國 立 交 通 大 學
建築研究所碩士論文
慣用媒材對設計思考的影響-傳統媒材與數位媒材
The Habit Media in Design Thinking: Conventional Media vs. Digital Media
研 究 生：洪珮倩
指導教授：劉育東
慣用媒材對設計思考的影響-傳統媒材與數位媒材
The Habit Media in Design Thinking: Conventional Media vs. Digital Media
研 究 生：洪珮倩 Student：Pei-Chien Hung
指導教授：劉育東 Advisor：Yu-Tung Liu
國 立 交 通 大 學
建 築 研 究 所
碩 士 論 文
A Thesis
Submitted to Graduate Institute of Architecture
College of Humanities and Social Science
National Chiao Tung University
in partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Master
in
Science of Architecture
August 2010
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
中文摘要
由傳統媒材的使用發展到數位媒材的出現，其間可以發現使用者在時代的趨勢下對不同媒材態度 的轉變，目前設計者最基本的設計方法與過程是在不同的設計階段運用不同的媒材來呈現其抽象 概念(Liu & Eisenman, 2001)，因此可以看到在設計過程中不同媒材之間媒材特性的穿插使用， 以及媒材本身特性的不可取代性與限制性，致使設計思考的概念發展階段大都以傳統媒材為主要 思考輔助媒材、而數位媒材多為副媒材佐之。但是在一般生活中，設計者在思考設計時多半有其 平常習慣使用的工具來幫助其思考與掌握設計(此時帶出的輔助思考工具即稱為「慣用媒材」)， 一般可見多為紙筆，此引發出了疑問─為何紙筆乃為最為常見、最普遍被使用的思考媒材？又設 計者為何在思考設計時會有其習慣使用的特定媒材？此對設計者有何影響？更甚者，慣用媒材與 非慣用媒材之間有何不同之處?藉著對上述問題的探討，可以由慣用媒材這個角度切入來看媒材 如何影響一個人的思考。作者採取受測者自主進行認知實驗的方式來探討不同媒材對設計思考的 支持、設計者媒材選用與使用行為的背後成因。研究結果呈現設計者使用數位媒材作為「慣用媒 材」來長期思考設計時的初步現象觀察。 關鍵字：慣用媒材、設計思考、認知行為
Abstract.
In the trend of the times from the use of traditional media to the emergence of digital media, designers switch their attitudes and points about different media. The basic design methods and process for designers are using different media to display their abstract conceptions at different stages (Liu & Eisenman, 2001), then we could see that the weaved use of media properties between different media in design process, and the characteristics of media itself are irreplaceable and restrictive, so in this stage the main think-assisted media are mostly traditional media. But generally most designers usually use their common-usage tools to help themselves with thinking and grasping their design (now the think-assisted media could be called The ‘habit media’), and the media used are generally pen and paper. This brings out a question- why are pens and papers the most commonly used design thinking media? And why do designers have the habit of using their own particular media to design thinking? Is there any influence to the designer? Moreover, what are the differences between non-habit media and habit media? Exploring the above questions, we could understand how media influences one’s
design thinking from the point of view of habit media. The author investigated the supports of different media for how a specific media conditioned the design thinking and the reasons behind the behaviors of choice-use of designers’ choice by the cognitive experiments subjects themselves handled. The results showed a preliminary observation of the digital media as “habit media” in designing act. The digital media has become a costumed vehicle for designers for a long time in this thesis.
誌謝
這本論文，寫得真的很久。 謝謝，你們。 - 謝謝我的指導教授—劉育東老師。因為老師的指導，我見識到研究的深度與廣博，並得以踏進 學術研究這一塊領域。老師的提點，讓我得以自由的發展卻不致於走歪；老師的信任，亦讓我 得以盡興的完成這一本論文。在整個過程中，真的從老師身上學到很多、也得到很多支持，對 於老師，只能致上最深的謝意。 - 謝謝我的口試委員—侯君昊老師與許倍銜老師。雖然我的簡報有待加強，但老師們的指教與建 議令我收穫甚豐，幫助我進一步的釐清與重新思考。真的非常謝謝老師們的用心，我得到非常 寶貴、難得的經驗。 - 謝謝我辛苦的受測者群—懋兄、阿正、小仙女、菜頭。沒有你們，我的論文就完蛋了，對你們 我真的是非常的感激。 - 謝謝我的厲害的同學與學長姐們—96 數位組同學們、姿汝、彥良、小毛、瑪莉金…。你們真 的是我成長的養分與動力啊，希望有朝一日我也得以成為別人的養分。 - 謝謝我的家人。你們的支持、信任與容忍是我得以繼續往前與努力的動力，我會更加、更加的 努力的。 - 謝謝我至今所遇到一切人事物。有你們才有現在的洪珮倩。 - 謝謝老天爺。 - 最後，謝謝不嫌棄看完我的論文的你們，想必我的文筆造成你們很大的困擾，我會努力進步的。 做研究寫論文真的就很像榨果汁的過程，雖然本文寫的不盡完美，但我真的是把自己榨的乾乾 的，把想到的想寫的都盡力寫了。我準備好要來裝新的東西了，迎接下一步。目錄
中文摘要 ⅰ Abstract ⅱ 誌謝 ⅲ 目錄 ⅳ第一章 導論 1
1.1 研究背景 1 1.2 研究課題與目的 2 1.3 研究方法與步驟 2 1.4 論文架構 4第二章 文獻回顧 5
2.1 動作中的設計者 5 2.2 設計者使用的媒材 14第三章 設計媒材的認知實驗 24
3.1 研究方法 24 3.2 實驗說明 27 3.3 實驗過程與結果 36 3.4 先期觀察 49第四章 實驗分析與討論 53
4.1 資料處理 53 4.2 深入分析與討論 69第五章 結論與後續研究 77
5.1 結論 77 5.2 研究限制 78 5.3 研究貢獻 79 5.4 未來研究建議 79參考文獻 81
附錄 87
附錄 A 88 附錄 B 92第一章 導論
1.1 研究背景
在先前研究中，我們可以看到設計研究領域中最為關鍵的一個中心焦點為：「設計師如何思 考？」，換句話說，設計師到底是怎麼想設計的呢？研究者從不同的角度、層面直接或間接的來 探討這個問題，希冀能像拼圖般逐漸釐清、拼湊出其全貌。基本上，設計思考牽涉到設計者自身 內在的心理世界，我們可以瞭解到設計者在進行一個設計任務時，需要面對大量的變數，並取得 一個應有的秩序。但因設計者黑箱式的思考，研究者僅能從外顯而可視的部分間接的推論、佐證 來瞭解，因此如 Summerson(1957)所言，在那種狀態下設計者做了什麼或是設計者該怎麼做， 到現在理論並沒有一致的看法；Mitchell(1992)指出，這是如何做到的，仍是個問題。 雖然設計者的思考是如此複雜、快速與難以窺視，但設計師特有的思考方式—大量視覺化輔助 的運用成了研究者探討時的重要依據。簡單來說，設計思考行為的關鍵在於視覺知覺，其重要而 顯著的活動的特徵為媒材與呈現。而在設計思考的相關研究中，使用的媒材被認為是影響視覺和 使用行為的關鍵變因，因此部分的關注焦點進而放在媒材的特性對設計行為影響，而設計者的草 圖也因此成為研究設計思考的重心(Cross,1999; Goel, 1995; Goldschmidt, 1991, 1992, 1994; Purcell & Gero, 1998)。其中多數的草圖研究則以傳統媒材—紙筆為研究中心(Gross, 1996; Landay & Myer, 1995)。另一方面，在數位媒材的發展與逐漸成熟下，研究者亦開始探討數位 媒材輔助設計者思考的可能性。有關這方面的研究，主要包含了幾種切入方向(圖 1.1)：1. 傳統媒材與數位媒材的相互比較(Lim, 2003; Won, 2001; Wong, 2000)。此可瞭解媒材本 身的優缺點及特性。
2. 以傳統媒材作為範本來嘗試改善數位媒材。研究者將對既有媒材(傳統媒材)的了解作為對 開發中媒材(數位媒材)的參考，希望能將數位類媒材融入設計發展的概念構想階段(Elsas & Vergeest, 1998; Landay, 1996; Lim, 2003; Gross, 1996; Gross & Do, 1996)。 3. 新/數位媒材自身的發展、進化。 基本上，上述的研究可謂著重在「特性」、「功能」所引發的討論上，而研究者對於數位媒材是否 足以作為輔助設計者思考的媒材依然存有相當的疑慮以及歧異的看法。但有意思的是，無論是傳 統媒材、亦或是數位媒材，這一類與媒材的使用相關的討論多少會透露或牽涉到與設計者本身密 切相關的變數，顯示出帶有侷限性的使用行為現象，舉例如下： z Lawson(1994)在對建築師的訪談中發現設計者大都習慣藉由紙筆迅速的畫出草圖來思考 設計，而多數皆表示他們若沒有筆在手就很難去思考，另外他們設計時皆有其獨特的媒材 使用偏好與最能觸發自己思考的使用情境，此顯示出部分設計者需要某些特定媒材才能思 考。
z Lim(2003)在探討筆式系統時在其實驗結果中發現專家對草圖中不同圖形的思考已非常熟 悉且固定，因此在使用不同媒材畫草圖時，對圖形的使用會產生改變，卻未明顯影響圖形 的思考，而此現象透露出專家的設計思考不受使用媒材的限制。
z Bilda & Demirkan(2003)發現數位媒材在概念發展階段似有不便之處，此與使用者的設計
習慣和軟體流暢度有關，有些設計者雖然接觸到數位媒材有別於傳統媒材的意象特徵，但 並未因此傾向在草圖行為中作頻繁的使用，其原因為他們在傳統媒材的使用中養成了某些 習慣性的行為，因此無法適應於軟體部分的特性，即使經歷過軟體的相關訓練，他們在使 用電腦來輔助設計上仍屬新手(novice user)。設計時使用的媒材會影響「學習效果 (learning effect)」。如果設計者設計時使用本身較為了解的媒材，其學習的效果似乎會被 增強。 前述的現象皆顯示著媒材使用的習慣與否影響著使用者的心態和使用行為。
1.2 研究課題與目的
研究問題 諸如上述的先前研究，可見人對媒材的一般性使用對其思考所造成的影響力和影響程度。若將媒 材與設計行為的回顧做對照，可以發現在許多大方向的一般性研究下，其研究結果隱約顯示出一 些帶有局限性的使用行為現象，而在先前的研究中也多將此類相關現象列為無法避免的研究限制 條件或未來研究(Lim, 2003; Wong, 2000)。但在實驗的受測過程中受測者對媒材的使用率也許 某種程度的影響著實驗現象，並本質性的改變了實驗結果。然而實際在日常生活中，設計者在思 考設計時多半有其平常習慣使用的工具來幫助其思考與掌握設計(此時帶出的輔助思考工具即稱 為「慣用媒材」)，一般可見多為紙筆，此引發出了疑問—為何紙筆乃為最為常見、最普遍被使 用的思考媒材？又設計者為何在思考設計時會有其習慣使用的特定媒材？此對設計者有何影 響？更甚者，慣用媒材與非慣用媒材之間有何不同之處？因此，本研究的問題為，媒材的慣用對 設計者造成了什麼影響？以及，與媒材的非慣用間有何差異？ 研究目的 本研究希望能從不同角度切入，提供另一種探討「設計媒材」和「設計思考/過程」兩者間關係 的研究思路，繼而重新思考與檢視過去與設計媒材相關的詮釋；另外，藉由對「慣用媒材」的探 討來窺見一些媒材使用現象背後的成因。因此，基於所提出的問題，本研究由此下去思考當數位 媒材作為思考設計時長期使用的「慣用媒材」時媒材的本質，透過對「慣用媒材」初步的現象觀 察來探討不同媒材對設計思考的支持、設計者媒材選用與使用行為的背後成因、以及媒材慣用程 度不同下的差異現象。1.3 研究方法與步驟
本研究依研究目標與研究性質選擇以非參與式的設計認知實驗做為探討的方法，欲獲得不同使用 程度媒材下的認知行為過程的記錄資料來了解慣用與否的影響及其差異。為了達成研究目標，整 個研究包含了實驗操作、先期觀察、實驗資料解析編碼、以及結果的綜合分析與討論四大部分(圖1.1)。 在第一部分，研究者會在實驗進行之前，先對受測者做簡單的相關調查，並依實驗設定選擇合適 的四位受測者進行實驗操作。正式的實驗操作其過程一共分為四個階段，在每一個階段裡，受測 者需從研究者所規定的媒材選單與題目選單中選擇一個媒材搭配一個設計題目來進行，使用過的 媒材與題目不得再重複使用。實際的實驗進行採用受測者自主操作的方式，當每個設計進行完皆 立即進行階段性的影音回溯與訪談。受測者將依前述所敘的實驗流程逐步完成四個階段。收集的 實驗資料包含紙本問卷調查、設計過程的錄像資料與設計呈現、以及回溯訪談的口語資料。 接著在第二部分先對已收集的實驗資料進行統整和先期觀察，觀察的結果將作為第三部分資料解 析的參考與第四部分深入分析的依據。 為了對先期觀察做更為深入的分析和討論，便需要更精確的圖說來輔以說明、與以佐證。因此第 三部分主要為研究者在實驗完成後將實驗過程中所收集到的部分資料加以解析編碼。其過程包含 口語資料轉譯、設計過程的多軌分斷(multi-track segment)、構成解析、項目統整予以代碼、 編碼(encoding)等五個主要的步驟。分斷方式與解析方式乃依照研究目的與方向進行設定，使 分析結果能夠有效呈現設計操作中媒材被使用的情況。另外，編碼結果亦會後製成圖表，用來輔 助說明第四部分的現象陳述。 於第三部分完成後，接著，在第四部分，研究者將就第三部份所產生之結果連同所有相關資料對 先期觀察的結果進行進一步的深入討論，以此來瞭解慣用程度的不同所蘊涵的差異以及影響。 受測者資料調查 → 受測者自主實驗 → 影音回溯的口語報告 → 受測者訪談 → 先期觀察 口語轉譯 → 設計過程的多軌分斷 → 構成解析 → 項目統整予以代碼 → 編碼 → 討論 圖 1.1 研究流程示意，並表示前半段資料產生與後半段資料加入之關係 視覺的錄影資料 口語的回溯資料 口語的訪談資料 視覺的設計呈現 紙本的背景資料 觀察結果
+ +
Stage1→Stage2→Stage3→Stage4+
+
1.4 論文架構
本研究內文共分為五個章節進行陳述。第一章為導論，用來說明本研究的背景、問題推論以及研 究目的，並簡要說明研究方法與步驟。第二章為文獻回顧，分別從設計者本身與設計媒材兩個方 向來介紹相關的先前研究。第三章則說明整個實驗計畫的細項擬定與操作流程，將實驗的設計過 程與結果做一概述，並對已收集的實驗資料做一概略的先期觀察。接著第四章以第三章的結果為 基礎進行實驗分析與討論。而第五章就前述所得到的研究探討做一總結，包含研究結論、研究限 制、研究貢獻與後續研究建議的提出。第二章 文獻回顧
設計者是怎麼把設計做出來的呢？這是一個可多方探究且原始的(也是眾所關心的)問題。 - 怎麼想→想了什麼→想做什麼 - 怎麼做→用什麼做→做了什麼 這個簡易的提問便可將上述的中性問題導向完全不同的範疇，可見「設計」涵蓋層面之複雜。為 了探究媒材的慣用與非慣用對設計者思考時可能造成的影響與差異，我們將從設計者「本身」和 相對於設計者本身的「他物」(亦即媒材)這兩個方向來認識設計領域的相關發展。2.1 動作中的設計者
「想要創新，你就必須把腦子裡一頭你累積多年的知識經驗、和另外一頭你對案子的整理和 理解這兩者組合起來，然後你從這個組合所轉化的知識裡發現解決問題的答案，找到推陳出 新的方法。」─ Paula Scher (Millman, 2007) 一般來說，對於「設計」，設計者會執行一項實驗以尋求同時生產出對現象的一個新理解以及在 情境中的一個改變。通常，設計者對設計的態度傾向於建構一關於獨特案例的新理論，而不依賴 既存的理論與技術類別去行動。其探究不受限於因先前對目標的協議而設想考慮的方法，也不使 方法與目標分離，而是在框定一問題情境時互動的界定出兩者。設計者不把思考從行動中單獨分 出去，而是推演其作法而做出決定，並於稍後將此決定轉化成行動。在實驗性行動的測試、施行、 與探查中，實作會拓展思考，而反應將回饋到實作與實作的結果，各自互相回饋且互相設定界線。 在這之中，行動下意外的結果引發了反應，而令設計者滿意之行動的發生會使反應的歷程暫時告 一段落(Schön, 1983)。 在某個狀態下，設計者從計畫書的主要任務中得到的設計概念須具體表現為一最終的形式。在這 之前，設計者須將判斷的價值觀和權威而信服的想法帶進設計概念，這些將扣緊整個設計並進一 步形成視覺上可被了解的整體。設計者也許從計畫書裡取出一些相互依存的關係，但依然需要面 對大量的變數，並取得一個應有的秩序。但這是如何做到的，仍是個問題(Mitchell, 1992)。正 如同 Summerson(1957)所言，在那種狀態下設計者做了什麼或是設計者該怎麼做，到現在理論 並沒有一致的看法。
設計者的設計過程
雖然設計運作的過程具有大量的變數與可能，但設計仍可因一些共通的設計活動被歸納出數個一 般性的設計模型，以用來表示設計活動背後共有的行為邏輯結構：○ Asimow's model (Asimow, 1962)：設計過程的結構是由連續行為的垂直結構與決策製造 循環的水平結構所構成。設計行為的垂直結構是為由抽象到具體的過程，而隨著設計訊息 的狀況其水平結構呈現一種由分析→綜合→評估→溝通的流動狀態(圖 2.1a)。 ○ Archer 的設計過程階段模型(Archer, 1965)：從設計操作的角度來看，設計被視為是一項 連續的階段型行動。設計具有其來源和普遍可見的任務類型，因此在這裡設計被描述成一 普遍的形式。設計的過程是一種循環的回饋迴圈，此表示出行動之間的關係(圖 2.1b)。 ○ 「Analysis→Synthesis(→Evaluate)」(Alexander, 1964)：(此模型的衍伸加入了「評估」， 形成「Analysis→Synthesis→Evaluate」的循環過程。) 一開始設計者會先分析問題或主 題以從中獲得解題的線索，並進一步的綜合經驗與資料庫的相關資料來獲得階段性的結 果，接著評估此結果來判斷其合適性。設計在此反覆調整的循環下逐漸成形(圖 2.1c)。 ○ 「構想→表現→測試」(Zeisel, 1981)：設計過程是為此三者循環下構成的螺旋結構。隨 著設計的進程，設計的範圍和主題會越形縮小與明確(圖 2.1d)。 ○ 「Programming→Design」(Pena, 1987)：此類似先分析再整合的過程。設計者通常在 設計前先進行計畫，而後以計畫的內容進行設計。 a. b. c. d.
圖 2.1 a. Asimow' model (after Rowe, 1987, p.48) b. Archer' model (after Rowe, 1987, p.50) c. Alexander' model 示意 d. Zeisel' model (after Zeisel, 1981, p.10)
這些階段與狀態的程序模型闡明了設計活動裡一些獨特可發現的特徵，並提供了一些對設計行為 的描述與解釋。基本上，這一類的設計過程模型偏向大方向而層級較低的訊息處理進程，我們可 以從中大致了解多數的設計者在設計活動中促使設計形成時會歷經的過程，但卻無法明確看到或 找到形成設計本身獨創性的關鍵因素。因此，對設計的探討與研究需進一步看到層級較高、涉及 到認知的訊息處理進程—設計思考過程。 Evaluate Analysis Synthesis
設計者的思考過程
Ryle(1949)表示，當一個人聰明地進行某件事時，具有一特定程序或態度，而不是具有特定的行 前準備；其所做的是一件事情而非二件。Harrison(1978)提及，一個人聰明的行動時，是「用心 智來行動(acts his mind)」的。
設計思考可說是一種在預期外發現和新議題(新需求)探索之間交互刺激的回饋循環過程(Suwa, Purcell, & Gero, 1998)。相對於前一節所述的設計過程，設計思考過程是為層級較高的訊息處 理進程。此意味著設計思考牽涉到設計者自身的內在心理世界。基本上，對於設計思考的探究依 理性與直覺被分為兩種不同設計活動的典型，起因於對先前研究的反動，並形成了數個用來表示 設計者思考設計時之認知邏輯結構的設計認知模型：
在設計過程的探究與模型中，設計問題是為定義不良的問題(ill-define problem)，其問題空間 不明、且無所謂的正確解答，因此設計的研究開始看到設計問題的結構與屬性，以了解問題解決 的內在狀態邏輯與決策過程。Newell, Shaw & Simon(1957,1967)從問題解決行為的角度出 發，以知識為基礎提出問題解決的訊息處理理論，表示思考是為一個資訊處理的過程。此描述與 分析人類認知的過程，說明行動與認知的關聯。
Model 1. Search model (Simon, 1969; Rowe, 1987)：以問題解決與資訊處理為基礎，設計 可視為是一個策略搜尋的過程。其問題空間與知識狀態的形式呈現為「決策樹(圖 2.2)」，表示出所有可能的結果，設計者會藉由優先選擇與簡化假設的運用使其決策 的過程較容易處理。設計狀態顯示著試誤(trial-and-error)和衍生與測試 (generate-and-test)的變動傾向1。 Model 2.「Problem→Solving」(Munari, 1981)：簡單來說，設計的問題只有一個單元，事 實上有許多因素或方法來解決。因此最重要的是了解問題所在，然後謀求解決。 Model 3.「Problem-seeking→Problem-solving」(Pena, 1987)：設計者一直處於「尋找問 題→解決問題」的狀態，重點為自己尋找並定義問題。 圖 2.2 決策樹(after Rowe, 1987, p.53) 1 當問題的大小是全面性的，而且特別是當從適用的衍生與測試之過程中得來的資訊無法被用於 解決方案的指向性搜尋時，設計者就會傾向採用試誤法的過程(Rowe, 1987)。但基本上建築師通 常處於具有複雜的事實、規則和目標的結構中工作，此結構會在設計開展後持續的成長和改變， 因此設計發展甚少無計畫性的便進行試誤，經常是由設計者自行組織不同類型的知識來便於設計 構想開展(means-ends)。他們的設計任務並不僅只解決定義良好的問題，更發掘著有趣的可能 方案，並透過評論敘述來找出這些方案和已知的知識與經驗之間的關連(Mitchell, 1992)。
上述將設計問題的解決視為可一般化而普遍性的過程，但 Schön(1983)認為設計問題在本質上 是獨一無二的，因此對於設計問題解決的探究應將焦點放在設計者處理問題的方式。他提出動作 中反映(reflection-in-action)的概念，認為設計者在設計時其活動會處於一種行為中反應的狀 態。基本上，設計者設計時是處於一個基於發現所產生的互動過程，並以特定的媒介(媒材)作為 思考和完成設計的依據。
Model 1.「Seeing-Moving-Seeing」(Schön & Wiggins, 1992)：承繼動作中反映的觀念， Schön 針對建築設計提出其設計過程是為一種「看-動-看」的互動關係，認為設計 思考的過程為「看-動-看」的圖像化思考循環(圖 2.3a)，處於無目標的反覆推敲狀 態，直到 deadline 才停止。基本上，設計者基於發現與不同媒材對話產生了一連串 互動的設計行為。
Model 2.「Stroke-Erase-Stroke」(Herbert, 1993)：Herbert 藉柯比意的一張圖研究出設計 者思考時亦處於反覆修改的「畫一畫」、「擦一擦」、再「畫一畫」狀態(圖 2.3b)，某 種層面上顯示出「媒材」的重要性。 Model 3.「Figure-Concept」(Goldschmidt, 1991; 1994)：以草圖作為設計媒介的前提，設 計活動可視為一種圖式推論(diagrammatic reasoning)的過程。設計者用草圖表達 意念，形成的視覺呈現則引發設計意象，呈現著「圖示─概念」的互動模式(圖 2.3c)。 a. b. c. 圖 2.3 a.圖像化思考循環示意 b.修改循環示意 c.圖式推論互動示意 前述的設計資訊處理與動作中反映的概念顯現著不同且對立的特性。前者以過程為導向，特徵為 分析與理性，此提供了電腦輔助設計發展的基礎，並引發了設計的方法論，亦即以方法引導之設 計；後者則以內容為導向，綜合、非理性為其特徵，相對於前者可視為以直觀引導之設計(Dorst & Dijkhuis, 1995)。 我們可以發現上述設計行為的關鍵在於視覺知覺，其重要的活動特徵為媒材與呈現， Abdelhameed(2004)也提到，視覺設計思考的關係、設計過程的非線性、具像環境中表現法的 進化是為設計過程中三個甚為明顯的特徵。在設計行為的研究中，使用的思考媒材/媒介被認為 是影響視覺和使用行為的關鍵變因，因此關注與探討的重點進而放在媒材的特性對設計行為的影 響，而設計者所重視的草圖也因此成為研究設計思考的主要焦點與重心。Goldschmidt(1991) 因草圖的模糊性、概念性與不確定性得出設計者看呈現時具有「看成(Seeing as)」與「看到 (Seeing that)」的視覺—知覺差異。藉由上述，我們可以了解到設計者「如何看呈現」、「從呈 現中看到了什麼」、以及「如何處理」和「處理什麼」對其設計思考的影響。簡言之，在設計中 需要的一些推理過程需由圖形敘述(graphic depictions)提供，而另一些則由事實與規則的集合 來提供。依 Mies Van der Rohe 的觀念，除了想之外，設計是需要畫出來(draw)以及說出來的 (talk)(Mitchell, 1992)。
Figure Concept Stroke Erase
設計者的思考方式
成形中的設計師似乎需學習『如何從透過畫草圖的方式進行思考，而不只是在那裡空想』、以及 『如何「看」，看了以後如何去「想」』(Millman, 2007)，這透露了一件有意思的事—做設計可 能需要某種特定的思考方式。在上一節，設計者在設計思考時表現出明顯的活動特徵—視覺呈 現，此種大量的視覺化輔助某種程度的顯示了設計師式的思考。 視覺思考 設計任務的訊息大量且處於流動的狀態，為便於處理與有效運行，設計者產生了以圖像作為外在 暫存媒介的知覺行為，多為輔助思考和溝通所用，因此設計的狀態基本上多以視覺經驗為主。在 設計思考的過程中，設計者進行著認知過程與知識類型下不同形式之「看見」(seeing-as & seeing-that)的辨證，不同的「看」之間藉由重新詮釋來作轉換以繼續發展和刺激出新的想法 (Goldschmidt, 1991)，而看見了什麼和解釋成什麼往往會影響下一步設計/思考的呈現和走向。 在思考的過程中，設計者常使用抽象的字彙，並運用微弱性規則2將它們放在一起。此時設計者 會隨著對呈現之不同部位的注意(attending)(見附錄 A-1)形成部位構件重組的視覺思考行為而 將一些形體組合看成許多不同的事物，此導致不預期的發現和意圖移轉(intention shift) (Suwa et al., 2001)，並能因此在行為與機能的考慮上激發出不同的期望，由不同的方向引導深入的發 展和評論。當設計過程向前進時，作品組合的脈絡其關係的定義會逐漸明確而完全，而更強烈的 規則系統會加入運作，此時「形」會相對精確3，而設計者需回應明確的必完成事項，其任務會 逐漸的不具思索性，許多可行的創造性思索會衍生成解決問題的行為(Mitchell, 1992)。 前述提及的許多視覺經驗其實關係到視知覺的運用，因為視知覺會影響對訊息的接收與理解。 - 你會看到什麼_完形 - 你可以看到什麼_浮現子形 這兩者皆不脫離完形心理學(Gestalt Psychology)的範疇。在圖形的辨認中，浮現的子形與設計 者的經驗與背景密切相關(Liu, 1994)，而使用媒材的不同，則會對子形的辨識形成某種難易性的 影響，此可能與使用者對使用的媒材的熟悉程度有關(何孝元, 1995)。 圖像思考 圖像等媒材呈現是設計者依內在呈現(想像)創造出來的外在視覺呈現。設計者將當下的想像與意 念表現成一具有實體形象的虛擬世界，此形象則會因視覺知覺觸發內心世界的運作，而設計者再 將新的內在意念表現出來，形成不斷「再呈現(re-representation)」的視覺推理循環(Oxman, 2000)。以此將一個想法轉換成另一個完全不同的想法(水平轉換)、以及將一個想法逐漸的深入 與發展(垂直轉換)，設計概念便在這兩者的互相切換和移轉間發展(Gero, 1995)。藉由識別、評 斷和操作(Schön & Wiggins, 1992)，設計者就如同將外在呈現當作另一個自己般和自己對話。 2「微弱性」與「強烈性」規則：由微弱性規則組成的文法有較寬鬆的應用範圍，不一定會得出 有用的結果，而相對的強烈性規則所組成的文法其應用範圍較為狹窄而特定，但對設計問題通常 可提出較肯定而有效的結果。 3「形」在構造世界中多少有精確的意義，而這會允許設計被順利的推導，因此設計者得以從起 始的模糊草圖推導到可精確表明尺寸、形狀、材料和位置的最終施工圖。這種設計者透過圖像與自己對話的過程可視為是一種圖像思考(graphic thinking)的過程(圖 2.4)。這個溝通的過程包含「在紙上草擬的圖像」、「眼」、「腦」、與「手」四個部分，而訊息在 此「腦─手─圖像─眼」的溝通循環中被傳遞。此四部分具有增加、減少、修改訊息的能力—眼 睛會因知覺而選擇一要注意的點、並忽略其他的資訊，腦則立即接收與增加新的訊息，而手會將 腦中所想的呈現做出來(圖 2.5)。基本上，圖像思考就如同和真實世界做視覺溝通般是一個連續 而推衍的過程(Laseau, 2001)。 圖 2.4 圖像思考過程(after Laseau, 2001, p.8) 圖 2.5 呈像(image)的演變(after Laseau, 2001, p.9) 視覺與圖像思考的潛力：新的可能 在設計者企圖要畫(做)的和實際做出來的之間常存有差異，因繪畫的技巧、材料、以及情緒都可 能使其變化，甚至紙上的圖樣也可能是變因。光強度和角度的不同、從眼睛看到的影像大小和距 離、紙的反射、與媒材的透明度等都會引發新的可能。在這種連續而富含訊息的影像循環(從紙 到眼到腦到手再回到紙)裡隱藏著圖像思考的潛力。當訊息越常在此循環中遞迴，就越有改變的 機會(Laseau, 2001)。
新的「看」的方式和舊想法的結合會形成新的點子或想法(Laseau, 2001)。Paula Scher 形容那 種靈光乍現的直覺就如同吃角子老虎機一樣，一頭是累積多年的知識經驗、另一頭是自己對案子 的整理和理解，當這兩者在腦子裡並列並組合起來時，就能從這個組合所轉化的知識裡發現解決 問題的答案、找到推陳出新的方法。不同的重新詮釋事物被排列組合的方式會改變設計者對「可 能性」的判斷(Millman, 2007)。換句話說，形式可能性的嘗試和發展自某個知識庫的評論推理 互相平行的進行乃至最終達到調和(Mitchell, 1992)。
設計者如何想像？
對設計者而言，雖然仰賴外在的紀錄作為記憶的痕跡與靈感的觸發物，但更多更重要的是存在腦 子裡的。腦中想像引發外在記錄，外在線索又煽動腦中想像—兩者間頻繁的互動與比對促使設 計成形。由此可知，想像是影響與決定設計成分的關鍵。欲了解設計者如何想像，需對「心像」 有所認識。在認知中，設計者如何想像即是與心像的形成機制、特徵與影響因子有關。心像 心像發生在形式辨識(pattern recognition)的過程，主要為訊息的處理，其中包含了「從下往上 (bottom-up)」(刺激→記憶庫)的程序與「從上往下(top-down)」(記憶庫→反應)的程序(圖 2.6)。 「從下往上」指的是知覺的處理，亦即運用感覺到的資訊來辨識形式，而「從上往下」則是指意 象的產生，大腦會藉由形式內容的使用來進行辨識。此兩者的不同在於大腦活化的程度(相當於 能量的消耗)，此乃因意象的產生需要不斷的重新產生影像，相較於知覺處理僅需就眼前所見物 體來運作會耗費較多的能量(Anderson, 2000; Solso, 2005)。此影像維持的過程為部分短期記憶 與部分長期記憶的動態組成，合稱為作業記憶。由長期記憶活化而來的資訊會放置於短期記憶， 其呈現短暫，因此需要努力的維持。其控制過程(control process)會不斷處於長期記憶之資訊活 化與短期記憶之資訊維持的狀態。 圖 2.6 訊息處理過程示意 在短期記憶中資訊以意像(imagery)的形式呈現，亦即心像(mental image)，又可稱之為心智的 呈現(mental representation)，在心智中可以是視覺圖像、聲音、或者其他感覺，此為心理運 作下的一個結果，可區分成感覺經驗的複製再現與擬真虛構的心理圖像，後者可在心智中做調整 (Reber, 1985)。一般外在呈現通常是書面符號(文字)或圖示符號(圖畫或圖解)，而內在呈現與其 相似，依性質可分為命題呈現(抽象的符號)和類比呈現(具象的影像)。內在呈現依所處的「輸入 →輸出」認知階段分別以知覺呈現→知識呈現→心智呈現(心像)轉換著，因此不同階段的呈現運 作會具有程序性的影響(Eysenck, 2003)。 心像的呈現來源 心智呈現的產生來自於知識(取自記憶庫)的「提取」，因此知識的呈現會間接影響心像。知識來 自於對知覺資訊的「儲存」，此儲存的動作為一種編碼處理，依儲存方式可分成依知覺結構方式 儲存與依概念命題方式儲存，其儲存的知識呈現分別以知覺為基礎(perception-based)和以意義 為基礎(meaning-based)(Anderson, 2000)；前者出自 Paivio(1968)的雙碼假設(dual-coding hypothesis)，後者出自 Anderson & Bower(1973)的概念命題假設(conceptual-propositional hypothesis)。此兩種不同的編碼系統可視為不同層次的認知處理，各自以其獨特的方式來解釋 訊息、進行編碼。以知覺為基礎的知識儲存系統具有兩種編碼方式和呈現形式：其一為依照項目 的空間結構編碼成非語言的具體圖像，另一種則是依項目的序列編碼成語言的抽象符號；此系統 具有事物的「形(樣)/外延(extension)」的面向，其儲存的知識相當於 Kosslyn(1994)提及的「影 像檔」，分呈的是一整個物件或物件的各個部分。另一個以意義為基礎的知識儲存系統則是自我
選擇性的將事物裡重要(關鍵)的部分加以編碼成有意義的主題(命題，proposition)，不同的主題 會依概念(concept)間的關聯形成一種具有層級結構的命題式網絡，其中概念越相關者其線索強 度越強，而命題的多寡形成了物件(事件)的細節；此系統相較於另一個系統則具有「意/內涵 (intension)」的面向，而儲存者相當於「命題檔」。「形」的知識與「意」的知識彼此會互相對應 並連結，其連結的形成須靠「理解」，此形成記憶的重構。當某一知識被活化時會呼叫其他與之 連結者，因此會引起某些聯合單位一連串的活化效應、並相對的抑制其他聯合單位，而知識間的 呼應會維持到訊號消失為止(取自 Rumelhart et al. 的「連結論」, 1986)。其中「活化」與「抑 制」反映在作業的執行上，若某兩項作業正在使用相關的處理成分，其中一項作業的表現會因為 另一項的執行而受到擾亂，例如知覺作業與心像作業的相互干擾(Eysenck, 2003)。 心像的建構與運作 知識單位的被活化關係到對知識的「提取」(即為回憶)，可用來進行心像的建構。Kosslyn(1994) 的心像理論即用來說明心像的建構與運作過程，稱之為感知預期理論(perceptual anticipation theory)，此理論提及心像的運作與知覺的處理相仿，具有重疊之處。在短期記憶中存有用來呈 現心像的空間媒介，如同電視機的螢幕般擁有由點(pixel)構成的表面，是為「注意視窗(attention window)」，在想像的過程中影像檔和命題檔則會自長期記憶中提取到此區域進行影像的形成和 操弄，其中因為影像檔的編碼方式造成了檔案描述的局部性，所以心像是一部分一部分(片段， piece)的藉由繪製(picture)、尋找(find)、安放(put)三個動作依據對物件的理解逐步建構而成， 並且可以藉掃描(scan)、尋找(lookfor)、搖攝(pan)、縮放(zoom)和旋轉(rotate)的動作程序做進 一步的調整。 心像的性質與特徵 因心像乃藉空間媒介所呈現，因此心像的性質依空間媒介的屬性而定。此媒介具有空間的作用， 因此會保留其所呈現之物件間相對的空間關係；其如同一個物裡空間般具有明確的外形與有限的 範圍，因此若影像移動太遠或過度放大即容易溢出(overflow)此媒介。空間媒介的表面有顆粒， 此決定了影像的清晰程度，影響到細節的呈現；越小的顆粒呈現出來的影像會越細緻，相反的， 若影像縮的越小越容易因為表示的點減少而導致細節無法被呈現。另外，空間媒介的解析度呈現 出中央最清楚、往外邊漸模糊的狀態，與視野類似。前述所敘其重點放在影像的可視性，但生成 的影像亦具有時效性。因為心像是由片段組合而成，因此較多物件與細部資訊者其形成時間較 長；而影像形成所需的時間與所含圖形數成正比(Kosslyn et al., 1983)。當一個影像在媒介中一 被產生，其馬上就會開始變淡，因此需要不斷重新產生和更新才能維持影像的存在(Eysenck, 2003；Kosslyn, 1994)。藉著上述空間媒介的屬性可以看出心像具有視覺性質(visual property) 和空間性質(spatial property)(Farah et al., 1988)；視覺性質包含了影像的大小、形狀、顏色， 空間性質含括影像旋轉、影像掃描、字母旋轉、字母掃描和大小測量。
因為建構心像時影像的操作過程類似真實物件的操作，因此心像可被視為有關實體並具有空間結 構的抽象物(abstraction)(Anderson,2000)，並可隨意志進行近似於物理狀態的運作。Shepard 等人(1968,1970)提出次級同型(Second Order Isomorphism)的概念來表達內在表徵與外在物 體間的關連，即兩者非直接相關，而是內在關係非常類似於真實世界中的實體關係。Shepard 和 Kosslyn 等人的研究延伸出功能對等假設(functional-equivalence hypothesis)，由
且保持著相對應的影像空間關係，在運作上分別使用相同的視覺系統，並可各自進一步取得或衍 生影像上的其他訊息。心像與真實物件屬性類似的情況，就像是以某種方式占用某種形式的心理 空間，而那種方式就如同真實物件占用物理空間般(Eysenck, 2003)。因心像本身的非真實的虛 構特性，使之能夠被重組(reorganized)和重新詮釋(reinterpreted)(Finke, 1989)。 基本上，人對空間概念的獲得乃來自於某種認知架構的建立—藉由許多思考和概念化的方式(諸 如寫作、繪畫、攝影、符號...)來抓住空間的概念，並經過經驗的累積與自我驗證與整理的過程來 認知出自我不同的空間(Harvey, 1989)。 影響心像的因子 一般來說，幾乎所有的認知活動都是由相互影響的下行與上行的訊息處理歷程組成。雖然知覺 (perception)和記憶(reembering)非常仰賴所呈現的明確刺激，但知覺者對即將呈現之刺激的期 望卻會影響其知覺(Eysenck, 2003)，亦即人的自身期望會影響到其對事件的記憶。當人對某一 目標事件懷有不同期望時，會以不同的方式來詮釋，進而「重新建構」(Bartlett, 1932)。心像隱 含著自我中心的概念，這種對某事物的自我中心乃源自於本身對此事物的熟悉度，此會帶來情緒 上的一種安全感，並反應在個人對此的主觀印象(Solso et al., 2005)。當人在回憶時，環境中可 取得的明確記憶線索也會影響到人的記憶。基本上，個體的過去經驗、期望均會對訊息的處理產 生相當的影響(Eysenck, 2003)。
設計者的設計方法
設計者做設計時會對隱含於行為模式中的策略與理論與一情境所引發的一些感覺進行反應，這些 感覺使其選擇了行動的特定形式，並重複做出曾精確做到並證實成功的相同事情。同樣的，其感 性直覺會使人再次這樣做(當人在研究那些有效的習慣時，會一邊思考使其有效的訣竅)。這會形 成一種熟悉的模式，當設計者去經驗並對情境的不確定性或獨特性有了新的理解時，那模式會不 斷變化、結合、再結合此一系列新的理解。當設計者以自己的方式經由一系列的階段完成此模式 時，會由「成功取向」轉移到「理論取向」。設計者允許自己去經驗獨特而不確定的情境所帶來 的訝異、困惑或不一致，並對眼前的現象以及隱然於自己行為中的先前理解進行反應 (Schön, 1983)。Schön(1983)認為，這些技巧熟稔的行動通常透露了一種「超過我們所能說的認識」。 經驗的法則 基本上，設計者自許多資源汲取來的原則會形成經驗法則(heuristic)。經驗的法則涉及個人經驗 的引用，可提供設計者一個得以自我參考的規則結構。此允許設計的範圍被廣泛推論，使設計概 念得以繼續發展，並使問題解決能在設計者熟悉的方式下被有效率的執行。這種含有自我參考特 質的邏輯使設計者具有某種「製造預感(hunch making)」，此可以經常在設計行為中被發現。 由經驗法則提供的訊息會被設計者視為是絕對可靠的。這些訊息具有一般化的現象，表示出某種 指導性的結構或原則，此可明確的指示形式設計單元運作成有意義的秩序語言。對經驗法則的引 用允許設計者自動的引入限制條件至問題空間裡，以便於進一步的行動。相對的，經驗法則可伴 隨一自發性的限制條件發生，其對某特定時刻是有用的，並可能隨之遺忘。設計可因自發性的限 制條件產生某種表面的豐富性，但此冒著扭曲問題的風險，意即可能喪失問題的本意與起源。設計者為增進其對於特殊問題的執行能力，通常會以經驗法則的技巧作為倚靠來學習不同的問題 解決技巧。被吸收的必要原則會成為某種「沉積物」，允許設計者去學習如何在某些特定情況中 行動。設計時，因為設計問題繁複交雜且定義不明，設計者會將面對到的問題依某一概念全然的 轉化成對某事物的理解，並藉著行動的參照逐漸的釐清設計意圖。每當發覺出現可能的相關時， 設計者便會產生某種涉入的狀態，並嘗試以此所形成的新鮮感克服既定的設計狀態，以達成設計 者所持有的某種創造性企圖(Rowe, 1987)。基本上，當設計者處於狀況未明或必要知識缺乏的情 形時，其經驗法則的運用對設計者而言就會是必要的(Blount & Clarke, 1994)。
做設計，有方法嗎? 就經驗法則的形成來看，設計者某個角度來說的確是自成一套設計方法的、甚至是具有設計方法 論的，因為設計者做事情或解決問題時多少會帶有某種一貫的方式作為自有且自適的問題重構策 略(Anderson, 2000; Gleitman, 1997)。以下是通用並可被辨識的經驗法則： ○ 人體測量的類比(anthropometric analogies) ○ 真確的類比(literal analog) ○ 環境的關聯(environmental relations) ○ 類形學(typology) ○ 形式語言(formal/pattern language) 相對於直觀性的設計，明確而特定的設計基因或設計程序似乎提供設計者本身某種極具創作效力 的運作方針，但實際上並不做任何保證，僅是作為一種著手點、切入點或大原則而已。其中，卻 也包含某種信仰或信念的成分。基於對創造力議題的關注，共享的涉及因素與設計過程的提出是 欲引起更深一層的設計理解與進一步的概念善用。但是相對的，若停留在方法的表層形式上，則 易被侷限，並流於空泛行事(Rowe, 1987)。 同樣的，既然設計者對自己本身有自我看重的一套設計思考原則，那對於相對於自身被視為另一 個自己的他物—媒材，出於應用的經驗法則也會有其認為重要與不重要者。由此看來，設計者 所選用的應用媒材可能是為具有某種關鍵性的角色。
2.2 設計者使用的媒材
「要從一塊直條條的木頭看出平行線能相交是很難的。」 ─ Perter G. Rowe (1987) 何謂媒材?媒材(media)是指能用來輔助設計思考、將設計者的想法呈現出來的工具(Schön & Wiggins, 1992)，亦可稱之為「實現的環境」(Bilda & Demirkan, 2003)。「媒材」的角色是作為「在心中 所想者(what is in the mind)」與「呈現在介面上者(what is on the screen)」之間的連結(Bilda & Gero, 2006)。在設計概念發展的階段中，設計者思考的過程通常會藉媒材的使用作意念的表 達，其結果稱為呈現(representation，在認知心理學中稱作「表徵」)。
媒材的發展
圖 2.7 媒材的發展 在構造世界中，當技術上有嚴重限制時，建築元素的字彙傾向小而穩定，當有先進的技術時元素 的字彙便有可能成長。現今因科技的進步新的材質與過程隨手可用，建築的字彙得以多元擴展 (Mitchell, 1992)，媒材的發展朝向技術精確性與機動性的完滿。設計者對媒材的選擇顯示了某 種符號的價值，暗示媒材具有某種建構設計者選擇的方式。媒材本身帶有某種強制的限制，設計 者所看得和所了解的會侷限於媒材可提供的訊息，但是媒材在自身形式中的使用其實遠超越其間 的訊息，而設計命題與方針評估之間則藉由呈現的媒材被決定到某一明確的程度。基本上，呈現 技術與媒材的發展透露了設計者如何可以呈現、可以看、可以因而了解與想像(Rowe, 1987)。
媒材構成的設計世界
4 設計者(建築師)在描述設計時所談論的是一種想像的構造，亦即某一種理論模型—一張圖、實體 模型、亦或是心理的模型，而非真實的建築物。一個理論模型乃是點、線、多邊形等圖形象徵符 號(shape tokens)的一個集合，此形成二度或三度的空間配置，而這個空間可被視為一個特殊而 具有界限的設計世界。設計世界提供設計者可敘述建築元素的圖形象徵符號，在設計世界中能做 放入、刪除、移動變形、或其他的處理。設計世界被用來敘述存在較大世界的種種可能，理論上 具有可行性。 設計世界由設計者選擇的媒材(媒體與儀器)所建構─用筆和尺規畫圖(傳統繪圖)、用紙板做模型、 以手指捏黏土、以熱鐵絲切割合成壓克力塊、用電腦畫圖...等；由一張圖與傳統繪圖儀器所建構 的設計世界會充滿著直線和弧形的圖形象徵符號、硬紙板模型的設計世界則多平行多邊形(面)、 而電腦媒材則視其資料結構和綜合的操作程序來形成自身的設計世界。其中圖形象徵符號皆可以 藉由不同方式形成、變位與變形。 圖形象徵符號的形成來自於基形(primitives)，意即形為基形的組合。設計者常把二度而帶有顏 色的形視為設計世界的基形─建築師常把硬紙板切成表示房間或家具的形體在平面上排來排 4 本節摘錄自《建築的設計思考─設計，運算，與認知》(Mitchell, 1992) - 埃及 - 羅馬 - (歌德晚期) - 文藝復興 - 數位時代 二度空間的 平面式思考 三度空間的 立體式思考 形體解放的 立體式思考 + 平、立、剖面圖 + 模型(祭祀用呈現模) + 設計模型(輔助思考) + 巨大模型(體驗感知) + 數位媒材(CADCAM) 時代 新媒材 思考方式 能力 直線、方形、圓 形等基本形式 的準確掌握 弧形的運用 光、空間、材質 的感知 自由形體與空 間感知的掌握去、畫家則從色紙上割出形體排出一幅拼貼圖案；有時候設計者也會把三度的量體當成組合的基 形並直接加以使用—實體單元、模型塊體、或是軟體中的幾何形體(表 2.1)。 表 2.1 設計世界的空間 圖形象徵符號 形成符號的基形 2D 3D 點、線、面、體 例：色塊 例：幾何形體 形的處理(例如膠水、剪刀、大頭針或指令工具列等的使用)是為設計世界的詳述(specification)， 其功能與關係在空間中被表達與連結。此意即設計世界的實行是為建立了一套實體的符號系統。 在設計世界中用來處理形體的工具是為設計的運作單元，例如在充滿多邊形紙板的世界中可切割 出多邊形的美工刀、用來移動和旋轉多邊形的雙手、以及結合多邊形的膠水。運作單元是一項功 能，用來評估與產生設計世界中新的狀態(圖 2.8)。 圖 2.8 運作單元的角色(after Mitchell, 1992, p.109) 以用到的材料與儀器的物體特性來看，當設計者以傳統習慣性的圖形、實體模型、電腦輔助設計 系統等媒體工作時，大部分設計世界的定理是隱含不明的(設計者通常安份於粗糙而不完全的運 作單元的語意特性且試探性的應用運作單元，並從評論敘述中尋求結論)，但原則上設計世界的 定理可被正式而嚴密的陳述為邏輯推論的集合。當設計者在評論語言中能指出想要的是什麼，但 卻不能立即知道如何產生設計世界的一個狀態可用來描述想要的東西時，即會形成設計問題。此 時的設計者尋找的是設計世界的一個狀態，其任務是處理設計世界以產生這樣的狀態並證明其滿 足了設計中關於構成的敘述(predicates)。 完整的設計世界有狀態的範圍，例如硬紙板的世界中設計的狀態是材料片斷的特殊安排、而草圖 的世界中設計的狀態是特殊的線條圖樣。一個設計的操作程序(例如移動或插入某個單元)可以改 變設計世界，使其由某一設計狀態進入到另一狀態。而設計操作實行而得的所有設計狀態的集合 便成為可能性的整體，可用「狀態—行為樹狀結構(state-action tree)」來表示(圖 2.9)。其中， 節點表示設計的狀態(呈現)，而樹枝表示可提供的設計操作行為。藉由動手操作，設計者在「狀 態─行為樹狀結構」中穿梭與往返，而設計發展的路徑則描述了設計思考的演進。 圖 2.9 狀態—行為樹狀結構：原點表狀態，線段表可提供之行為(after Mitchell, 1992, p.56) 起始狀態 最終狀態 State2 operator State1
在設計世界中，形的轉換代表構造世界中對應實體的轉換。基本上，藉由表達、轉換、與結合不 同的形，設計者創造了一個建築作品組合(設計世界中的一個狀態)。在表達時選擇不同的字彙元 素和從事轉變與結合運作的不同步驟可得到不同的組合替選。因此作品的組合整體是由用以表達 的形體字彙和轉換與結合運作單元的集成所限定與建構。形體字彙和用來表達形、並從事形的轉 換與結合的有效運作單元描述了設計世界的性質，並提供了設計發展實現的必要手段。設計者為 設計世界選擇基形和定理便建立了可讓設計者發展的形式可能性領域，而這領域需能適合手邊的 任務─形體字彙應包含與手邊工作有關的形，運作單元需容易建構形體字彙的開發過程，而理論 模型的執行效率應佳，以便於設計任務的操作。 藉著視覺的察驗、測量儀器的使用與電腦軟體的執行，在設計世界中用以評估形的功能和關係的 方法賦予設計者觀察一個設計的能力，而這些觀察能與設計者的知識結合產生有用的推論。換句 話說，具有某個類型系統架構內知識的組織使設計者能觀察建築圖畫、比例模型、或其它設計世 界中所建構的敘述。設計者應用本身敘述習慣的知識來辨識抽象的圖形類型，而這些抽象物各自 代表與指涉構造世界中的真實元素。基本上，設計世界的實用性大部分取決於其所能觀察範圍的 大小，而不同世界中字彙和語法的習慣、以及不同世界間對應的習慣會定義出一個可形成設計推 論的架構。
媒材的呈現
呈現乃指用在腦海中的符號、象徵或圖樣將未實際出現的事物重新表現(re-present)，它呈現的 是外在世界的某個面向、或是內在世界中的某個想像事物(Eysenck, 2003)；內顯於腦海中者為 內在呈現，亦即心像，而表現在外的可見實物稱為外在呈現。 與設計相關的呈現大致可分為平面呈現與空間呈現兩種。平面呈現有文字標記(depiction marks)、符號(diagram)、圖解(graph)、平面圖、立面圖、剖面圖、透視圖、彩現圖等(Faruque, 1984； Fraser & Henmi, 1994； Herbert, 1993； Robbins, 1994)；空間呈現則有數位模型 與實體模型。設計者習慣用抽象、概念的呈現來表示複雜物事的形態，因此這些具像物具有不同 的抽象層級(level of abstraction)(Faruque, 1984; Gero & Neillkey, 1998)。平面呈現與空間呈 現之間最關鍵的差別在於空間的呈現能夠做多面向的檢視，而平面的呈現僅能掌握單一面向，因 此 3D 透視圖因僅呈現某一面向的資訊，乃屬於平面的呈現。在設計概念發展的過程中，平面呈 現一般通稱為草圖(sketch)，空間呈現則多以模型(model)的形式呈現，此兩種呈現皆會依表現 的媒材而顯現出屬性不同的視覺層次並影響著設計思考與認知行為，Faruque(1984)指出這些呈 現的結果某種程度的反映了設計者思考的過程。 平面呈現 草圖會因應各設計階段不同的目的產生，主要生產在設計的初期與晚期(Goldschmidt, 1991; Herbert, 1988)，而草圖在設計上的使用多被作為設計者認知行為研究的檢測用(Neiman, et al., 1999; Purcell and Gero, 1998; Scrivener, et al., 2000)。草圖在概念發展初期是作為設計者在個 人想法具現過程中所操作的媒材，是一種用作個人思考的工具，且為設計者將其想法呈現出來的 一種成型方式(Lansdown, 1987)，少以公開的溝通與表現法為其目的；另外，草圖亦作為推論 問題的觸發物(Kavaki, et al.,1999)。草圖過程中，設計者習慣以簡單抽象的圖形來呈現心中構想(Lim, 2003)。Goldschmidt(1991) 發現設計者在畫草圖時不僅是將心中意象表達出來，更藉由草圖繪製過程中的視覺展示(visual display)引發(trigger)心像。因為設計者在某些時候(例如注意力短缺的狀態下)無法徒手立即產 生圖像時，一些既存的圖像、事物等會刺激並觸發設計者的想像(Daru & Snijder, 1996)。Schön (1992)認為草圖具有輔助設計者思考的功能，設計者會在檢視草圖的過程中發現無預期的關係或 圖形並從中加以修改，此時設計者與設計媒材(一般紙筆)之間的輪替會產生許多無預期的發現 (Scrivener, et al., 2000)，而這些不同資訊的發現會進一步刺激新的想法(Suwa, Purcell, & Gero, 1998)；草圖不僅能輔助短期記憶，尚能做為外在記憶之用(Lim, 2003)。
草圖具有含糊、不完全、抽象、不精確等特性(Goel, 1995; Goldschmidt, 1994; Herbert, 1988; Scrivener, 1982)。草圖的含糊/不明確性具有能夠觸發設計思維的轉換以及刺激多種概念生成的 可能，而不精確性會引起描繪時的差異變化；設計者對所見/所想對象所描繪的草圖其展現則不 一定符合對此對象的記憶/想像。能顯示關係與描述各種細節的草圖使設計者可以在同一個時間 裡看到大量的資訊。草圖常常是非常小的，以便於在同一張紙上做多種不同的類比(analogy)， 此允許設計者零散的畫著並保有各種點子，而設計者思考的序列因此被記錄下來並能任意的返 回。草圖中不同圖像的結合也可以產生出進一步的變化(Laseau, 2001)。Laseau(2001)形容草圖 是直接而具表示性的。
Akin(1978)指出「草圖」為構成設計整體所必須，但 Bilda & Gero(2006)卻認為在設計構想概 念發展階段中要得到一個令人滿意與合理的結果，其"具體化"(亦即草圖)對專家而言也許並非必 要的，進而間接推論出在概念設計中若草圖對專家而言並非必要的話，那 CACD 也就並非是必 要的；另外，Bilda & Gero 指出光是內在呈現的建構對設計而言即是為一種強而有力的優秀工 具。Laseau(2001)指出草圖的重要性來自於它們顯示了設計者如何思考一個問題，而不僅是設 計者想了什麼。
目前與草圖相關的研究主要以草圖特性分析與草圖行為研究為主，並分別以傳統媒材(紙與筆)/ 數位媒材(電腦)作為分析和探討的媒介。其中，多數的草圖研究以傳統媒材為研究重心，此乃與 設計師多主要以手繪呈現草圖、且電腦所產生的草圖尚未被認為具有創造力有關(Bilda & Demirkan, 2003; Elsas & Vergeest, 1998; Verstijnen et al., 1998)，因為設計者習慣使用筆在 紙上繪製草圖，筆與紙具有方便性、自由性、筆觸壓力、顏色、半透明草圖紙等特性，而 CAD 系統屬於完整明確的呈現系統，且普遍有行為受限的介面問題(Gross, 1996)，所以大部分的設 計行為仍仰賴紙筆的操作來進行設計構想，Eisentraut 和 Gunther(1997)指出電腦輔助設計系 統(CAD-system)無法產生草圖階段約 70% 的手繪稿。在少數的數位草圖研究裡，其研究多以 應用性研究來進行不同媒材呈現的相關探討與比較；而應用性研究多以傳統媒材為範本、參考手 繪草圖下的設計認知行為來改善數位媒材，以期能達到傳統媒材下的草圖認知行為。其中，電腦 筆式系統的探討與開發即是爲了改善電腦系統的滑鼠介面無法支援草圖繪製行為時紙與筆的功 能的問題，重點放在傳統紙筆特性和功能的模擬，主要將 CAD 的操作介面改成更符合繪圖行為 的手繪輸入方式，企圖使 CAD 系統能擁有紙筆的特性而可自由的畫出模糊的草圖，讓設計的整 個過程有機會都在電腦系統中完成(Gross & Do, 1996; Landay, 1996; Lim, 2003)。其中，多數 研究者認為手繪草圖能自由呈現不同的圖形是因用來繪圖的筆的緣故，而此乃影響其研究導向的 決定性因素。
空間呈現 空間呈現相較於平面呈現具有距離與深度等空間性的特質(Abadi, 1996)，在設計過程中多以模 型做為空間呈現，其中又依表現用的媒材特性不同而有實體模型和數位模型之分，發展設計的未 定案模型則稱為草模。模型具有量體、結構、材質等三度的空間呈現特質(Hohauser, 1970)，能 使設計者自由的轉移視角與相對位置，屬於全環境呈現，可做全面或集中的檢視，並可加以增添、 改變。在建築領域裡「模型」相較於其他呈現方式更能表現建築意念，具有耗時長(理解與製作)、 意念具象的再呈現、向度轉化等特點。
我們可以看到因呈現方式和功用的不同所產生的不同層次的模型(Poter & Neale, 2000)： ○ 參考用(reference)：基地模(site model) 城市模型(city model) ○ 發展用(study)：概念模(conceptual model) 設計發展模(development model) 量體配置模(block model) ○ 呈現用(presentation)：呈現模(presentation model)
建築室內模(interior architecture model) ○ 模擬/測試用(simulation/test)：空間模(space model)
結構模(structural model) 光模(lighting model) 風洞模(wind tunnel model) 等比例模(mock-up) 隨著設計構想的發展，不同的設計階段會輔以不同層次的模型呈現來幫助思考，其呈現會隨著設 計者的思考由抽象逐漸具體、並由概念趨近於真實(Lindsey, 2001)。 傳統是由手工製作實體模型來輔助設計的理解與表現，其製作包含了身體綜合感知的立體經驗， 呈現的是三維的思考—包括量體關係、比例尺度、材料質感和基地資訊等，製作的材料會影響 思考內容。近代因數位媒材的興起，大量的數位模型被使用，相較於實體模型更接近平面呈現， 不同維度的呈現之間轉換更為直接，其特點在於現實中多樣要素的模擬與易於替換(變動度高)， 減少真實的限制(Mitchell & McCullough, 1991)。實體模型與數位模型的差別在於實體模型之 於人為絕對尺寸，數位模型之於人為相對尺寸；實體模型較之於數位模型多了真實的量體感、觸 感和個人特質與誤差，而數位模型則比實體模型多了精準度、動靜態效果模擬與多層次編修等優 點(Breen et al., 2003; Chang, 2005)，兩種不同形式的模型具有互補的本質。
呈現的特殊性 呈現在設計中作為多面向且複雜的溝通角色，因設計者的使用被發展出多種不同的呈現方式。可 能的呈現方式其範圍相當廣泛，但通用的有限。不同的呈現方式有不同程度的「示功能性(暫譯： affordance, 指一種特定環境之於特定功能/行為的引發可能或隱然暗示的程度)」與「抽象層級」 (圖 2.10)。我們可以看到，某些呈現具有特定的通用範疇，只有懂的人才得以涉入以那種呈現語 言所構成的世界(建築圖說可視為一典型的例子)，此顯示了呈現具有的侷限與排他性；換句話 說，呈現的運用是需要學習的，此意指著某種領會的門檻。基本上，不同的呈現個別適用於某些 特定的用途與需求(Kalay, 2004)。
圖 2.10 (after Kalay, 2004, p.117)
設計者對媒材的使用
設計者須先對某個媒材具有相當的專精程度才能真正的藉由它來進行創造(Liu & Eisenman, 2001)。在〈像設計大師一樣思考〉(Millman, 2007)一書中，我們可以看到設計師們有各自偏好 的媒材和使用方式： ○ Abbott Miller(Millman, 2007)：他的點子都在腦子裡、不在紙上，所有的東西在被寫到 紙上之前，早已經在腦海裡翻過一輪，因此他是不太畫草圖的。他覺得他的思考方式是比 較抽象的。他表示多數人喜歡畫草圖，是因為他們透過視覺來做思考：看到具體的東西、 思考、然後透過思考把這個具體的東西轉為概念性的想法；並假設自己如果是透過視覺來 思考設計，可能做出來的設計都會很相似。 ○ Lucille Tenazas(Millman, 2007)：她在創作的過程中會有很多的素描和畫畫，她表示主要 是因為她不會用電腦，更不用說在電腦上做設計了。 ○ Jessica Helfand(Millman, 2007)：她覺得能快速無礙的與人溝通是很重要的一件事，認 為畫畫就可以做的到，因為畫畫可以很有效率的呈現一個人的想法，是將想法具體化的一 個好方法。她喜歡畫畫，而且將它看得很重要。相對的，她認為電腦沒辦法幫人腦思考。 她苦惱於電腦軟體升級這件事，這使她覺得自己很無能。她一直在等 Adobe 看能不能重 新推出「Photoshop 經典版─Photoshop 1.0」，她表示這對年過四十的人來說絕對是一 大福音。 ○ Steff Geissbuhler(Millman, 2007)：看情況選擇適合的媒材。如果有比較複雜或其架構 就是比較適合用電腦來操作的案子，他就會直接在電腦上作發想。 ○ Chip Kidd(Millman, 2007)：幾乎完全都是用電腦在做事，即使在學校念書的時期(那時電 腦尚未出現)也是不太擅長畫草圖的。他也不曉得為什麼，但就是畫不來。他想也許是跟他 認為與其花時間去記錄，不如實際把它做出來的意識有關。通常他都會試圖把完整的的作 品直接做出來，即使在初期的階段也是如此。他認為在這方面電腦幫他省了不少功夫。有 趣的是，Chip Kidd 有一本剪貼簿，他會把有意思的句子剪貼起來。 我們可以發現上述的設計師們在媒材的使用上具有程度不同的傾向，歸納如表 2.2 所示。
表 2.2
Abbott Miller Lucille Tenazas Jessica Helfand Steff Geissbuhler Chip Kidd 心像 紙筆 紙筆>電腦 紙筆=電腦 電腦 當然我們也可以看到許多類似的現象。Frank Gehry 在碰到電腦之前，基本上是不相信視覺化的 東西的，當然也不相信電腦圖像，因為就他的工作模式和所從事的工作類型來說，實體模型佔據 著非常重要的地位，而此要替換到視覺化對他來說其實有相當的困難(Liu & Eisenman, 2001)。 Design Council 的新主席 Michael Bichard 提到「I'd have loved to have been an architect, but I couldn't draw. (雖然身在設計領域，但是我不會畫圖)」。在胡文昌(2000)的實驗裡，受測 者可以自選媒材，而以方法引導設計的受測者選擇了電腦做為設計發展的媒材。而在
Lawson(1994)對 10 名建築師的訪談中，發現設計者大都習慣藉由紙筆迅速的畫出草圖來思考 設計，並看到最為普遍的現象是這些專業的設計者們多數皆表示他們若沒有筆在手就很難去思 考，而在紙上做記號的行為似乎能使思緒(想法)和字詞湧出，筆就有如他們的發言人。在那之中， 他們設計時皆有各自獨特的紙/筆使用偏好，此乃他們認為最能觸發自己思考的使用情境； Lawson 認為，工具的手感和與紙互動的方式能引導正確的心向(mental set)。此外，這個訪談 裡建築師們對用電腦來輔助設計顯露出不同調的態度，部分建築師顯得興致勃勃，然而多數對於 以電腦作為設計工具卻顯的興致缺缺，Lawson 亦對此產生了疑惑。
Laseau(2001)指出有些建築師(ex. Alvar Aalto)喜歡用寬的多線的畫法做設計的這種特定方式會 給予他們某種質感的實質經驗，而這一類被選定用來表達的媒材所具有的特有屬性通常扮演著很 重要的角色。繪畫工具或介面的選擇有其含義，因為它們通常會提供某種程度的舒適以便支持點 子與想法的湧現(而此對電腦媒材欲達到有效的使用是一種挑戰)。設計者需能對自己思考的方式 感到自在舒服以便有效的思考。此意味著他們需要謹慎的選擇適合他們思考方式的設計方法、工 具、以及環境。合適的媒材或工具是容易使用與維持的，而且是便於攜帶的。固定使用的媒材能 使設計者減少擦拭與重畫等會消耗時間的習慣。每個人的喜好和思考不同，因此每個人應該要試 著為自己的圖像思考找到一個簡單卻有效的媒材。 一般來說，在熟悉的情況中人會仰賴自己記得的機能與形式的聯合關係，但此不足以使人能了解 新的或不熟悉的事務，因此人需要某個方法來自形式中推導出機能。當一個目的能經由不同形式 的選擇而達成，以及當相等的形式能達成不同的目的時，人會選擇一特定的方式來找出形式和機 能之間的關係。其中，個人對元素中形體和材料的相關知識以及如何運用這些元素的知識會建構 出一套獨有而別具特徵的建築語言，而這會隨著新的認知逐漸演變，諸如學習如何使用新的元素 類型、發現已知元素的新用法等新情況的產生(Mitchell, 1992)。理論上，打破定勢與慣性是有 益於創造的(Gleitman, 1997)，但我們可以發現，設計者面對新媒材—數位媒材的出現與使用的 趨勢時，的確會產生程度不一的磨合過程(見附錄 A-2)，而此所造成的心理與態度也導致了某種 非電腦世代與數位世代的斷裂現象出現(Liu, 2000)。簡單來說，習慣於某種溝通方式會對同時期 的建築實踐形成某種妨礙，因為此會在其他有效的溝通/呈現方法的吸收上形成某種壓力。這種 局限性是由下述幾點習慣的溝通方式所包含的不利條件引起的(Kalay, 2004)： ○ 缺乏靈活性：對於抽象層級在設計階段的調整上缺乏彈性。 ○ 改變與發展的能力有限：在設計過程的進展中無力改變與展開。
○ 貧乏的資訊處理能力：面對設計一棟建築所需要的大量資訊時，對這些資訊能提供的有效 取用和處理其潛力有限。 ○ 對成果評估的支持有限：難以提供適當的資訊來評估過程中的設計且難以預測其成果。 ○ 控制集中化：對設計過程的掌控集中於少數人的手中。 Kalay(2004)認為，電腦科技所帶來的新型溝通與呈現方法具有相對於以上五點的優勢，能夠消 弭上述因設計者本身的習慣方式所帶來的缺陷。
不同媒材所引發的差異
我們可以看到不同媒材的使用在不同的設計範疇中引發了諸多差異： z 設計過程：傳統過程為「草圖繪製到概念構想」，以電腦輔助設計軟體(CAD)作為唯一的設計媒材後則轉變為「思考到概念構想」的過程(Hanna & Barber, 2001)。
z 設計思考過程：在構想發展階段，相對於傳統媒材(草圖)的「概念—形象」的互動過程 (Goldschmidt, 1991; 1994)，電腦媒材的使用會使設計者的思維模式因電腦的「操作」特 性形成概念、形象與操作三者間互換推論的循環過程(Wong, 2000)。使用電腦媒材的設計 者會耗費較多的時間在操作上，對於設計的心思因此相對減少(何孝元, 1995)。 z 設計思考方式：媒材在設計過程中改變的只是特性的呈現，而媒材的圖形呈現能力或特性 會改變設計者做設計時使用圖形思考的習慣(Lim, 2003)，此意味著設計者會因不同媒材改 變思考和推論的方式(Bilda et al., 2000； Bilda & Demirkan, 2003)。一般使用者需轉換 其思考至電腦邏輯架構可以使用的方式(何孝元, 1995)，但專家對草圖中不同圖形的思考 已非常熟悉且固定，因此在使用不同媒材畫草圖時，對圖形的使用會產生改變，卻未明顯 影響圖形的思考(Lim, 2003)。 z 設計認知：設計者使用傳統媒材時其焦點的轉換是暫時性的，使用數位媒材時則是線性的 繼續發展。此影響設計者注意的層級，傳統媒材時為整體與局部交互穿插，數位媒材時則 呈現由整體→整體與局部交互穿插→局部的認知走向(李惠琳, 2002)。而電腦媒材的認知 週期在草圖生成後即停止，傳統媒材則為繼續發展(Lim, 2003; Won, 2001)。Bilda & Demirkan(2003)指出，雖然現階段的電腦輔助設計軟體尚未能支持早期的概念設計階 段，但可作為一個有關心理意像的工具。 z 設計成果：傳統媒材繪製出的結果是已知的，數位媒材輸入資料後的結果則是未知的，具 有意外性(Chen, 2001)。在概念呈現上傳統媒材偏概略，電腦媒材偏精確，此因媒材特性 不同所致(Won, 2001)。 z 設計行為：設計者使用電腦媒材的認知行為較傳統媒材複雜(Lim, 2003)。在構想的行為中 數位媒材的使用是構想主動、設計者被動，此使用現象與傳統媒材完全相反。另外，數位 媒材在概念發展階段似有不便之處，此與使用者的設計習慣和軟體流暢度有關。有些設計 者雖然接觸到數位媒材有別於傳統媒材的意象特徵，但並未因此傾向在草圖行為中作頻繁 的使用。其原因為他們在傳統媒材的使用中養成了某些習慣性的行為，因此無法適應於軟 體部分的特性。而這顯示了即使經歷過軟體的相關訓練，他們在使用電腦來輔助設計上仍 屬新手(novice user)(Bilda & Demirkan, 2003)。Bilda & Demirkan(2003)指出，設計時 使用的媒材會影響「學習效果(learning effect)」。如果設計者設計時使用本身較為了解的 媒材，其學習的效果似乎會被增強。
