数字化技术大发展下的城市建筑艺术

高昂

1.韩国南首尔大学

2.菏泽学院

未来的城市建筑在人们的眼中会变成什么样子？相信不止一位导演、科幻小说家都试图给出过答案，但相比起文艺作品漫无边际的想象，建筑设计师们的想法也许更值得聆听。当我们在天马行空地畅谈未来建筑艺术时，前卫的建筑师与设计师们早已开始将复古元素与未来元素融入现代建筑设计中。他们正从形态、技术、概念等不同维度使用不同的设计语言及数码技术语言，为我们讲述着具有复兴感和未来感的建筑艺术到底是怎么样的…

一、数字化技术对城市建筑行业的冲击

近几年被各行各业提到最多的词就是技术赋能，伴随着大数据、云计算、5D BIM、人工智能（AI）、虚拟现实（VR）、数字化建造、源码设计等数字技术的不断涌现、蓬勃发展和深度应用，各行各业都迎来了转型的重要节点。数字化时代就像是由一点点不起眼的技术“细流”汇成的洪流，不断冲刷着用户的认知与生活习惯，对各行各业带来了前所未有的冲击和颠覆，同时也带来了更具效率和挑战的生产经营模式。各个领域的探索实践，也为城市建筑艺术的创作发展提供了新思路。不言而喻，数字技术正在逐步推动建筑行业走向一个数据和自动化占据突出位置的新时代。

我们国内从国家政策上来看，近几年陆续推出了关于国家信息化、产业数字化方面的政策。十九大提出要“建设网络强国、数字中国、智慧社会，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，发展数字经济、共享经济，培育新增长点、形成新动能”[1]；数字中国、智慧城市，智慧家庭等概念也相继提出。同时，住建部也早在2016年就印发了《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》，旨在增强建筑业信息化发展能力，优化建筑业信息化发展大环境，加快推动信息技术与建筑业发展深度融合，促进建筑业健康可持续发展，同时大力推行5D BIM技术和装配式建筑[2]。

二、数字化技术发展下的城市建筑艺术

在目前，利用先进的数字技术，实现城市智慧式管理和运行的新型智慧城市建设目前已在全国各地试点，这对建筑艺术产业的数字化转型升级提出了更高质量、也更迫切的要求。基于各项数字化技术，建筑艺术产业会在当下或不久的将来会发生哪些变化。

（一）概念

BIM是当下建筑信息化过程中的热词。1975年BIM的概念被首次提出，至今已过去40年，BIM逐渐被业界认识，如果说20世纪80年代CAD的出现和迅速发展是建筑行业的第一次革命，那么近几年BIM技术的成熟与应用是建筑行业的第二次革命。BIM是一种建筑模型三维的空间展示，而在此基础上，融入“时间信息”与“造价信息”，形成由3D(实体)+1D(进度)+1D(成本/造价)的五维建筑信息模型，即5DBIM，相较于3DBIM，5DBIM它集成了工程量、工程进度、工程造价，不仅能统计工程量，还能将建筑构件的3D模型与施工进度中的各项工作无缝对接，动态地模拟施工中所发生的变化，对进度进行控制并对成本造价实时监控[3]。

可以预见，BIM技术的二次开发是未来的发展趋势，5D BIM则是在2D BIM、3D BIM和4D BIM的基础上发展起来的，将来会有6D甚至7D BIM的出现，更好的服务于城市建筑体。凭借BIM技术，能真正解决复杂工程的大数据创建、管理和共享应用等问题，在数据、技术和协同管理三大层面，提供了革命性项目管理手段。如BIM可以能够帮助设计人员在项目设计流程前期探究最新颖的设计概念和外观，并能在整个施工流程中忠实传达甲方的设计理念。同时可以在早期就介入施工环节，从而超前的去规划和设计，使得个性化设计成为可能。施工阶段，可以实现碰撞检查、优化施工环节等；提升沟通和决策效率，帮助客户对施工过程进行数字化管理，从而达到节约时间和成本，提升项目管理效率的目的。可以说，随着BIM+云+AI等技术的出现，建筑从设计到施工的各参与方、各要素及全过程管理都可以在一个“可视化、模型化”的平台上进行相互协同操作[4]。

（二）数字技术发展下住宅建筑艺术的发展

云+AI+VR+数字化建造等数字技术使得城市未来建筑艺术的想象力变为现实。这种数字化技术将贯穿于建筑的整个成长过程。在未来住宅的设计和建造方面，在设计过程中，利用AI（人工智能）和VR（虚拟现实）等技术，设计出沉浸式、交互式和超五感的仿真场景，使人仿佛置身于已经建造的住宅空间之中。同时，数码技术使得施工材料向着环保化，智能化及多变化的方向发展，在施工中利用3D打印、激光切割及机器人等技术，生产出能效化，生态化，仿生化的施工材料，使得过去看似不可能的建筑艺术造型通过技术和新型材料建造出来，真正的高度还原设计中的真实场景，打造出生态化，仿生化、节能化的可循环的建筑外环境，同时构造内部智能化的住宅新模式；以上的种种为多种新型住宅类型的出现提供了契机。

1.森林城市花园理念的建筑艺术类型

设计作品层出不穷，出现了垂直森林式的建筑形式，告别鸟笼式建筑把森林花园别墅建到超高层等。举例中国台北的“陶朱隐园”，建筑内外共将种植万余棵树木，并特别设计出“一户一树林庭园”，在楼中种植大型乔木，以达到抗暖化和自我生态平衡的目标。同时，该建筑主体从不同的角度看均呈现不一样的别致景观；建造时采用顺时针方向转向，充分运用曲线、弧度、旋转等元素，让每个房屋都可以吸收阳光，户户都能种树。

2.复古元素融入的第四代住宅建筑艺术类型

数字科技的发展使得中国“第四代住宅”的建设成为可能。可以说，第四代住房集合了中国传统四合院、胡同街巷、空中园林、空中停车、电梯房和空中别墅等众多建筑优势于一身，创新性的“空中停车技术”、“智能载车电梯”和“自动滴灌技术”，彻底颠覆传统的住房模式，让城市住房重新拥有前庭后院、街坊四邻、户外活动空间、绿色自然，住户可在家种树、种花、种菜，出门就可以遛弯，将空中高层住宅变成像四合院一样舒适方便，让人们在城市就能享受到比乡间别墅更好、更方便的居住环境，同时也极大改善了城市环境和人居环境。

建造完成后，建造方会联系设计公司和第三方公司（例如，中国的贝壳网等房产交易平台），利用线上线下的“OTO”模式，针对不在本国的外国投资者，不在房屋所在城市的外省市投资者或是本城市忙碌无暇现场体验的购买者等人群，利用AI+VR技术设计出“VR”或“漫游视频”，远程进行住宅区域环境的了解，看房、选房和购房，同时选购成功后可以利用“酷家乐”等线上装饰软件自主的进行符合自己喜好的设计，并通过软件“云”终端的第三方经销商购买到和软件设计中完全一样的装修材料和配套家居，实现了设计从一而终，减少了交流障碍，节约了多方资源，达到了设计效果的最大化。

（三）数字技术发展下遗留建筑艺术的创新

城市中的遗址及传统建筑作为“建筑艺术的活化石”。对于传统建筑可以通过AI+VR数字化技术将其独特的建筑艺术高度还原在人们面前，并且利用5D BIM+数字化建造等技术精准地完成对其的修复，使那些对中国传统建筑艺术感兴趣的人无论身处何处都能感受到其魅力所在。

建筑遗址是历史带给我们的遗憾，随着科技的发展,基于数字化的建筑遗址复原与基于AR技术的建筑遗址复原的技术交融,对于文物遗址保护以及艺术上呈现上有了新的创新意义。建筑学家、历史学家及文物修复学家提出，AR技术将在未来在遗址复原、文物保护上的作用越来越重要，也必将成为一种趋势。在数字化复原资料收集可靠的前提下，无形中增加了重建一些历史建筑遗址的可行性。借鉴最新研究成果，开发遗址数字化复原技术，这种新型的科技化服务能够更加饱满生动的将遗迹形象的介绍给观者，提升了城市旅游行业的竞争实力，同时树立了城市在国内外的知名特色形象。

如，中国圆明园遗址的数字化复原。曾被誉为“万园之园”的圆明园（含圆明园、长春园、绮春园），几经劫难后，如今只留下些许断壁残垣。“不知道看什么，想象不出当年什么样”是很多参观者的困惑。如今，这一难题有了解决方案。清华大学教授郭黛姮率领的研究团队，历经15年钻研，将三维建模、虚拟现实技术、增强现实技术与传统建筑技术相融合，通过数字化技术手段，最大限度地“恢复”圆明园原貌，数字“重建”圆明园，使人们可以透过虚拟世界， 一睹圆明园曾经的风采[5]。同时，圆明园借助“数字圆明园”项目，通过旅游导览、数字体验馆、数字实景秀等，向公众再现历史上圆明园的辉煌盛景。

（四）数字技术下其他城市建筑艺术化的另类体验

利用数字化技术，未来将有更多的城市地标建筑、博物馆和展览馆等艺术圣地可以“数字化”的出现在世界各地人们的眼前。城市地标性的建筑等被设计在明信片和城市网站等对外交流的窗口上，结合“VR+AI”技术将这些地标建筑、城市博物馆和展览馆的艺术风貌和内涵以“数字化”的形式表现出来，各地游览者“隔空”仍然可以通过手机和电脑等媒体使自己仿佛置身于现场，依然感到艺术带来的惊喜；同样“虚拟工作人员”的出现可以完美解答游览者的一切疑难，甚至未来发展到游览者能够通过“虚拟现实”能够触摸到这些“艺术品”，甚至利用沉浸式体验空间来到“考古现场”感受到艺术带来的震撼。

当然，这种技术可以运用到多种建筑艺术甚至更多领域，如，现在，全球仍然受到“COVID-19”疫情的影响，“数字化”技术可以帮助许多人解决城市生活中许多问题，其中对于即将上学的孩子们，“择校”成为一件“令人头痛的事情”，幼儿园及小学等教育机构结合“VR”技术，使数字化校园得以进入人们的视角，人们能够足不出户的在电子设备上通过“VR全景模式”观察到学校的艺术风格和建筑内外的各个角落，完成“择校”这一人生大事。

三、结语

建筑是一种凝固的文化，它印刻了城市不同时间段的文化记忆，彼此进行着文化艺术的传递，数字化技术发展促进城市更新，并将文化艺术的传承更好的融入到城市建筑中，文化艺术借助建筑这一载体得到深刻的复兴。高新数字化技术的发展对于城市建筑艺术的产业结构和空间发展具有至关重要的意义，将给未来的城市建筑艺术带来深刻的变化，它们相辅相成，共同发展。