2008-11-21 10:33:58 来源:CIO 时代网
1946 年,人类历史上第一台电子计算机问世,预示着一个新的科学技术发展时代的开始。互联网的出现,更为科学技术的蓬勃发展推波助澜。60年的发展历史表明,以计算机技术和网络技术为代表的信息化技术对人类社会发展的巨大影响是无法形容的,信息化技术正在以无孔不入之势、日新月异之貌影响着人来生活的方方面面,包括建筑设计乃至整个建筑业。在信息化技术浪潮的冲击下,绘图板被冲走了,取而代之的是计算机,建筑设计部门实现了无图板设计。
建筑设计,作为建筑业的龙头专业,在信息时代发生了深刻的变化。计算机成了建筑师主要的设计工具,使工作效率显著提高,同时还把建筑师带向完全不同的新的工作方式。在这种新兴的设计方式中,设计人员逐渐发现计算机并不只是一个设计工具,而且还有相当强大的功能帮助建筑师更出色地搞好设计。在建筑设计中应用的信息技术也从最初的计算机辅助绘图发展到协同设计、虚拟现实等多个方面。人们正在积极地探索如何应用信息技术提高建筑设计的效率和质量。
这时,我们来回顾一下信息技术在建筑设计中的发展历史,对于推动我们如何进一步发展信息化技术在建筑设计中的应用是十分有益的。
在建筑设计业中,应用信息技术最普及的当属计算机辅助建筑设计(Computre Aided Architectural Design,CAAD),这是一门牵涉到计算机科学、建筑科学、人工智能、图形学等多个学科综合应用的新技术。它的发展,是随着计算机技术的不断发展而发展的,同时也推动着信息技术各个分支在建筑设计中的应用。
发展的起点
1963年,美国麻省理工学院的博士研究生伊凡·萨瑟兰(Ivan Sutherland)发表了他的博士学位论文《Sketchpad:一个人机通信的图形系统》,并在计算机的图形终端上实现了用光笔绘制和修改图形,控制图形的缩放。这项工作被公认为计算机图形学方面的开创性工作,也为以后计算机辅助设计技术的发展奠定了理论基础。但是,人们还是认为计算机辅助建筑设计技术研究的起点始于1958年,这一年,美国的埃乐贝建筑师联合事务所(Ellerbe Associates)装置了一台BendixG15的电子计算机,进行了将电子计算机运用于建筑设计的首次尝试。
20世纪60年代
20世纪60年代,是信息技术应用在建筑设计领域的起步阶段,人们探索如何在这一个领域中应用新计算机技术。当时比较有名的CAAD系统首推 Souder和Clark研制的Coplanner系统,该系统可用于估算医院的交通问题,以改进医院的平面布局。萨瑟兰博士在发表了Sketchpad 系统后,于1965年又开始了探索虚拟现实的研究工作。
20世纪60年代的CAAD系统是历史上第一代的CAAD系统,应用的计算机为大型机,体积庞大,图形显示以刷新式显示器为基础,绘图和数据库关系的软件比较原始,功能有限。在当时,CAAD中的“D”,与其说是Desing,还不如说是Drawing或Drafting。因此第一代 CAADA系统不太合适建筑师的口味,而且整个CAAD装置的价格昂贵。许多建筑师仍然不知道计算机能够帮他们干些什么,有的甚至对CAAD怀有敌意。整个建筑业界普遍仍然使用“趴图板”方式搞建筑设计。但不管怎样,计算机技术已经引起人们的注意。事实上,到了20世纪60年代末,在西方已经有建筑师事务所开始应用CAAD系统。
20世纪70年代
随着DEC公司的PDP系列16位计算机问世,在20世纪70年代初,计算机的性能价格比大幅度提高,图形显示也从刷新式显示器发展为储存管显示器,绘图仪、数字化仪的应用更为普及,这大大推动了计算机应用的发展。此时在美国波士顿出现了第一个商业化的CAAD系统——ARK-2,该系统运行在PDP15/20计算机上,可以进行建筑方面的可行性研究、规划设计、平面图及施工图设计、技术指标及设计说明的编制等。同时,还有一批通用型的 CAAD系统如COMPUTERVISION、CADAM等被应用到建筑设计的绘图中。美国著名的SOM建筑师联合事务所为了承接大型项目,在1975年引进了全套CAAD系统,随后应用CAAD系统设计沙特阿拉伯的吉达航空港、阿卜杜拉·阿齐兹国王大学以及一些高层建筑获得了成功,并取得了巨大的经济效益。他们的举动,对信息技术在建筑设计中的应用产生了很大的影响。
在英国,也开发了几个著名的用于公共建筑设计的CAAD系统,例如用于医院设计的HARNESS系统和OXSYS系统,用于邮局设计的CEDAR系统。爱丁堡大学也开发了一个SSHA系统,主要用于住宅设计。日本也在20世纪70年代就开展CAAD系统的研制工作。
这时出现的CAAD系统以专用型的系统为多,同时还有一些通用型的CAAD系统,例如COMPUTERVISION、CADAM等,被用作计算机制图。
这一时期CAAD的图形技术还是以二维为主,用传统的平面图、立面图、剖面图来表达建筑设计,以图纸为媒介进行技术交流。CAAD的二维绘图技术一直平稳地发展,直到今天,二维绘图仍占有相当大的比重。
这个时期,除了出现一批由计算机公司开发的CAAD系统外,还有一批由建筑公司或科研机构而非计算机公司开发的小型程序,用于解决建筑设计过程中的某些具体问题,例如可行性研究、造价控制、环境分析、场地设计、相关局部规划等。这些程序的运用,使建筑师、规划师能够迅速地分析大量信息,从而对设计过程的了解更加全面,做出的选择更加合理。
在20世纪70年代,应用于建筑设计方面的信息技术在多个方面也取得了可喜的发展。例如,萨瑟兰博士领导的科研团队在探索虚拟显示的道路上取得了阶段性成果,于1970年研制出第一个功能较齐全的头盔显示器。又如,地理信息系统(Geographic Information,GIS)科学在这个时期发展得很快,随着它的发展,有关城市和建筑的信息系统开始在加拿大、美国等一些国家建立起来。
1978年,美国威廉·米切尔(William Mitchell)教授出版了《计算机辅助建筑设计》一书,系统地总结了CAAD的发展成果,比较全面地介绍了CAAD的基础理论、研究内容和开发理论。这本书是建筑设计信息化技术方面理论研究的奠基性著作。
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