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在過去的幾十年中，高速發展的數字技術逐漸滲透到日常生活中的各個領域，潛移默化地影響著我們的工作方式、思維程式以及生活形態。建筑是科學技術與人文藝術的綜合，在漫長的發展歷程中，其設計過程和最終形式不但與人們的思維慣性和藝術觀念緊密聯系，同時也受到來自技術領域的影響。每次技術變革都會呈現出新的氣象，數字時代的到來也同樣使建筑設計面臨著機遇和挑戰。數字技術的不斷普及與泛化使建筑從形態、結構到功能都發生了相應的改變，同時也在不斷地沖擊著原有的設計觀念。

一、介入———計算機成為設計師新的繪圖工具

建筑歸屬為藝術，早已是無可辯駁的事實，德國哲學家黑格爾曾說過:“就存在獉獉或出現的次第來說，建筑也是一門最早的藝術”［1］(27)。但我們不能忽視建筑自身的特性，建筑是藝術與技術的結合，具有物質與精神的雙重屬性，燦爛的藝術形式背后需要技術的有力支撐。建筑在長期的發展歷程中，匯聚了大量設計師們的智慧與經驗，形成了獨特的表達方式與思維程式。在計算機介入建筑設計之前，設計師以鉛筆、繪圖板等為主要繪圖工具，用平面的二維圖形表達三維的立體建筑空間，在不斷的修改與推敲中將藝術觀念同功能和形式相結合，創造出了眾多的經典建筑。但是，自從計算機出現之后，數字技術開始慢慢地進入了建筑設計領域。1946年2月世界上第一臺電子計算機ENIAC在美國賓夕法尼亞大學誕生，標志著數字技術已初露鋒芒。當然初期的計算機性能十分低下，體積龐大功能卻只相當于現在的袖珍計算器。但之后計算機技術的不斷升級，超乎了人們的想象。1965年，英特爾集團創辦人之一的摩爾，提出了廣為人知的“摩爾定律”揭示了半導體和計算機工業作為信息產業內部的發動機，以指數形式實現變革的發展趨勢。在計算機硬件不斷升級的同時，軟件也在不停的更新換代。“1963年電腦開始具備畫圖能力，將電腦繪圖(computergraphics)的能力應用到建筑設計，變成了建筑中常聽到的第一代CAD電腦輔助繪圖(computer－aideddrafting)。”［2］繼而出現了專門用于建筑設計的計算機輔助設計程序———計算機輔助建筑設計系統(CAAD，ComputerAidedArchitecturalDesign)，當然此時的CAAD中的“D”實質上還并不是真正意義上的Design，而是Drafting。1975年美國著名的SOM建筑師聯合事務所引進了全套的CAAD系統，并應用到沙特阿拉伯的吉達航空港、阿普杜拉•阿齊茲國王大學以及一些高層建筑的設計當中，獲得了巨大的成功，數字技術在建筑設計中的初步應用產生了深遠的影響。1981年Autodesk公司推出了AutoCAD通用繪圖軟件，通過不斷的升級和完善，成為工程設計界進行CAD二維繪圖的主要軟件和事實上的行業標準。數字技術與建筑設計結合的初期，數字技術只是對傳統設計方式的一種介入和替代，計算機繪圖仍是以傳統的平面圖、立面圖和剖面圖來表達建筑空間，交流媒介仍然是紙質的圖紙。計算機只是建筑設計過程中的一種繪圖工具，但是數字技術的逐漸應用，也引發了更多的思考。“到80年代中期，第四代CAAD系統逐漸在建筑師的職業中站穩了腳跟。從那時起，建筑師開始把計算機看做是一種工具，并開始積極地討論計算機會如何改變他們的職業。”［3］(26)

二、融合———三維數字技術對設計思維的滲透

思維是人腦內在的思考程式，是對現實間接的和總括的認識和反映。而思維一旦固化形成某種模式，就會產生難以打破的慣性。在傳統的建筑設計思維中，建筑設計師們習慣于用二維的圖形來思考和表達三維的建筑空間，注重建筑立面的精雕細琢，而無暇顧及建筑與環境及形體之間的關系。由二維觀向三維觀的過渡，是一個艱難的過程。“在相當長的一段時間里，設計師們仍然運用二維平面介質來表達三維設計意圖，雖然工作模型也漸漸滲入到設計創作階段輔助創意構思，但這種方法費時費力，仍然是表達滯后于思維。”［4］這種設計表達的滯后，有很大一部分原因來自于原有表達方式的保守和技術的限制。運用傳統的繪圖工具只能在圖紙上展現建筑的各個立面和簡單的透視效果，而且不便修改和補充。不斷強大的數字技術為建筑設計帶來了新的發展機遇，逐步滲透到了建筑設計的各個階段當中。1990年Autodesk公司推出了適用于小型計算機的3DStudio三維視覺造型軟件，它是3dsmax軟件的DOS版前身。它與Ado-be公司的Photoshop等圖像處理軟件一起，組成了一套較為完備的建筑制圖和表現CAD系統。設計師們綜合運用各種軟件形成了一種較為完備的設計流程:首選利用AutoCAD繪制建筑的平面圖、立面圖和剖面圖，再導入3dsmax進行模型渲染，在Photoshop中進行相關的后期處理，最后定稿出圖。計算機硬件圖像處理能力的提升和相關設計軟件的成熟，為建筑設計帶來了極大的便利，與此同時也對設計思維也產生了較大的沖擊。建筑是典型的視覺藝術，它的設計過程倚重于完整的視覺思維。阿恩海姆把藝術視為視覺思維的一種形式，認為藝術具有“創造美”、“和諧”、“秩序”和“完善”等多種功能，而“藝術在執行上述任何功能時都要有一個前提:要求藝術家的大量視覺思維活動。”［5］(372)建筑設計是一個需要反復推敲和修改的思考過程，不僅要考慮到具體的功能空間劃分和平面布置，更是需要整體的宏觀思維。數字技術與建筑設計的融合，打破了原來的技術限制，將設計過程中本應占據重要地位的視覺思維加以放大，這對完善建筑的設計過程，無疑是大有裨益的。

三、超越———虛擬現實技術對設計靈感的充分釋放

數字技術的發展給人們帶來了無盡的想象空間，也為建筑設計師掃除了技術上的障礙能夠大膽的實踐自己的設計構想。建筑是人類生活中的重要活動空間，建筑設計的最終目的是要在滿足功能需求的同時，進而實現人們的藝術審美等精神訴求。而在傳統的建筑設計過程中，建筑使用者的感受卻遺憾地缺失了或者只是設計者的一家之言，信息的及時反饋很難實現。虛擬現實技術在建筑設計中應用，則彌補了這種缺憾。虛擬現實(VirtualReality，簡稱VR)一詞由美國人JaronLanier于20世紀80年代初提出。虛擬現實是一項綜合集成的技術，涉及到計算機圖形學、人機交互、傳感、人工智能等多個技術領域。它能夠通過相關裝置生成逼真的三維視、聽、觸、嗅等多種感知效果，并使人自然地參與其中產生交互式體驗。虛擬現實這一名詞中存在著“虛擬”與“現實”兩個相對立的成分。虛擬說明由VR技術所建立的現實并非是真實的存在，而是一種虛構的空間;而現實則表明這一空間具有現實中的真實感。想象、沉浸、交互是虛擬現實技術的核心特征，這一系統由:作用器件、虛擬環境發生器、傳感器件等多個模塊組成。虛擬現實技術已經在國外的建筑領域中得到了初步應用。弗蘭克•蓋里是美國當代著名的建筑設計師之一，他的設計作品造型奇特、內部結構復雜，傳統的設計方法已無法跟上他奇思妙想的活躍思維，這使得蓋里最終選擇和接受了數字技術。在迪斯尼音樂廳的設計中，蓋里將虛擬現實技術融入其中，利用數字技術生成虛擬的現實場景，與各方人員探討復雜的空間和技術細節。迪斯尼音樂廳是世界上最復雜的建筑、結構和聲學體系之一，它造型奇特，外部由大量的不銹鋼曲面組成，內部追求嚴格的聲學效果。如此龐大和復雜的建筑設計，如果沒有數字技術的加入，設計是很難從構思成為現實的。虛擬現實技術在國內建筑領域中的應用相對較晚，還處在試驗發展階段，但也有了長足的進步。目前主要在建筑的展示和城市的虛擬規劃等方面有所應用，如建筑的“數字沙盤”展示、古建筑的數字虛擬化等等。虛擬現實技術雖然還處在方興未艾的發展階段，但由于強大的技術特性必將在建筑設計領域得到更加廣泛的應用，而且虛擬現實技術還有助于充分釋放設計師的靈感。“建筑空間天生就是三維的和沉浸式的;與雕塑或其他只能從外部進行觀察和調整的三維物體相比，建筑可以被居住并在其中漫步。建筑的‘物理’屬性能在沉浸式虛擬環境中得到最充分的表現。”［6］(154)從計算機取代傳統的繪圖板成為設計師的數字化繪圖工具，到三維建模技術與建筑設計的逐步融合，再到虛擬現實技術對原有建筑設計方式的顛覆，數字技術不但改變了設計師們的工作方式，更是深刻地影響著他們的設計觀念。建筑設計的理論研究者們，也在分析和見證著由數字技術帶來的變革，更有人提出了“數碼建筑”的概念。“凡是將各類電腦數碼媒體，關鍵性地應用在建筑設計的過程中———設計概念、早期設計、設計發展、細部設計、施工計劃、營造過程等任何一個階段或幾個階段甚至全部的過程，并因而在功能、形式、體量、空間或建筑理念上有關鍵性的成果的建筑，均可廣義地視為數碼建筑。”［7］(8)

四、“比特之城”———建筑與城市的數字化存在

計算機在建筑等領域中的廣泛應用，使我們領略到了數字技術難以抵擋的魅力。而以計算機為基本單元相互連結而組成的數字化網絡，更是像一場醞釀已久的風暴席卷全球，正在以無法估量的巨大沖擊力改變著我們生活的各個方面。互聯網自1969年誕生之日起就處在高速發展之中，經過短短幾十年的成長已經逐漸地成為我們生活中不可或缺的一個組成部分。網絡的成熟與完善構建出了一個與現實世界相對的數字空間(Cyberspace)，人們以另一種特殊的身份“生活”其中。隨著數字技術的不斷躍進，越來越多的人們思考著由這一社會性的技術變革所帶來的影響。美國麻省理工學院數字媒體實驗室主任尼葛洛龐帝，就對未來的數字世界作了大膽的設想和描述。以計算機和網絡為代表的數字技術不但對我們原有的生活方式是一種沖擊，而且將影響到人類的生存狀態。“計算不再只和計算機有關，它決定我們的生存。”比特將取代原子成為人類社會的基本要素，“比特沒有顏色、尺寸或重量，能以光速傳播。它就好比人體內的DNA一樣，是信息的最小單位。”［8］(24)比特在傳遞過程中，不存在現實中的時空阻礙，也不存在種類和數量的限制。尼葛洛龐帝還斷言，基于比特的“信息高速公路”將在未來的社會生活中將占據極其重要的地位，事實上數字技術的蓬勃發展正在證實和超越尼葛洛龐帝的種種設想。“生存”直接關乎到我們日常的生活形態和思維模式，并與建筑休戚相關，最終必將影響建筑的功能與形式。與尼葛洛龐帝同屬麻省理工學院的威廉•米切爾，嘗試全面解析數字技術影響下的建筑和城市的新變化。“在這樣一個時代，城市的概念受到了挑戰，而且最終必將重新定義。計算機網絡像街道系統一樣成為都市生活的根本。內存容量和屏幕空間成為寶貴的、受歡迎的房地產。大多數經濟、社會、政治和文化活動轉移到了電腦化空間。”［9］(104)米切爾相信在未來我們將不僅居住在由鋼筋混凝土構造的現實城市中，同時也棲身于由數字通信網絡組建的“軟城市”里。在這種城市中“電子人”將成為現實生活中人類的，而原有的建筑定義也將面臨著解構和重組。“當我們的身體成為電子人，我們所居住的房屋也在發生改變。電信系統日益取代通道系統，數字化信息溶解了傳統的建筑式樣。我們所熟悉的形態一個個消亡。重新組合的殘片隨即產生了新的變體。”［9］(46)米切爾將多種建筑形式同數字空間中的對應物進行了比照分析，例如:醫院與遠程醫療、監獄與電子監視系統、百貨商場與電子商場等等，建筑將會因數字生活空間的完善和加強而被改變，在未來發展中的意義顯得尤為突出。數字化遠程教育系統引發了教學場所性質的改變、計算機屏幕上的窗口取代了商場里的展示櫥窗，數字技術對人類生活、學習和工作方式的影響，最終也將在未來的建筑上得到體現。結語當計算機成為設計師新的繪圖工具時，數字技術還僅僅表現為對建筑設計過程的介入，同時也昭示出“數碼建筑”時代的到來。建筑是典型的三維視覺藝術，其設計過程偏重于由完整的視覺思維獲得啟發和靈感，而在傳統的建筑設計過程中形成了以二維平面圖形來表達建筑立體空間的思維慣性，這在一定程度上限制了設計師藝術靈感的發揮，設計表達明顯滯后于思維。計算機三維建模技術的成熟與發展彌補了這一缺憾，數字技術逐漸融入建筑設計過程之中，促使思維與表達趨于同步。虛擬現實技術在建筑設計中的應用，在一定程度上超越了傳統的設計方式，為建筑設計師建構了更加自由的靈感釋放空間。由計算機相互連結而構成的數字空間，不斷地改變著人類的生活形態和思考模式，而由這種社會性的技術變革所帶來的影響也將在未來的建筑中得到體現。數字技術的變革不但完善了建筑的設計過程，而且對設計觀念也產生了一定的影響。