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数字制造对景观空间设计和实现的影响

 烟波末客 2017-03-07

我最初是在伦敦参观戴安娜王妃纪念喷泉之后对数字制造产生了兴趣。这个项目由古斯塔夫森·波特设计事务所设计,凭借Barron Gould-Texxus公司提供的专业石材切割技术完成的。这个项目的设计过程十分有趣,因为它将源自汽车工业的技术与景观设计师的感性结合,生成三维立体扫描的概念性黏土模型。这个模型是古斯塔夫森的设计商标,也启动了整个设计过程。这是福特汽车公司的3D扫描软件首次被用于景观设计。这个模型随后由一家名为SDE(表面开发和工程)的公司进行完善,对组成纪念喷泉的545块石材模块进行细化。Texxus公司当时负责设计的复杂的表面几何图案,如今已成为这个项目的主要特色。这种合作的结果是精确详细的3D模型的545个独特的石头,喷泉。它可以说是当今制造工艺能力的最好案例,考虑这个项目现在已经建成近12年,这是一项十分了不起的成就。

2012年,查尔斯·瓦尔德海姆提出了一场名为“数字景观现状”的讨论会。查尔斯·瓦尔德海姆是哈佛大学设计研究生学院园林系的前主任。来自PEG Office of Landscape+Architecture的大卫·马哈德在这场研讨会上发表演讲,着重探讨了制造和参数化的主题。演讲和随后的讨论探索应答和关联性景观造型的概念,以及技术进步对公共空间设计的影响,宣传这一新兴设计方法。从那时起,这项技术的发展速度不断加快,先进设计师利用软件和硬件的数字化手段进行空间设计的新方法的能力也在不断增强。Rhinoceros目前是3D设计开发中的一项重要产品,它背后的软件公司McNeel举办了一场面向设计人员和开发人员的为期两天的会议,取名“从形状到制造”。会上展示了现有的制造技术,构想出技术引导型设计的未来愿景。今年是这项活动的第六个年头,“从形状到制造”是唯一的此类活动,也为领先的从业人员提供了难得的合作和创新机会。

我曾为景观研究所《景观建筑》杂志的2014冬季刊撰写了一篇文章,主题是数字制造在建筑环境中的应用。与参数化或操作性与响应性计算在数字制造中的应用相比,这篇文章更侧重于设计开发和建设过程,以及当代设计空间案例的对应形式。我写到的很多项目都出现在这期杂志中,除了由詹姆·海格斯特里特主持,AECOM在利物浦建设的Pierhead广场。我在这里强调这点,是因为石材专家马歇尔的制造团队表示,项目完成时推动了制造能力的极限。从座位墙到优雅的台阶的无缝过渡是方案中的标志元素之一,也是通过数字制造技术实现的。此外,将防滑板元素融入数控花岗岩,这通常是一个附加的事后,赋予座位墙具有凝聚力的外观,使整个方案更加统一。该项目获得了皇家建筑师协会英国建筑与建筑环境委员会的公共空间奖,它是英国公共领域设计的最高奖项之一,为数字构造景观树立了全新基准。

设计机构是数字制造在创作流程中充当基本作用的其他领域。哈佛大学设计研究生院以强大且具有探索性的方法将数字制造应用于核心景观建筑工作室。学生使用多种媒介——铣削泡沫、天然木材、中密度纤维板和胶合板——理解地形条件和共存生态。在STOSS设计公司的创建人及负责人——克里斯·里德领导的工作室中,这种技术也被用于生成城市景观和建筑形式。数控路由器使学生们有机会尝试复杂的几何形状,加强地面在设计中的重要性。在许多层面上,地面都是我们景观建筑师开展设计的基本媒介,而数字制造技术的使用让我们进一步加深对以优雅和有意义的方式对地面进行造型、操作和雕刻的理解,使其在生态、社会和环境层面上都更具有表现力。

举例来说,我是皮埃尔·贝朗格的核心景观工作室团队成员,研究科德角堰洲上沙丘的形成过程。重要的是,我们立志解释景观内的物体如何随着迁移的沙子而移动,并作为时间流逝和沙丘形成现象的视觉标记。如果没有了标记参照,沙丘的移动很难用肉眼观察到。使用数控铣床,我们通过制作一个4英尺x4英尺的泡沫模型,模拟沙丘的形成过程,以具有吸引力的方式表现复杂的项目。我们将为原本无生命的物体赋予动态为目的,创建了视差语言。当人们围绕模型移动,可以观察到时刻变化的形式和配置。此外模型还使用激光吸引人们关注特定地形区域。想要靠纯手工制作这个模型几乎是不可能的,但是数控机床提供的高精度使我们得以反复实验,充分考虑到项目中的不确定因素;那些让人备感惊喜的时刻通过创意过程得以体现。它是沙丘形态的特定地形条件下的一个实体模型,但这些复杂的模型也可以作为展示项目的工具。皮埃尔·贝朗格工作室的另一个团队探索冰川后退、流体跟踪和环境流动性。这个团队使用夸张的4英尺×8英尺铣削泡沫模型作为他们展示以及项目的核心,将模型作为展示手段而并不代表某个特定的场地或地形。设计团队称,“我们重视方法多于结果,以数控加工的物理限制为契机,抽象地在不同时间和空间尺度上的呈现地形的变化过程。由此产生的模型包含复杂的交互通信(冰川退缩、水土流失、植物演替、科技进步、经济波动……)它不仅呈现出有意的、设计意义的变形,也包含了生产工具痕迹本身的痕迹。”

将铣削地形作为与其他材料和展示模式的实验手段,数字制造也能促进其他方向的探索。例如,我使用GIS生成的3D网格,通过计算机数控制作了中密度纤维板铣削地形。随后将信息打印在PETG塑料薄膜上,中密度纤维板模具形成真空。在这个过程中,我通过透明度和立体性的结合体现场地内的信息层次。最后,利用模具形成的真空制作地形的石膏模型,对另一种材料进行尝试。

在建成项目的实体世界里,我深切地认为数字制造正在以GPS制导推土机的形式塑造地形。尽管数字制造过程仍然需要依靠熟练机器操作员的技术和能力,但数字制造的精确度在复杂的地形条件下体现得尤为明显。2012年的哈佛大学设计研究生院的《当代数字景观》讨论会简要提到了这一观点。大约在伯吉斯公园项目建设的同时,我在伦敦也亲身经历到了这种现象。伯吉斯公园项目中用到的GPS制导推土机被用来移动90,000立方米土壤,并将其塑形,为公园打造出全新的结构,包括清晰可见的小路,站点线路和到达关键目的地直接出入口。推土机的驾驶室安装了数字监控器,在CAD地形图上实时显示推土机和它在现场的位置。推土机司机如今会接受培训,结合运用操作技巧和GPS技术,以全新的精准度塑造土地。这一创新使设计师得以利用三维工具的力量,获知复杂的几何地形图。创意的爆发和复杂形式的开发使得项目不再迷失在从3D电脑模型到待建图纸的转换过程中,而这就涉及到设计空间交付过程中全新的范式转换。

总结起来,我坚定地认为我们今天所见的计算技术塑造空间的能力,以及为景观设计提供新的视觉语言的能力只是一个开始。随着技术不断完善,数字制造已经并将继续达到效率和精度的新高度。随着设计团队对各种技术用越来越熟练,并且进一步探索各种现有软件和硬件之间的相互作用,数字制造的应用将更加广泛和普遍。我希望通过本期杂志中这种形式的项目集合,我们可以捕捉这样一个时刻,并以它为基准来见证技术变化的速度和技术应用的推广。我兴奋地期待着我们一同继续构建、发明、雕刻和重塑数字制造公共空间的未来。



文:坎农·艾弗斯

坎农·艾弗斯,英国景观设计师协会(LI)创始会员。艾弗斯的设计作品侧重三维立体手法和分析,极具现代气息。他的设计注重因地制宜,善于针对特定环境中的既定条件分析优势与不足,制定适当的设计策略,用详细的图纸和逼真的效果图来传达他的设计理念,清晰、生动而又引人入胜。通过3D技术和计算机数控制造技术(CNC),艾弗斯能够将他复杂、有趣的设计形式清楚地展现出来。深入的用地分析、全面的历史研究以及现代的景观设计手法铸就了艾弗斯独特的景观设计风格。



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