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研究生:林育民
研究生(外文):Yu-Ming Lin
論文名稱:皺褶-數位化設計模式的試探
論文名稱(外文):The Fold-Exploration on Digital Design Modes
指導教授:邱茂林邱茂林引用關係
指導教授(外文):Mao-Lin Chiu
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:建築學系
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:皺褶數位建築數位化設計模式圖像思考
外文關鍵詞:folddigital architecturedigital design modediagram thinking
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Architectural design modes evolve alongside with the changes of architectural ‘ideas’ and ‘tools’. Through the process of using computers for data operating and then represent with ‘diagram’, the extensions of ideas and discussions across disciplines become thinkable and excite inspirations to contemporary design ideas of architecture. From the perspectives of tools, with the surface modeling software and hardware of industrial design and the computer animation field applying to architectural design, there has not only emerged variable surface forms, but also combined with the characteristics of digital design tools and design concepts to evolve the new type of design modes.
The subjects of this thesis are to understand a part of design ideas spotlighted in the contemporary architecture, examine how the application of digital design tools at the concept development stage to influence design thinking and process, and finally introduce the design modes which can well reflect the design ideas and the characteristics of tools on the digital era so as to explore new forms and spaces of architecture.
The thinking of design concepts are based on the discussion of the theories of non-linear sciences — including chaos and topology — and Gilles Deleuze’s philosophic masterpiece “The Fold—Leibniz and the Baroque”. Five design ideas are derived from: 1) the design processes from metaphysical concepts to physical constructions; 2) the curves as the foundation of the fold; 3) the forces inherent within the fold; 4) the characteristics of the fold forms and 5) events. Moreover, two design modes —‘diagram thinking’ and ‘information superposition’— and the manner to construct fold are introduced. Furthermore, using case studies and practical manipulation to analyze the characteristics of ‘lineal fold’ diagrams and the constructional logics and constraints of applying hatches to generate fold. Finally, a design project on the subject of ‘An Ping Cultural Artistic Exhibition Center’ is conducted to present the processes and outcomes of the digital design modes.
Three achievements on the design construction and tools in this design thesis are as follows:
1)The relation between concepts and operations: the concepts of fold can be completely reflected in the design concepts and constructions and the logic of fold style, and the characteristics of dynamic and continuous space be fully captured by applying the ‘diagram characteristics’ as the metaphysical concepts of fold, constructing the event spaces by combining the circulation relations with the functionalities of exhibition spaces, using sequential ‘hatches’ to create folds, and employing physical construction to extend folding to the architectural skins and inner spaces.
2)Digital design modes: the plain comparisons between the form of architecture as a result of the diagram thinking design mode and the application of the form of diagram are allowed. As the information superposition design mode transforms design information into the dynamics of the animation software, which in turn simulates the object generations, however, architectural forms may turn out too abstract to be compatible with raw design information. Nevertheless, both the two design modes effectively facilitate the examinations and transformations of concepts across disciplines under the architectural domain.
3)Digital design tools: The employment of NURBS modeling system RHINO can facilitate the controllability and generations of surface form. The dynamics module of the MAYA enables the simulation of the relations between spacial forces and physical form. The employment of formZ can transform surface into object. The deployment of the 3D printer enables to produce physical models of surface form rapidly, allowing designers to directly and effectively survey the surface form. However, the expensive cost of using the 3D printer reduces the effectiveness of using it as a supplement to design thinking and operation.
建築設計模式會因為「觀念」與「工具」的改變與進展而演變。透過電腦對於資料進行運算而轉換為「圖像」之再現,使得跨學科間的觀念引用與討論成為可能,並且對於當代的建築設計觀念產生相當大的啟發。在工具方面,工業設計或電腦動畫領域的曲面建構軟體與硬體被引用於建築設計中,不僅產生自由多變的曲面造型,更將數位化設計工具的特性與設計概念相結合而衍生出新型態的設計模式。
本論文的主題在於瞭解部分當代建築所關注的設計觀念,以及探討運用數位化設計工具於概念發展階段對於設計思考與操作過程的影響,進而提出反映數位時代的設計觀念與工具特性的設計模式,以試探新的建築形態與空間。
關於設計概念是從跨學科領域的非線性科學:包括混沌科學與拓樸學,以及德勒茲的哲學著作:《皺褶-萊布尼茲與巴洛克》中的論述來進行思考與探討,從中汲取出(1)形上概念與形下操作的設計過程、(2)以彎曲的剖面線為皺褶形態生成的基礎、(3)皺褶中內蘊的力量、(4)皺褶的形態特性,與(5)事件等五項設計觀念,並且提出「圖像思考」與「資訊疊置」兩種將概念轉化為形態生成的設計模式,以及皺褶形態的操作手法。繼之運用設計案例的分析與實際的操作演練來解析「線型皺褶」圖像的形態特性,以及運用「剖面線」生成曲面皺褶的操作邏輯與限制。最後以「安平文化藝術展演中心」為設計演作題目,以展現上述之數位化設計模式的操作過程與成果。
本論文在設計操作與設計工具試探的成果為下列三點:
1.概念與操作之關係:運用「圖像特性」為形上的皺褶概念,將動線結構結合展示空間之機能於事件空間的塑造,以及運用序列「剖面線」生成曲面皺褶,並以「折線皺褶」延展表皮至內部空間為形下的形態操作手法,可將皺褶概念完整的反映於設計的概念與操作部分,並且掌握表皮與結構之皺褶形態的形式構成邏輯與連續而動態的空間特性。
2.數位化設計模式:圖像思考設計模式衍生的建築造型與所引用之圖像形態間的關係較能清晰的比對;而資訊疊置設計模式則是將設計資訊轉化為動畫軟體中的力場建構以模擬形體的生成,因此建築形態較為抽象而不易與原設計資訊間產生對應。然而,兩者皆有助於將跨學科的觀念引入建築設計之概念轉化至形態生成的設計過程中。
3.數位化設計工具:運用NURBS架構的曲面建構軟體Rhino對於曲面形態的控制與衍生具有更高的自由度;運用MAYA的力場模組可模擬空間中的力量與物體形態間的關係;運用formZ則可將無厚度的曲面衍生成均等厚度的曲面實體,以便於製作實質模型。運用3D Printer設備則可快速的製作曲面形態的實質模型,使設計者更直接而有效的檢視曲面形態,但是因製作成本過高而減低其輔助設計思考與操作的效果。
第一章 導論
▌1-1 動機─建築在數位時代中的改變 _____________________ 1-2
▌1-2 界定─數位化建築設計的定義與特性 _________________ 1-4
1-2-1 數位建築與數位化建築設計的定義
1-2-2 數位化建築設計的特性
▌1-3 人腦與電腦於數位化建築設計中的角色 _______________ 1-6
▌1-4 數位化設計媒材的特性與應用 _______________________ 1-8
1-4-1 軟體的特性與應用
1-4-2 硬體的特性與應用
1-4-3 硬體運用的過程
第二章 概念的思考與探討
▌2-1 「皺褶」概念的探討 _______________________________ 2-2
2-1-1混沌科學中的皺褶現象
2-1-2拓樸學中的皺褶現象
2-1-3哲學中的皺褶觀念
▌2-2 「皺褶」現象與觀念的整合與思考 ___________________ 2-8
▌2-3 設計模式與操作手法 _______________________________ 2-11
2-3-1 設計模式
2-3-2 皺褶形式的操作手法
第三章 設計模式與操作手法
▌3-1 案例分析 _________________________________________ 3-2
▌3-2 皺褶之形態操作的試探 _____________________________ 3-8
3-2-1線型圖像形態的試探
3-2-2皺褶表面形態的試探
▌3-3 剖面線與皺褶形態間的互動衍生 _____________________ 3-15
▌3-4 事件概念的思考與轉化 _____________________________ 3-17
▌3-5 設計操作工具與過程 _______________________________ 3-20
第四章 設計演作─安平文化藝術展演中心
▌4-1 設計架構 _________________________________________ 4-2
▌4-2 設計題目與基地概述 _______________________________ 4-3
4-2-1 設計背景與動機
4-2-2 基地介紹與分析
4-2-3 配置與空間計畫
▌4-3 設計初探一 _______________________________________ 4-8
4-3-1 設計概念
4-3-2 設計發展過程
▌4-4 設計初探二 _______________________________________ 4-13
4-4-1 設計概念
4-4-2 設計發展過程
▌4-5 設計進階發展過程 _________________________________ 4-16
4-5-1 表皮形態、結構骨架與地景關係的設計操作
4-5-2 空間機能與事件概念的運用
▌4-6 設計成果呈現 _____________________________________ 4-21
第五章 探討與建議
▌5-1 設計操作的探討 ___________________________________ 5-2
5-1-1 設計操作的特性
5-1-2 設計操作的限制
▌5-2 數位化設計工具的探討 _____________________________ 5-5
▌5-3 後續研究建議 _____________________________________ 5-7
■西文部分
‧Asymptote : Rashid + Couture Music Theater, Architecture and
Urbanism 99:05, 344.
‧Archi-Tectonics : Millbrook Residence, Architecture and
Urbanism 99:05 344.
‧A+U, Mobius House, Architecture and Urbanism 99:03 342.
‧Conely, Tom, The Fold-Leibniz and the Baroque, University of
Minnesota, Minneapolis, 1992.
‧Denari, Neil. M., INTERRUPTED PROJECTIONS, TOTO, 1996.
‧Denari, Neil. M., Gyroscopic Horizons, Thames & Hudson, 1999
‧Eisenman, Peter, DIAGRAM DIARIES, Universe Publishing, 1999.
‧Friedman, Mildred, gehry talks : architecture + process,
Rizzoli International Publication Inc, 1999.
‧Galofaro, Luca, DIGITAL EISENMAN, An Office of the Electronic
Era, 1999.
‧Imperiale, Alicia, NEW FLATNESS Surface Tension in Digital
Architecture, 2000.
‧Gausa, Manuel, Espirales Spirals, Quaderns, 2000.
‧Lin, Cheng-Yuan, The Representing Capacity of Physical Models
and Digital Models, Proudings of CAADRIA, 1999, Shanghai,
China, p53-62.
‧Lynn, Greg, Folds Bodies & Blobs-collected eassys, La Lettre
volee, 1998.
‧Lynn, Greg, Animate Form, Princeton Architectural Press, 1999.
‧Pongratz, Christian./ Perbellini, Maria, NATUEAL BORN
CAADDESIGNERS-Young American Architects, 1999.
‧Zellner, Peter, HYBRID SPACE-New Forms in Digital
Architecture, Thames & Hudson, 1999.
■中文部分
‧丘宏義譯,物理與頭腦相遇的地方,K. C. Cole著,天下文化出版公
司,2000
‧朱元鴻等譯,後現代理論─批判的質疑,Steven Best/Douglas
Kellner著,巨流出版,1994
‧林和譯,混沌─不測風雲的背後,James Gleick著,天下文化出版公
司,1991
‧林盈孜,虛擬環境的涵構與氛圍,成大碩論,2000
‧邱茂林,數位化設計之邏輯-試論設計方法與數位工具之關係,新世代
建築學及方法學術研討會論文集,2000
‧周菊香,府城今昔,台南市政府,1993
‧陳順蕙,記憶與地誌-一種空間敘事的設計手法,成大建研所碩論,
1998
‧陳瓊蕙,光之演作-展示空間之形塑與情境,成大建研所碩論,2000
‧蔡忠志,安平民居之研究,成大建研所碩論,1989
‧楊凱麟譯,德勒茲論傅柯,Gilles Deleuze,麥田出版,2000
‧楊忠道,淺論點集拓樸、曲面和微分拓樸,凡異,1999
‧劉育東,建築的涵意,胡氏出版社,1996
‧劉育東,數位建築? 談建築的數位性,P62-67,建築師雜誌,2001/03
‧劉國滄,折疊─一種空間的成形理論,成大建研所碩論,1998
‧薛絢譯,空間地圖─從但丁的空間到網路的空間,Margaret
Wertheim著,台灣商務印書館,1999
‧薛絢譯,相對論ABC,Bertrand Russell著,台灣商務印書館,1999
‧蘇步青,拓撲學初步,亞東出版,1991
‧羅貴祥,德勒茲,東大圖書公司,1997
‧Gilles Deleuze,哲學與權力的談判─德勒茲訪談錄,商務印書館,
2000
‧Dialogue,維多利亞與愛伯特博物館增建案,Dialogue 建築,P92-
99,June 1997
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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