建筑空間環(huán)境設計研究

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摘要:虛擬現(xiàn)實技術是為了給用戶創(chuàng)造聽覺、視覺等感官感受而創(chuàng)建的虛擬現(xiàn)實世界的各項技術的集合，目前已被廣泛運用在設計、軍事、教育等各行各業(yè)，建筑業(yè)也不例外。憑借虛擬現(xiàn)實技術的交互性、沉浸性、可感知等特征，拓展了人類對世界的認知范圍，完全改變了人類對現(xiàn)實生活的對待方式和態(tài)度，實現(xiàn)人們改變世界的夢想。本文介紹了基于虛擬現(xiàn)實技術的建筑空間環(huán)境設計理念和思維的變化，從時間、空間、物質三方面探討了現(xiàn)實虛擬體驗思維下的建筑空間環(huán)境設計。

關鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術;建筑空間;設計;時間;空間;物質

0前言

通過虛擬現(xiàn)實來表達和想象世界，始終是人們創(chuàng)造藝術和改變世界的源泉。伴隨信息技術、網絡技術等的產生和進步，人們的這項能力從根本上取得了提高。所謂的虛擬現(xiàn)實技術，從微觀上而言，就是為了給用戶創(chuàng)造聽覺、視覺等感官感受而創(chuàng)建的虛擬現(xiàn)實的各項技術的集合;從宏觀上而言，其也包含那些運用于虛擬現(xiàn)實的相關技術。虛擬現(xiàn)實技術產生于上世紀50年代，到現(xiàn)在已比較成熟，被廣泛運用在設計、軍事、教育等各行各業(yè)，其集成了計算機技術、信息技術等先進的技術成果，通過計算機等硬件設施分析觸覺、聽覺、作用力等感官信息，為人類創(chuàng)造感官能感受到的虛擬世界。憑借虛擬現(xiàn)實技術的交互性、沉浸性、可感知等特征，可拓展人類對世界的認知范圍，完全改變了人類對現(xiàn)實生活的對待方式和態(tài)度，將人類心中改變世界的夢想變?yōu)楦泄倏筛惺艿默F(xiàn)實。對于這種情況，建筑空間環(huán)境設計也隨著虛擬現(xiàn)實技術的運用而不斷創(chuàng)新和改革，未來將朝著多元化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。

1基于虛擬現(xiàn)實技術的建筑空間環(huán)境設計理念的變化

建筑空間環(huán)境是基于符合人類現(xiàn)實和精神上需要的目標，借助各類時間、物質和空間元素所建立的建筑內外部環(huán)境的總稱，是一個讓人通過五官感受、路徑選取和精神沉浸的手段來實現(xiàn)物象和意境的結合。時間、空間和物質是形成空間世界的三大基礎因素，因此我們可從這三點來重新認識空間世界。關于傳統(tǒng)空間環(huán)境體驗，人們認為時間是直線的、無法逆轉的;空間是封閉的、靜止不動的;物質是具象的、可感知的。然而虛擬現(xiàn)實技術的運用拓展了人們的意識思維，讓人們將其生存的現(xiàn)實空間和想象的虛擬空間融合到一起，擴展了人們的認知范圍，認識到空間維度是可逆轉的。在這種新空間環(huán)境理念的前提下，空間并非是由簡單物質圍成的具象，其中還包含了大容量信息的虛擬空間。建筑設計人員將這些虛擬空間融入現(xiàn)實的建筑之中，更直觀地展示建筑空間架構，更靈活地變化空間順序，從而形成新的空間功能和形式。通常來講，每個建筑空間環(huán)境在現(xiàn)實和虛擬空間上都有一定的重疊，具備多項功能且互相滲透和融合，具體如圖1所示。在這個建筑空間環(huán)境內，改變時間、空間和物質任何一個元素都會帶來不同的空間體驗和認知。

2基于虛擬現(xiàn)實技術的設計思維轉變

2.1平面符號抽象化

傳統(tǒng)建筑空間環(huán)境設計的思維是設計人員了解設計目標、環(huán)境場所、歷史文化等(如圖2所示)，而基于虛擬現(xiàn)實技術的建筑空間環(huán)境設計是要在上述前提下分析空間順序，并且根據空間架構、功能、意境等，設計出現(xiàn)代化的建筑空間環(huán)境。這種建筑空間環(huán)境設計方式實現(xiàn)了平面建筑符號的抽象化、立體化，并且虛擬程度比較顯著。建筑設計人員要在大腦內將各元素抽象化、簡單化，并通過大量信息分析來確定概念圖、立體剖面圖、俯視圖等，從而完成建筑空間環(huán)境設計的整個過程。這種以信息分析、概念圖、各視圖展示等為表示媒介的思維模式是平面建筑符號抽象化的具體表現(xiàn)。

2.2現(xiàn)實虛擬體驗思維

基于信息技術和互聯(lián)網的虛擬現(xiàn)實技術改變了空間的發(fā)展秩序和人們的生存方式，人們的思維意識也隨之產生顯著變化。目前，人類對單向信息接受模式不滿意，逐漸傾向于民主的、交互的雙向接受模式。推動虛擬現(xiàn)實技術、計算機技術等的廣泛運用，將會引導人類進入一個現(xiàn)實和虛擬融合的空間，而人們對未知世界始終存在求知探索的心理。因此，強調互動體驗的觀念使得人們更傾向于對建筑空間環(huán)境的理解，空間感受需要日益增強，不同于傳統(tǒng)思維的現(xiàn)實虛擬感受思維應運而生。這種思維更強調創(chuàng)造性實踐，以用戶感受為本，在確認生成規(guī)則或方式的基礎上進行不確定的探索感受，從而激發(fā)設計靈感并不斷完善和補充，如圖3所示。這種思維是由虛實交互的物質觀念、動態(tài)重構的時間觀念、空間變化的感受觀念、可視化界面的技術觀念等構成，更符合現(xiàn)代人性化、可持續(xù)的設計理念，其不僅從本質上改變了人類對時間、空間和物質的認識，而且還推動了建筑空間環(huán)境設計的改革和創(chuàng)新。

3基于現(xiàn)實虛擬體驗思維的建筑空間環(huán)境設計

3.1時間和超時間體驗思維下建筑空間環(huán)境設計

在建筑空間環(huán)境設計中，引入時間因素是為了表示其客觀性且明確時間順序和程度高低，而引入超時間因素則代表建筑空間環(huán)境和具體時間毫無聯(lián)系。用戶感受可是非實時、非線性等認知結果，這種方式往往會帶給用戶一定的驚喜感。而引入時間概念的空間可讓體驗者感受時間的加速或變緩，甚至遺忘現(xiàn)實世界的時間，從而獲得片刻的休息和安寧。在時間和超時間體驗思維的作用下，美國某癌癥中心為了緩解癌癥患者身體上或精神上的痛苦和折磨，在其外圍建設了一個迷宮，癌癥患者在其中可放緩生活節(jié)奏，緩解對癌癥的害怕情緒。另外，上海世博會德國館中的“動力之源”也證明了這一點，如圖4所示，在該“動力球”面前，人們會在展覽廳的螺旋回廊上通過高聲唱和形式來使其擺動，球上顏色會伴隨擺動幅度而有所變動，讓體驗者感受到團結一致所爆發(fā)出的巨大能量。同時德國城市圖像會在用戶面前逐一顯示，會根據用戶體驗節(jié)奏來控制顯示速度，引發(fā)體驗者的無限想象，時間和超時間因素在這點上得到了充分展示。

3.2空間和超空間體驗思維下建筑空間環(huán)境設計

所謂的空間因素，就是現(xiàn)實世界中的具體位置，傳統(tǒng)設計方式下的建筑空間往往在建成初期就已被固化。然而超空間因素就是對應0和1二進制數的計算機虛擬世界的位置，在該空間內，用戶體驗是虛幻的，大多通過界面比如視頻、音頻等來實現(xiàn)。并且用戶和空間的交互界面還可根據用戶需要和路徑選擇來調整和改變，從而形成空間功能、體驗需要和認知體驗的新交互聯(lián)系，設計出動態(tài)的交互式虛擬空間。事實上，空間和超空間體驗思維的有效融合，擴展了人們的空間認知范圍，充分調動人們的積極主動性。比如奧斯陸中央車站的“邊界狀態(tài)”設計，如圖5所示，其主要運用了音響的超空間技術，每個設計都基于通配概念，伴隨時間維度的變動，模擬各虛擬人物在超空間的行動路徑，從而設計出三向度的音響空間。同時結合具象的建筑元素，建立一個現(xiàn)代“音樂劇場”的車站。在該設計之中，整合了數字音響、具象建筑元素和現(xiàn)場效果，形成了多維的現(xiàn)實虛擬建筑空間，是空間和超空間的有效融合和滲透。

3.3物質和非物質體驗思維下建筑空間環(huán)境設計

對于物質和非物質的概念，可類比原子和比特，前者是物質的隸屬現(xiàn)實世界，后者是抽象的也就是0和1二進制之間。伴隨信息技術和計算機的發(fā)展，人類的認知欲望日益加強，對信息傳遞要求逐漸提高。建筑設計人員希望比較物質和非物質因素來加強體驗的交互性，從而傳達更豐富的非物質信息。除此之外，非物質信息還可借助加強虛擬世界的嗅覺、視覺等沖擊來提高用戶體驗，從而激發(fā)用戶的興趣。比如，著名設計師林理的“什么在消逝•空屋”，見下圖6所示，是呼吁保護動物和生態(tài)環(huán)境的驅動裝置。其是基于物質和非物質體驗思維，借助實體物質的設備裝置和體驗者進行互動交流，在體驗不斷深入時，一些已瀕臨死亡的動物聲音和圖像等非物質元素會顯示在用戶面前，從而引發(fā)人們的共鳴，呼吁人們保護動物和生態(tài)環(huán)境。

4結語

總而言之，借助現(xiàn)實世界的物質工具或能力來探索和表示未知的虛擬世界，始終是人們改變世界和發(fā)展社會的一個基本愿望。目前，信息技術等的不斷發(fā)展，有效提升了人們創(chuàng)建現(xiàn)實虛擬空間的能力。虛擬現(xiàn)實技術的運用和其與現(xiàn)實世界的融合除了轉變了人們的生存方式之外，還改革了人們認知世界的方式。

作者：黃薇薇 單位：廣西科技大學鹿山學院土木系