多媒体技术、虚拟现实、网络技术以及CAAD技术的新的应甘方向的概念、特点和它们在建筑设计中不同方面的应用。第四部分探讨了由于计算机技术的引入，基于对新的设计工具、方法和设计环境的适应，建筑设计的思维模式、建筑设计的过程甚至整个建筑工业体系和建筑本体的概念的革命性突破。硕士学位论文对于本课题的探讨，接受理论和实例分析相结合、比较分析等方法，综合分析了相关的理论、技术，分析并归纳了国内外一些探讨和实践的详细例子，总结其中的阅历，并以计算机技术发展和应用的时间为主线，对过去、现在的应用情况进行总结、分析，对将来的发展迸行猜想和展望。第2章计算机协助建筑设计理论及应用的发展计算机的出现很快引起了建筑理论界的重视、这种重视主要束源于计算机取代精力劳动的潜能。人们投身于建筑方法沦和建筑设计自动化的探讨中，希望早j把建筑设计师从脑力劳动里繁琐枯燥的部分中解放出来t”。2 .1早期的计算机协助建筑设计方法论早期的建筑形式功能较为简洁，没有系统的设计方法论。对于建筑教化也主要实行一种类似教授绘画的方式，有点儿师傅领进门，修行在个人的意思。设计是凭直觉的，凭阅历的。然而，2O世纪随着工业以及科学的发展，建筑面临着与以前决然不同的状况。新的材料，新的技术，新的需求，太多须要考虑的因素，使得单凭阅历和直觉的设计方式很难应付。于是2O世纪6O年头的设计方法论的运动(DeSignMethodologyMovement)使得人们起先注意设计过程的探讨。3 11计算机协助建筑设计方法论的起源斗争期问在美国军方发展应用的系统方法(Systemapproach)被建筑领域所借用。人们信任建筑设计也可以有其科学的方法，说得极端一点儿，就象科学试验。样，只要依据同一个过程去做，得出的结果就八九1；离十。克里斯托弗.亚历"I火(ChristopherAlexander)口】，约翰.路克曼(JOhnLuckman),克罩斯托弗斯(ChriStoPherJOnes),J,布鲁斯.亚炭尔(BrUCeArCher)分别在城市设计，建筑设计，工程设计和工业设计网个领域探讨发展了自己的系统设计模式(systemdesignmodels)。他们被也称为第一代建筑方法沦探讨老一(Designmethodologyresearcher)o1 I中克里斯托弗亚历山大(ChristopherA1exander)好像最为闻名。但很好玩的足，他后来对他最初的想法持否定看法，哇1不承认他是建筑方法论探讨者Designmethodologyresearcher)o虽然这几种模型(model)或多或少有些差别，但其宏观的结构很相像。设计过程由三个阶段“分析阶段(analysis),综台阶段(SyntheSis)L以及评估阶段(evaluation)”构成嘲。2 .分析阶段(analysis)着重于了解设计问题与订定设计目标。3 .综合阶段fsynthesis)致力于替选方案的产生。4 .评估阶段(evaluation、依据设计目标，衡量各替选方案的可行性并做选定。依据设计目标，衡量各替选方案的可行性并做选定。硕士字位论文2.1.2计算机协助建筑设计方法论的阶段性发展计算机起先深进入到建筑领域，在六十年头初契曼耶夫(Chermayeff)和亚历山大(Alexander)在他们的著作CommunityPrivacy)中声称建筑设计可以由计算机来完成【6j。他们认为设计问题(designprob1em)可以由系列建筑所要满足的要求(requirernents)所定义，通过确定这些要求之间的相互关系，并将这些要求分解在一系列不同层面上，从而在设计阶段的起先将设计问题尽可能清楚地定义出来。而这些要求之间的关系是有肯定模式(Pattern)的。然而由于建筑设计所须要考虑的要求越来越多，人脑有可能无法把握，计算机被引入进来。设计师只要输入要求以及它们两两之间是否存在联系Iinteractionmatrix),计算机可以通过分析以一种树形结构(treegraph)将全部的要求,以及它们彼此之间的困难关系表达出来，而建筑师接着要做的，是把这一树形结构转化为空间关系。克里斯托弗.亚历山大(ChristopherAlexander)的理论对计算机在建筑设计里的应用产生了很深远的影响。亚历山大.仲尼斯(AleXanderTZOniS)'71将他们的这种模式称之为分析范式(analyticalparadigm)0关于计算机在建筑设计中的应用。所涉及的计算机协助设计工具了1：发和理论探讨，主要有三方面。第一,就是绘图和三维视图fdraftingvisualization)方面,这方面的应用己经很普遍了。但计算机在这方面只能算是一种工具，或图21规范性模式资料来源：http：/除了省时省力之外，计算机对于实际的设计过程影响不大。其次方面是设计评价工具(designevaluationtools)(>主要是用于设计完成或过程中的评估。这方面的应用也很广泛(国内好像少一些)，尤其是在建筑的性能(bui1dingperformance)等方面，如所设计建筑物的能量消耗，室内采光是否合格，通风状况，建筑物遮阳等等。第三，就是计算机协助设计生成(ComPUteriZeddeSigngenerati0n1,这是一个很多探讨者关注的领域，但迄今为止还没有能够在实践应用中达到志向的效果。这篇文章里所说的计算机协助建筑设计主要是其次、三方面。很多探讨建筑设计方案阶段的计算机应用者认为通过探讨如何让计算机生成设计可以让我们更好地理解设计本身，而反之亦然。2.1.3早期计算机协助建筑设计方法论的突破性进展契曼耶夫(Chermayeff)和亚历山大(AleXander)的理论对于计算机协助设计生成可以说是突破性的。虽然在实践中应用时往往在效率(efficiency)和效果(effectiVeness)方面不能两全。后来的空间定位技术，也就是“SpaceAllocation"(s.A.)技术，可以说和契曼耶夫(Chermayeff)和亚历山大(Alexander)的理论一脉相承。当然相比之下空间定位技术好像更为好用。空间定位技术将契曼耶夫(Chermayeff)和亚历山大(Alexander)的理论中的要求(requirements)由空1'司(SPaCe)来代替，因而其之间的联系事实上也就是这个建筑所应有的空间流线(CirCUlatiOnbetweenSPaCeS)O空间定位技术的问题是它的困难性。即使很简洁的设计问题也会牵扯到很复杂的运算过程。加之70年头的计算机技术的限制，其应用效果并不好。这也带来了70年头对“计算机协助设计生成”方面探讨的忽视。然而另一方面，所谓的“计算机协助设计”(ComPUterAidedDeSign(CAD),或者也去该叫“计算机协助绘图”在这一时期发展起来*空间定位技术和契曼耶夫(Chermayeff)和亚历山大(Alexander)的理论作为分析范式(analyticalparadigm)有很多相同的特点:1 .设计方法(designtechniques)可以独立于某一个特定的工程,作为一种共同目标模式(genera1purposemethod)来思索。2 .设计是由界定一系列的要求(requirements)以及它们之间的关系表(matrix)3.除了这个关系表(matrix)之外，只须要很少的一些限制条件用来定义解决方案(designsolution)4 .设计的生成过程是一个由这些要求(requirements)以及它们之问的关系表(matrix)所定义的量化的组合问题(CombinatOrialProblem),是一个可以在计算机的帮助下解决的问题。此时探讨者们所面1临的逆境是计算机在实践中可以轻而易举地完成大量的许多人类所难以忍受的枯燥的绘图工作，但却难以有效地完成哪怕是随意哪个一般人都能够做到的简洁的客厅布置。2.1.4早期计算机协助建筑设计方法论的局限性现在我们从计算机回到设计方法论(DeSignMethodo1ogy)上来。第一代的系统模式(SyStemmethod)受到了探讨者们的置疑。最根本的点是，系统模式(SyStem硕士学位论文method)把设计问题(designproblem)看作是科学问题(SCientificprob1em).然而，它们在探讨方式和处理方式上是决然不同的。科学问题(SCientificproblem)是简洁处理的问题(tameprob1ems),而设计问题(designprob1em)是麻烦的问题(WiCkedproblems)换句话说，科学问题(SCientifiCprob1em)有着很明确的目标，以及检验这个问题是否解决的一系列标准，或者说解决得“对”还是“错”(True一orfalse)0而设计问题(DeSignPrOblem)不是这样的，我们作设计时往往问题(或目标)本身在解答的过程中不断在改变。问题和答案是相辅相成的，定义问题的过程本身就是解答的过程，而反之亦然。我们定义问题所须要的信息，实质上是由我们打算如何去解答这个问题所确定的，而每一次新的信息的介入，又使我们的解答方式发生改变，从丽使问题本身发生改变。所以象系统模式(SyStemmethod)那样在设计的起先就通过分析定义好问题在设计中是不可能的。而且由于人们对设计问题的评判会受到个人爱好,价值观,甚至意识形态取向的影响，也很难有一个客观的标准去衡量设计问题(designprob1em)的解决方案，我们无法说一个设计是“对”还是“错”，只能说“好”还是“不好”(Good,or.Bad)。而因此作设计往往没有个明确的规则来限定设计应当在什么时候结束,我想做过设计的人都有类似的阅历，好像一个设计可以无休止地做下去，通常是时间，经费，以及设计者的耐性制约了设计该何时结束。从这一点上说，设计问题(DeSignprob1em)的解决方案，通常不是系统模式(SyStemmethod)所寻求的“最佳方案”(OPtimiZedSO1ution),面仅仅是“满足的方案”(Satisfiedsolution)。科学问题(SCientifiCProbIem)的解决方案是告知人们“howthingsarew,设计问题(designproblem)的解决方案是告知人们“howthingsoughttobe”。他还进一步指出，科学问题(SCientifiCProbIem)解决是以问题为中。tj(Prob1emfocused),通过分析(analysis)的方法来解决。而设计问题(DCSignproblem)的解决是以解决方案为中心(SoIUtion.focused),通过综合(SyntheSis)的方法来解决.2.2现代的计算机协助建筑设计方法论第一代的系统模式(SyStemmethod)可以看作是规范性模式(PreSCriPtiVemodel),也就是告知设计师们设计过程应当是怎样的。然而在实践中这些志向化的设计过程极少被设计师接受e随着对设计问题(designprob1em)的进一步了解，以及对于设计师在实践中是如何作设计进行视察探讨，一些探讨者提出了描述性模式(descriptiVemodeI),告知我们设计过程实际是怎样的。建筑设计方案阶段的计算机应用2.2.1现代计算机协助建筑设计方法论的产生希勒(HiiIieretal.)于1972年提出猜想分析模式(Conjecture-ana1ysismodel)181以代替原来的分析综合模式(ana1ysissynthesismode1)0他们认为设计师们“必需，而且的确是，预先架构(PreStrUCtUre)他们的问题以解决这些问题”。而只有这些问题被明确地，或不明确地预先架构好，它们才能通过理性分析(rationa1ana1ysis)或阅历调查(empiricalinvestigation)而被设计师们把握和处理。因此，他们认为“猜想”(ConjeCtUre)应当存在于设图2.2描述性模式资料来源：http：/forum,archteeture.corn/计过程的初期以帮助设计师预先架构设计问题。这样，对于实际问题的潜在的解决方案可以被缩减至人脑在认知上可以把握(CognitiVelymanageable)的范围内。而“猜想"fconjecture)不是基于对已有资料的分析，而是大部分基于设计师个人己经存在的认知实力。2.2.2现代计算机协助建筑设计方法论的进一步发展达克(Darke)在1979年进一步将猜想分析模式(COnjectureana1ysismode1)发展称为生成猜想分析模式(generatorconjectureana1ysismodel)归J。基于她通过采访建筑师从而对于一系列住宅设计所进行的实证探讨(empirica1study),她提出在“猜想"(COnjecture)这一阶段之前，还有一个特殊的阶段，即，“生成"(generator)。“生成"(generator)所涉及的是产生某个解决方案的概念(ConCePt)或是目标(objective)。达克(Darke)认为这些概念(COnCePt)或是目标(ObjeCtiVe)是建筑师进入其问题的起点(astartingpoint),而不是象系统模式(Systemmethod)里那样由把全部的限制条件都列出来作为起点。任何一个特殊的最初的生成(generator)都可以在设计过程中通过理性分析来推断它的可行性，但在它刚刚进入设计过程中时，它往往只是建筑师自己加诸于自己的某种限制，并不须要特别明确。生成(generator)和猜想(Conjecture)的不同在于，生成(generator)不是某个详细的设计，而是产生这一设计背后的概念。而猜想(ConjeCtUre)则涉及设计问题的架构，其实也就是最初的设计。在这个最初的设计里，设计所需的资料及设计本身都是不完全的，在设计过程中，这一最初的设计不断地被修改和完善。好玩的是，在达克(Darke)所举的几个住宅项嗣的例子中，几乎全部的主要生成(Primarygenerator)都是建筑与基地环境(Site)硕士学位论文的关系。达克(Darke)所提出的生成(generator)说白了也就是我们作设计时常说的“想法”。当然这个“想法”的产生往往是多方面的，你可以说是来源于灵感。甚至有时往地上扔根鞋带，就以其形态作为你设计的建筑的形态，这也算是一种“想法”。通常建筑师在最初阶段的思索是不全面的，非正式的，甚至是无意识的。建筑师可能忽视很多因素，而仅仅考虑他认为重要的一些因素。因而这与建筑师个人的学问和阅历的积累有着很大的关系，不同的建筑师会有可能从不同的角度入手。而且有阅历的建筑师会知道在这个特定的工程中，忽视掉那些因素不至于影响其想法的可实施性(这也是有阅历的建筑师与学生之间的区分，通常有阅历的建筑师所产生的想法在后期可实施的可能性更大1。我想很少有人在拿到一个设计任务时，在没有任何想法的前提下，能象系统模式(SystemmethOd)所要求的那样把所有有关的要求都一一列出，诚然，假如项目足够小，时间和经费足够足够，你的认知实力足够应付的前提下，也不是不行能，但是特别困难。我们有时在设计的壤初甚至不知道我们须要哪些信息，因为建筑设计所牵扯的各个层面上的因素太多了，设计过程中充溢了不确定性。生成(generator)和猜想(COnjecture)这两个阶段实际是一个将某个设计任务的多数个解决方案以最快的速度降低至设计师可以把握的数量范畴的过程，以节约时间，经费和精力。这样看来达克(Darke)的模式(model)好像更加接近于设计师实际的设计过程。2.2.3现代计算机协助建筑设计方法论的特点希勒(Hillieretal.)和达克(Darke)探讨是把建筑设计活动当作是人类行为的+种自然现象，因而借鉴了一些心理学和探讨人类认知行为的方法。探讨者们的爱好点转移到设计的主观性方面，而系统方法(Systemapproach)更注意的是客观性方面，试图找寻如何能够知道“设计师脑子里在想什么”的方法。认知科学(COgnitiVeSCienCe)的学问被正式应用到设计探讨中。前面提到过，分析范式(analyticalparadigm)的弱点在于不能同时达到其效率(efficiency)和效果(effectiveness)。亚历山大.仲尼斯(AleXanderTZoniS)认为，这不是计算机本身的问题，而是分析范式(analyticalparadigm)这种模式本身的基础存在问题：忽视了时间和记忆/内存的限制。因此他提出一种新的模式，特点是：很多限制条件(ConStraintS)被用来生成建筑设计建筑设计方案阶段的计算机应用建筑学学问(architectura1knowledge)在设计过程中起到很大作用，被用柬提出这些限制条件(constraints)。计算机被用来作为推理(reasoning)的工具，例如运用象征符号系统(Symb01icsysterns)来实现智能化推理(intelligentinference).这种模式更侧重于设计心理学和思维认知科学来探讨计算机引入建筑设计的可行性和好用性。2.3计算机协助建筑设计的历史电子计算机是现代科技发展创建的一项奇迹，自从人们把电器元件应用于计算机上的那一刻起，现代计算机的发展序幕就己经拉开了。1946年2月15日一个f与地面积达17O平方米,重量达3O吨的硕大无朋“埃尼阿克”(ENlAC)的出现，预示着一个现代科技高速发展的时代的来临，同时也激发了人们对象征现代文明和技术的电子计算机的狂热崇拜。7O年头以前，人们对计算机充溢了“迷信”，试图用它完成人要做的全部的事情，人们只追求用计算机完成原来由其他方式完成的工作,不管它与传统的方式相比是好是坏。对社会上的其他人如此，对建筑师亦是如此。1 963年，在美国亚特兰大市召开的一次计算机会议上，I.E.Sutherland博i。就他开发的新系统SKETCHPAD宣读了一篇论文人机图形通用系统，开拓了交互式图形技术这个富有生命力的探讨领域。这一软件系统使计算机除了具备通常的数值计算、逻辑推理和文件编辑等功能外，增加了人机之间图形信息的双向沟通的实力。以此为起点，在当时的小型计算机(性能不如现在的微机)以及性能更高的主机系统上，接连开发了一些早期的CAD系统。何谓CAD系统，就是计算机协助设计(ComPUterAidedDeSign,简称CAD),是一门综合了计算机技术与工程设计方法的学科，”是利用计算机及其外围设备帮助人们进行产品和工程设计的技术，它的实质是对设计信息的产生、加工、转换、存储和输出进行管理和限制”1101。但是在这一时期，CAAD系统在建筑领域没有取得多大进展,究其缘由是多方面的。首先，由于当时CAAD系统的软件、硬件价格r分昂贵，一般的设计部门难以承受。其次，当时的建筑设计人员囿于传统的设计方式和思维理念，一时还不能接受CAAD系统这一新生事物，导致建筑师们对CAAD系统的相识尚少，这给CAAD系统在建筑领域的应用和传播带来了困难。第三，由于缺少建筑师的干脆参加，当时的CAD软件的设计没有考虑和照看到建筑行业的特点，计算机绘图效率不高，没有为建筑设计工作带来实际效益。但是，与早期不成熟CAAD系统形成显明对比的是当时人们对计算机在建筑设计中应用的过高期望。当时人们近乎疯狂的信任计算机有一天将彻底耿代建筑师，而不是解放建筑师，来完成建筑设硕十学位论文汁的全部工作。这种希望通过应用计算机基于逻辑推理的本质的技术来模拟人类的不行或缺的逻辑思维和形象思维的过程的想法，即使在软硬件水平特别发达的今日也是不切实际的，最终被科学家和建筑师们极不情愿的放弃了。2 .3.1第一代计算机协助建筑设计系统计算机最初只是用于科学计算和大型商店的管理，还没有涉入到建筑的领域。1963年，I.E.Sutherland博士宣布了他的闻名的SKETCHPAD系统，操作者可以用一只特殊的“光笔”在显示屏幕上轻松的划出直线、圆弧和圆，并可以依据须要多次重登显示各种符号、基本图形，并随意确定它们的位置。三年后，英国人纽曼(Wi11iamNewman)在英国的皇家学院开发了一个针对建筑行业的应用程序IH。该系统将标准的房屋构成要素如墙、窗户、地板等图形信息都存储在计算机图2.3第一代计算机系统内，用户可以从中进行选择并可资料来源：Reynolds.COnlPUt，“8f0'组台成整体图形，然后显示在屏幕上，它可以让建筑师从预先设计好的图库中选择并组合元素来设计标准化建筑。到197O年前后，甚至己经有肯定数量的CAAD系统在建筑师事务所中得到了应用。但是,第一代的CAAD系统终归以其代表高新技术的计算机技术起先走进了古老的建筑设计这一艺术领域，拉开了CAAD技术发展的序幕。任何新生事物的成长都是从稚嫩走向成熟，从弱小逐步变成强大的。正是由于人们在这一时期勇敢而宏大的尝试，为CAAD以后的发展奠定了必需的基础。