岭南庭园场景数字化构建要点——以《别有洞天》作品为例

马增锋

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510000）

1 背景

岭南庭园为我国古典园林的特色流派之一，具有悠久的造园历史和传统智慧，其规模相对较小、布局紧凑，却独具岭南地方特色。通过推算合适的比例与尺度，将精心构思的水石、花木、亭台楼阁等场景要素形成一幅幅风景秀丽的园林画面，让人感受到岭南庭园精巧秀丽、壶中天地的特点。但在实际教学或实践作品制作中常常遇到一些问题，例如，以诗情画意的语言描述造园场景，这些文字表述对初学者有些晦涩难懂。在教学中，岭南庭园场景构建表达往往被阐释为形而上学的概念，例如“尺度感”“空间渗透”等。在园林作品制作过程中，一些园林组件，如传统精致的手工制作花窗等，可能因缺少经验或手艺已失传，从而对传统造景组件尺度把握不准确，或是在设计工期短或预算少的情况下，业主提出过高的设计要求，均会影响最终的呈现效果。

当前，科技的不断创新，与数字化工具相结合的景观设计逐渐运用于园林课程或产品研发中。数字化技术推动园林设计从“感觉到知觉，从定性到定量的转变”[1]。数字化技术运用于传统园林建造课程，开始关注场景设计与实体建造，许多院系已将数字化技术融入营造设计，例如，苏黎世理工学院从2009 年开设数字化建模课程模块，以模拟自然山水[2]，同济大学2012 年建立数字设计研究中心，引入数字化造园实验，开启园林小品数字化构建探索。这些试验均展现出数字化技术与园林设计相结合的潜力与优势——设计与建造流程的可视化与一体化，便于设计者辨别感知园林场景，并有效拓展传统设计教学或营造工具的丰富性，同时，数字化技术使得园林场景设计更加理性科学，并彰显出新的可能。

众所周知，数字化技术在信息收集、分析、处理、利用等方面存在优势。园林景观系统较为复杂，设计前需深入实地进行现场调查，通过现场勘测了解场景信息，合理把控尺度与比例，转化为可存储的数据与信息，这些可为后续场景设计提供依据。在数字化技术时代，园林场景数据可视化已不再是空中楼阁，运用数字化造景技术，如3D 打印等，可将园林场景转化为易于感知的模型。

2 岭南庭园场景的数字化构建步骤

岭南庭园场景的数字化构建是将复杂多样的岭南庭园场景等信息转化为可度量的数据，以此输入计算机建立数字化模型，通过数字制造工具实现场景实体构建的过程。将岭南庭园场景的数字化构建分为3 个步骤，即场景要素分解、数字化模型转化、场景实体构建。

2.1 场景要素分解

岭南庭园在视觉营造上，特别是通过景观要素组织以场景构建独具传统智慧。“巧于因借，精在体宜”为传统造园的核心理念之一，借助观看视点与对象之间的布局处理，实现园林场景画面的生成。岭南庭园的场景欣赏方式以“静观”为主，并将园林要素解析为花木、水石、建筑[3]。在数字化构建岭南庭园场景时，先利用数码相机对现状场景进行定点拍照与录制，类似于“静观”的视角，随后将一个场景分解为若干场景组件，包含植物、水、建筑、山石、人物等，并处理好各个场景组件与整体的比例与尺度。

2.2 数字化模型建构

模型是对现实中的实体或现象，通过主观意识借助虚拟手段或实体材料来表现。对于岭南庭园场景，这一步需要将场景要素在绘图软件中转化为矢量图，在一些可编辑软件，如Rhino、Artcam、北京精雕等，可以用于照片转换为电脑模型的操作。需根据实际照片尺寸和比例，推断产品实际呈现的尺寸，并在软件中建立各种控制线。结合照片在软件中构建仿真模型，通过计算机生成及手工调试等模拟实物制作效果，类似于传统匠人雕琢材料，形象直观地表达各个场景组件的形体，之后通过软件生成数控机器所能识别的文件模型与数据格式，即可交付下一步的实体建造。

2.3 场景实体构建

选取合适的材料，利用数控加工技术、3D 打印等构建实体。在机械制造领域，这些技术多运用于模型制作，常见于实验工件、装饰品打样等。结合前期电脑数据输入机器操作端并制作模型，并选用合适的材料来呈现。若涉及组件较多，可在数字化模型构建阶段预设编号，安装时将制作好的场景组件，与具有生命形态的植物和土壤，根据照片或设计效果组合成相对完整的庭园场景。

3 “别有洞天”：传统岭南庭园场景的数字化构建实践

3.1 结合造景特色确定构建手法

清晖园是岭南庭园的精华之作，与番禺余荫山房、佛山梁园、东莞可园并称为“岭南四大名园”，其通过池水、院落、花墙、廊道、楼厅等相互渗透，形成情景交融的庭园造景特色[4]。清晖园布局独具特色，南部为方池，建筑间有亲水游廊相互连接，中部为小筑书屋、船厅、狮子林，北部为园主人起居之所，竹苑、假山与楼阁相互掩映、虚实结合，畅游其中有步移景异之感。窗景是岭南庭园常用的造景元素，在清晖园中，常用几何图形的窗洞分隔空间，增加空间渗透和造景特色，方池周围连接读云轩，半月亭漏窗造景特色凸显，通过一排折扇造型的窗，将园中湖光山色、亭台楼阁的场景框住。窗外罗汉池、一勺亭等画面映入眼帘，感受到园林情景交融与风景相互流动的效果。

在实验课题中，结合清代美学家李渔提出的“尺幅窗·无心画”，提取借景作为本次场景构建的手法，以表现视觉空间的构成。通过一系列窗景，以园林的窗为画框，窗心画面为清晖园的微缩庭园场景，展现岭南庭园精巧秀丽、花木繁荣的特点。在实践时，具体选取清晖园水石洞天、留芬阁、湖景等园林场景，组合与提炼场景要素。在岭南庭园场景草图设计中，将场景分解为前景、中景、远景，前景为窗框，选取假山石洞口作为前景的窗框，以红色网纹草、苔藓镶嵌于水石间，用曲线流动的水纹表现湖中水景的流动。中景为留芬阁的园林建筑，并用小蕨类来掩映，远景为袖珍椰子、小榕树等构成园林建筑背景。

3.2 构建人造组件

除了植物等自然材料选取，需构建各种场景的人造组件，涉及组件的矢量线稿和仿真模型。首先，根据照片中的各种组件尺寸进行推算，确定产品组件合适的比例和尺度数据。随后在AUTOCAD 中描摹假山石洞口组件、水纹组件、留芬阁组件、湖石组件等矢量线稿文件；将CAD 线稿导入Artcam 软件操作，设定组件的操作原点，通过输入不同数据，以此生成不同的高度，类似于砌筑过程，可初步展现地形凹凸变化的效果。特别在一些用于特定场景的组件，如传统的湖石假山，应具有特殊的纹理和皴法，为了模拟其手工质感，运用软件雕塑工具，在操作界面以手工涂抹、堆叠堆料，以展示出石头表面的雕塑效果。

软件中的仿真模型组件转化到数控机床CNC 的实体建造过程，要考虑数据的转化与刀具走刀工序的设计。为匹配雕刻机的制作过程，选取2 种不同的雕刻刀具，并制定3 道工序路径。本着节约刀具的原则，在第一道工序初次加工时，以铣刀等进行大面积的切削清除多余材料，在工件上形成初具形体特征的操作表面，大致可看出工件的轮廓与外形。在第二道工序精加工，换用精细度更高的雕刻刀进行表面纹理的细致雕刻，可雕琢出具有预定效果的设计深度和纹理。第三道工序，再换用铣刀进行组件外轮廓的切割，保证组件达到预定尺寸，便于取出。待工序路径各种参数设定完毕后，进行工具路径的仿真，确保无误后，即可形成机器所能识别的数据代码。

在实体制作过程中，应按照原设定的工序路径进行模型的制作与后期优化。首先，将制作模型所用到的板材放置于雕刻台，并用夹具夹紧固定。其次，将原有电脑输出的数据代码拷贝到CNC 机器，校准工作平面原点后，在人工换刀等辅助操作下，雕刻机有序完成工序加工操作。由于机器操作存在精度问题，后期需对制作的模型做除毛刺、打磨等细节处理，形成预设效果。最后，拼装各组件模型与植物材料，具体搭建时需考虑前景、中景与远景的不同造景顺序，形成层次多样的岭南庭园场景。与人的视觉顺序不同，本次的具体安装过程需先安装远景的留芬阁组件，以远景的植物，如袖珍铁线蕨作为掩映，接着安装中景水纹组件，以展现一勺湖水波光粼粼的样式，配上绿色的网纹草，再进行前景的湖石假山组件，配以细致的苔藓，红色网纹草点缀。在搭配植物和组件模型的过程中，注意将底部的营养土先铺垫到合适的高度，满足植物种植要求，待各要素安装后，比对原有的设计效果，再微调整体形态，即可完成一件微缩景观。

4 结语

传统匠人的造景方式无法满足当代园林设计、施工与管理等需求，随着数字化技术的飞速发展，需要改进原有造景模式。目前，数字化技术渐渐影响着传统造园方式，数字化技术运用于传统岭南庭园设计具有特殊意义。未来数字化工具大有不断优化设计形式与提升效率的趋势，但值得探讨的是一些设计本原的问题。设计作为一种思维方式，需根据使用者的需求提出解决策略，数字化技术较多作为设计师设计思维呈现过程的辅助工具，往往他们会通过合适的技术与恰当的材料制作成型以回应使用者的需求。一方面，既要针对设计需求探索适当的数字化工具，让技术更好地辅助设计思维的呈现。另一方面，设计师需要解放一些技术思维的局限，通过一定的技术手段，让设计更好地反映使用者需求，提出切实可行的解决问题思路与呈现方式。