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澳底案居住生活模式設計研究

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(1)

國 立 交 通 大 學 建築研究所碩士論文

澳底案居住生活模式設計研究

澳底案居住生活模式設計研究

澳底案居住生活模式設計研究

澳底案居住生活模式設計研究

RESEARCH ON THE AODI PROJECT SIMULATED FROM RESIDENT ACTIVITY IN A LIFESTYLE DESIGN

研 究 生:程家倫

指導教授:劉育東

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澳底案居住生活模式設計研究

澳底案居住生活模式設計研究

澳底案居住生活模式設計研究

澳底案居住生活模式設計研究

RESEARCH ON THE AODI PROJECT SIMULATED FROM RESIDENT ACTIVITY IN A LIFESTYLE DESIGN

研 究 生:程家倫 Student:Chia-Lun Cheng 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 Sciences

National Chiao Tung University in partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Master

In

Science of Architecture

July 2009

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

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人的生活模式,是由傳統和文化所影響的居住方式,與被建造的環境和建築 物相互作用而產生;建築的任務是滿足人類需求並且反應人們喜歡的居住方式, 故由居住空間規劃的建築師來思考生活模式將能提供適合人們的環境需要和期 望。建築及環境設計案的計畫過程應包括白天和夜間的共同設計,非常重要的是 將考量到許多種的社會活動。並且不僅是專業人士參與,另外有很多參加者協作 例如規畫者,設計者,工程師和管理者在加上非專業領域的人像客戶和居民這樣 的人,在適當的媒材及溝通方法下所有參與的人才能對未來的空間與生活規劃達 成共識,如此將能順利的完成此建築及環境的計畫。 大多數人想要瞭解人類近未來的可能生活形態為何?究竟數位模擬生活所 呈現出的態樣為何?在建築界汲汲探求的下一個電腦輔助設計應用的時代,是否 能根據未來生活的模擬,做出最佳的規劃設計來贏得業主及居住者的認同?本文 將從實際案例-澳底案的生活需求面出發,從日常生活活動,活動場合,活動時 間,以及社會生活層面等,建構出未來生活方式的輪廓。進而探討目前澳底案在 現階段環境設計規劃的方向。 本研究之研究方法分為三個步驟來進行:第一步驟首先研究一實際案例:大 阪大學活化岡山市的生活模式模擬及操作方式。第二步驟依據所得到的方法步驟 架構,來分析澳底案可能的居住者、場景及活動,作為未來的生活情境描述。再 進行未來澳底案的生活劇本編寫。第三步驟以即時3D模型的方式重新詮釋劇情 中的情境,使得觀察者能以較為沉浸的方式,進入澳底案未來生活方式的場景 中,以期能根據不同觀察者的角度,對於澳底案未來生活方式能有不同的體驗與 想法,進而對劇情中的情境及生活做出新的建議。 本研究預計將設計出澳底案未來的生活模式劇本,並實際地將其以影片與即 時 3D 環境的方式呈現。期望在未來生活模式的研究能在空間設計之前,以幫助 建築設計者做出更好、更適合的空間及環境規劃。 關鍵詞 關鍵詞 關鍵詞 關鍵詞::::生活模式、環境設計、劇本、即時虛擬實境、3DCGPRA

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People's lifestyle, comes from the interaction of inhabitancy which is influenced by tradition, culture and the environment that is built; The task of architecture is to fit the needs and the way of inhabitancy which reflect what people like, therefore planning lifestyles by the architect will offer a suitable environment and space to people. Cases regarding collaborative design of buildings and the environment should include considerations of daytime and night. Another very important aspect is considering many kinds of social activities. And not only do professional designer participate, a lot of cooperative participants for example the planner, the engineer and the administrator take part as well. In addition, people like the customer and residents also participate. Using proper media and communication can allow all participants to link up and have common understanding of future planning for space and life. Thus, the accomplishing of building and environment planning can run more smoothly.

Most people want to understand what are possibilities for lifestyles of the near future? What would a digital simulation of lifestyle look like? In the next CAAD era, would it be possible that according to simulation of future life, architects can make the best of their design and gain appreciation from clients and future inhabitants? This paper is based on the scenario of a real case – the Aodi project. An outline of a future lifestyle will be based on the daily life activities, the activity occasions, activity time, and the social life aspect, etc. And then probe into the direction of environmental design and planning of Aodi project at the present stage.

The methodology of this paper is divided into three steps: in the first step, case study on the proceeding methods of one similar case will be done to understand the method and structure that lifestyle simulation needs; According to the analyzed method and steps, possible occupants, scenes, and activities of the Aodi project will be presumed. Then by adding current environment and architecture design, a future lifestyle scenario will be created as the second step. The last step is presenting a simulation of the scenario to the observers in real-time VR environment that is comparatively immersed. Allowing observers to enter the environment of the Aodi project among the future scene of lifestyle. By following different viewpoints of the observer, they are expected to have different experience and ideas about future lifestyle in Aodi project. Therefore the new comments and suggestions on the life situation in the scenario will come.

This research is expected to design future lifestyle scenario of the Aodi project, and present it through the 3D animation and real-time VR environment finally. To expect if proceeding future lifestyle study before design, that will help the architecture designers to make better and suitable space design and environmental planning

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從部隊退伍下來後,我想要到研究所的環境再多學習吸收新的知識及資訊,感謝 所上的劉育東老師、侯君昊老師、葉李華老師及張基義所長讓我有這個機會到唯 一報考及希望入學的交大建研所學習,在這裡我學到好多,也認識許多好朋友。 在這篇設計創作論文的寫作上,我想對劉育東老師致上最深的謝意。在我撰寫論 文及設計最後作品的過程中,除了對我的指導外,也給予最高的信賴與鼓勵;同 時,也在老師主持的許多計畫案的參與中,學習到如何以國際尺度、都市尺度、 區域尺度及空間尺度來從事一個合作性的建築計畫,特別是與國際學術及專業的 人士交流,讓我學習到建築領域的國際水準是如何,也打開了我國際的視野,而 這些都是我當初進研究所前未預料到的。 也非常感謝口試中給我精闢指正的侯君昊老師及李元榮老師,讓我能將此篇設計 創作論文做最好的修正;兩位老師的認可同時也讓我對自己最後設計的互動動畫 更加有信心,也感到驕傲。 再來我想感謝協助我完成論文的姿汝學姊,小傅學長及志遠,沒有你們的論文寫 作指導、動畫彩現的硬體以及軟體的技術支援,本論文的想法將無法實現。另外 要特別感謝大阪大學的福田教授不吝的將我需要參考的論文寄給我,讓我感受在 學術的路上有著外國朋友的支持。 最後要感謝的是值持我一路走來的家人和好友。因為爸媽的支持、姊姊冠瑜及弟 弟冠博的關心、好兄弟仕豪及銘軒的鼓勵,還有陪在我身邊給我信心的思瑜,因 為你們這篇論文才能順利的完成。 完成論文後自己即將走入人生下個階段,從學生的身分轉變成社會人士。我會永 遠 記 得 在 交 大 建 研 所 一 起 學 習 的 同 伴 以 及 跟 Aleppo 一 起 有 革 命 情 感 的 team members,這段時光將是很美好的回憶。我也會更加努力,讓自己能成為有一番 作為的人,希望將來能讓爸媽和建研所都能以我為榮。

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英文摘要 英文摘要 英文摘要 英文摘要 誌謝 誌謝 誌謝 誌謝 目錄 目錄 目錄 目錄 第一章 第一章 第一章 第一章 緒論緒論緒論緒論 1.1 設計背景 1.2 設計目標 1.3 設計方法與過程 1.4 設計報告架構 第二章 第二章 第二章 第二章 文獻回顧文獻回顧文獻回顧文獻回顧 2.1 生活模式的研究 2.2 生活模式模擬媒材 2.1.1 透視圖模擬 2.1.2 動畫模擬 2.1.3 虛擬實境模擬 第三章 第三章 第三章 第三章 生活模式生活模式生活模式生活模式案案案案例例例例分析分析分析分析 3.1 生活模式模擬案例 3.2 案例架構分析 第四 第四 第四 第四章章章章 澳底案生活分析澳底案生活分析澳底案生活分析澳底案生活分析 4.1 澳底案說明 4.2 未來生活型態分析 4.2.1 未來生活走向 4.2.2 生活類型 第五 第五 第五 第五章章章章 澳底案生活創作澳底案生活創作澳底案生活創作澳底案生活創作 5.1 生活模式表現架構 5.2 澳底案生活模式腳本 5.3 澳底案生活模式模擬 第六 第六 第六 第六章章章章 設計創作設計創作設計創作設計創作結論結論結論結論 6.1 設計創作的內涵 6.2 設計結論 參考文獻 個人簡歷 ii iii iv 01 01 02 03 04 08 09 11 14 17 20 24 27 27 29 36 39 41 45 48 50 54

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第一章

第一章

第一章

第一章

緒論

1.1

設計

設計

設計

設計背景

背景

背景

背景

電腦能準確預測地震發生,機器人為家庭主婦代勞,人類在月球建造可居住 的基地…這一切聽起來像是科幻小說的情節,卻是日本文部科學省在2005年針對 2700名科學家與研究學者,進行一項長達數個月的意見調查,列出會在不久的未 來實現的科技突破。他們提供的預測,都將納入日本政府的科學資助計畫。 讓我們來假想一個情況,在教育環境中,當老師對學生們解釋蝴蝶的一生, 學生們的眼前,即刻呈現著從幼蟲至成蛹至蛻變成蝴蝶的態樣,一切過程猶如現 場直播活生生的展現在學生面前;在家庭中,我們可以看到高大的球員,在我們 的客廳中奔馳、流汗,我們的心情隨著球賽的行進而起伏;在建築環境中,除了 可以模擬建築物完成後的狀態,我們還可以進一步的觀察整個區域日照與四季的 變化,進而模擬未來的生活型態。作為一個觀察者,我們看到的是三度空間的圖 素在空間飄盪,因此我們可以掙脫時間線性的束縛,同時觀察過去、現在、未來, 數位模擬生活的來臨,改變了人們對時間、空間的觀感。 人類對未來的憧憬,自古從神話的編纂,至今對未來的各種預測。人們用不 同的方式來表達對未知與不確定的描述。科幻小說或科幻電影的情節在現在的時 點看起來或許令人覺得匪夷所思,但隨著人類科技、文化的不斷進步與進展,小 說不再是小說,科幻也不再是科幻,卻成為可能的人類生活形態,成為數位模擬 生活的發展。本文企圖從人們生活的可能需求發展來做情境的演繹,並以澳底案 為例,從完成後的時間點,進而觀察未來可能的生活方式發展,以期能及早做環 境的準備,甚至是成為設計的方向。

1.2

設計

設計

設計

設計目標

目標

目標

目標

人類生活自過去以工業革命及製造業為主軸的舊經濟時代,轉變為今日以資 訊及數位革命為奠基基礎的新經濟世紀,歷經了無數的科技與文化上的創新改 變。不論是社會文化的變遷、經濟型態的改變、人際網脈的連結,均呈現持續性 或跳躍式創新,其相互交錯影響形成今日數位化社會。科技持續不斷的演進、市 場需求的擴張變化、人類生活品質的提高、社會家庭結構改變等多重因素在新經 濟社會中扮演著驅動因子,促進人類社會再次面臨另一回合的變革。站在今日的 時點,我們想要瞭解究竟我們人類近未來的生活形態為何?技術的創新、人文的 創新、對生活需求的創新會帶領我們進入哪一種境界或回歸到那一種生活方式?

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而究竟數位模擬生活所呈現出的態樣為何?一般民眾是否能接受預測的生活方 式?建築界汲汲探求的下一個電腦輔助設計應用的時代,是否能根據未來生活的 模擬,做出正確的規劃設計來贏得業主及居住者的認同? 本文將從實際案例-澳底案的生活需求面出發,從為來居民可能有的日常生 活活動,活動場合,活動時間,以及社會生活層面等各生活構面,建構並擘畫出 未來生活方式的藍圖。從未來的時點,回過頭來觀看現在的時點,進而探討目前 澳底案在現階段環境設計規劃的方向。

1.3

設計

設計

設計

設計方法與

方法與

方法與

方法與過程

過程

過程

過程

本研究的方法與步驟先確認研究動機與目的,以數位模擬澳底案生活為探討 主體,從各區設計轉變到實際營造的過程中,建築與生活環境的變化與發展,所 帶來的影響與展望來進一步探討澳底案未來生活方式的狀況與發展,並分為三個 步驟來進行。 設計過程一 設計過程一 設計過程一 設計過程一 研究一實際案例:大阪大學活化岡山市的論文(Kaga et al.,2005)中對於生活模式 模擬以及其操作方式,經過分析並架構出此篇論文中模擬生活摸式所應用及需要 的方法步驟;再經由參考所分析出的方法步驟架構,針對所研究的澳底案以及新 的設計表現媒材,來架構出本文將應用的生活模式表現的方法步驟。 設計過程二 設計過程二 設計過程二 設計過程二 依據所得到的方法步驟架構,來分析澳底案可能的居住者、場景及活動,作為未 來的生活情境描述。再根據未來生活趨勢的走向分析推論澳底社區將發展的生活 場景,與現行各區塊建築設計以及澳底社區大環境的規劃狀況相配合,提供下一 步驟澳底案未來的生活劇本編寫的基礎想法。 設計過程三 設計過程三 設計過程三 設計過程三 完成澳底案未來的生活劇本編寫,根據劇本中所設立的角色與環境製作,並以即 時3D環境瀏覽的方式重新詮釋劇情中的情境,使得觀察者能以較為沉浸的方 式,進入澳底案未來生活方式的場景中,以期能根據不同觀察者的角度,對於澳 底案未來生活方式能有不同的體驗與想法,進而對劇情中的情境及生活做出新的 建議。

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1.4

設計報告

設計報告

設計報告

設計報告架構

架構

架構

架構

本設計報告架構分成六大章節來陳述研究內容。 第一章:說明本報告之背景與目的,並提出設計方法與過程之概要說明。 第二章:針對生活模擬,情境分析進行先前研究的回顧與探討。 第三章:研究實際案例觀察生活模式的模擬方式,分析出所使用的表現架構。 第四章:介紹澳底案的內容以及對未來社會的生活趨勢走向,進而分析澳底案基 地上可能出現的生活場景。 第五章:提出模擬劇情腳本以3DCG動畫以及Realtime3D模型的方式來模擬劇本 的真實狀況。 第六章:整合設計結果提出結論,並說明此創作的過程及貢獻。

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第二章

第二章

第二章

第二章

文獻回顧

文獻回顧

文獻回顧

文獻回顧

本章主要依據前章所述之問題與目標分別就生活模式研究以及生活模式模擬媒 材兩個方向進行先前研究的回顧與探討,生活模式的探討包括對其之定義、產生 及一般領域的研究;模擬方式主要為模擬關於空間設計領域上的研究,其中包含 模擬媒材的發展及對空間設計呈現所扮演的角色。

2.1

生活

生活

生活

生活模式

模式

模式

模式研究

研究

研究

研究

人的生活模式,是由傳統和文化所影響的居住方式,與被建造的環境和建築 物相互作用而產生。生活模式影響空間的實體特徵像是︰空間的組織,空間與其 位置之間的距離等等,故由居住空間規劃的建築師來思考生活模式方面將提供適 合人們的舒適環境需要和期望。在建築設計裡關於住戶生活模式所包含的知識重 要性已經被許多研究人員所強調,如 Bourdieu (1984) 說明得到關於社會地位的訊 息的意義,Douglas (1996) 強調此類研究的重要性看法,Hojrup (2003) 則指出生 活模式的了解應被專業地要求以確定使用者遷入後的狀況, Salama ( 2006 ) 強調不僅應著重於得到關於使用者生活模式的了解,並且應 該整合關於使用者、家庭、將來居住的偏好和現今的房子特性的訊息結合在一 起,創造一張用戶生活模式的完整構圖。Hillier (1984, 1996)指出空間有質量和特 性將影響這些空間中人的相互作用和使用。因此,如果空間被錯誤設計,在環境 裡的社會共同存在的自然和諧的居住模式將無法達成。 建築的任務是滿足人類需要並且反應人們喜歡的居住方式,Habraken (2003) 強調建築師不應該設計一棟強迫人居住的建築物,相反地,建築師應該在他的設 計裡考慮許多設計變數,因為這將影響人們的生活模式和既有習慣。一生活模式 通常反映出一個人的態度,價值或者世界觀並且將包括社會關係和娛樂的方式。 一座建築設計案的計畫過程包括白天和夜間的共同設計,非常重要的是將考 量到許多種的社會活動(Sasada, 1999a)。並且不僅是專業人士參與,另外有很多參 加者協作例如計畫者,設計者,工程師和管理者在加上非專業領域的人像客戶和 居民這樣的人。基於適當的媒材溝通下所有參與的人應給此建築設計計畫提供一 些實際的生活的經驗並提供出未來的生活想像,若能允許參與的人透過VR (Virtual Reality)、CG(Computer Graphic)的方式檢查它,這些應能被作為一種設計 或者通訊媒介有效地使用和實質上改進設計/評論效率。

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生活模式的資訊與考量應該在建築物的設計過程中被執行來確保未來住戶 的需要和活動,這些有可能是︰視覺和聲音的隱私、戶外活動及娛樂活動的空 間、為了適應家庭成員的增加,在內部和外部空間的設計過程中的靈活性、空間 用途或者多種使用上的變化、和為主人和客人使用空間和服務所考慮的細節..等 等。相反的,如果不重視居住者生活模式的了解,可能引起許多不良環境的結果 使住戶的使用上的不適當及不舒適,將迫使居住者在原本的設計上進行改變。可 能的結果會是改變內部的空間的構造適應多功能用途或者在使用方式上改變,更 動內部隔間來改善所需空間之間的視覺和聲音的隱私,或者直接把室內外空間修 改更動原本的設計來適應家庭和客人的娛樂活動和改變動線的安排,這些變化的 目的僅是住戶適應自己地方上或習慣上的生活模式 故生活模式也許可以被定義為在物理,心理,社會,精神上皆必須考量的設 計條件,當生活模式被設計者重視並且考慮到住戶的未來可能需要時,住戶對於 這種建築設計的居住品質將更能滿意,並且不會輕易的改變最初的空間設計。而 當建築師/設計者放棄生活模式的考量而單方面只重視自身的設計想法,將和使 用者作用產生不良,不方便,缺乏變化和不舒服的建築空間。 圖 圖圖 圖222-2--1 -1 生活模式1 1 生活模式生活模式-生活模式--人的活動-人的活動人的活動 人的活動 生活模式的設計屬於設計圍繞的新領域,廣泛的環境和在設計過程中包括各 種各樣的領域,包括建築,城市規劃,土木工程和景觀美化。在這些廣闊的領域 連結下,設計者與每個領域專家合作的過程,客戶和普通民眾將參加其中,而所 有這些人交流並且合作對最終結果而言是非常重要的。在初期那些參加者的合作 方式,將會確定主要的設計方向,是創造性並且有主導地位的, 而在設計的整 個過程裡,是成功的一個主要因素。

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對發展一個生活模式的合作計畫,那些參加者分享他們的想法和意見是必須 的,特別是在初步設計階段,溝通思考方向對設計的主軸是非常重要的。計畫的 那些參加者在溝通及模擬的現有工具包括地圖,草圖,平立剖基本圖面及3DCG 透視圖等等,然而,使用現有媒介,例如平立剖基本圖面地圖。特別是對普通民 眾來說較難或者不容易理解細節,他們在某些領域中沒有解讀細節的專門技能, 即使在透過3DCG透視圖的表現,建築物的理解程度也許能提高,但環境設計及 想像僅有少部分被理解,特別是自然環境及使用者活動的部分。透過使用這樣的 模擬呈現方式,有時專家也不太能理解所要表達的生活想像,更遑論非專家能理 解設計的內容。在那些參加者中的交流與溝通幾乎沒有效率,和更長的時間都消 耗在表示他們的意見。 設 計 模 擬 媒 材 現 今 演 變 成 一 個 新 的 稱 法 「 數 位 媒 材 」 (digital media) 。 Manvoich(2001)指出數位媒材的產生,來自媒材科技與運算的聚合,媒體科技從 攝影、電影、電視等一連串的發展,以及電腦科技之運算不斷的精進,到足以整 合傳統之影片、聲音、文字到到電腦運算裡,成為數位媒材。在設計上,Kalay(2004) 將電腦新媒材認分為三種層次,第一種比較著重在設計本身,如電腦做為設計的 工具、溝通的工具與輔助設計與思考;第二種是電腦成為空間本身,空間有某種 思考的智慧空間;第三種則為因電腦與網路而延伸了實體空間之網際虛擬空間。 然而第一種層次是和設計想法的呈現與溝通最為有關,也是數位媒材在設計中最 為明顯的角色。如「動畫」、「虛擬實境」與「立體視覺」等新的數位呈現方式, 擴張了設計媒材的多樣性,也補充了傳統的平面圖與實體模型的不足(Mitchell and McCullough,1994)。對於與非設計人員的溝通,更是一較直接的說明(Liu, 1996)。 數位媒材在設計呈現上較普遍的應用,從二維的平、立、剖之CAD 圖與運 算(render)精美的透視圖,發展至可呈現時間向度的「動畫」,以往透過靜態圖面 組成的片段式空間感,得以有連續的體驗。雖早期有透過攝影機拍攝實體模型所 製成的動畫,但在影像品質、製作的困難度與運鏡的靈活性皆不如電腦動畫。然 而電腦動畫讓設計師有較容易的方式操作有時間向度的媒材,常被設計師拿來當 作如電影裡可任意運鏡的攝影機(Fear, 2000),但因能在數位場景中飛梭自如,同 時運鏡手法會顯示粗糙,如以很快的速度飛上飛下,穿越建築物,或飛到不知幾 層樓的建築體中,對照著有著較長歷史的電影電視媒材有著特有的敘述方式,如 螢幕語言(screen language),是無法吸引大眾注意,更遑論讓大眾了解。且不少設 計師體認到大部份用電腦輔助設計系統所產生的動畫,是缺乏人的存在感與尺度 感(Penz, 2003)。另外,動畫的空間敘述對觀看者而言,是處於一種被動的形式, 影片內容的提供了什麼樣的內容,觀看者只能在這樣已安排下的流動視覺接受空 間資訊,而空間資訊的完善與否,則取決於設計者。 另外,「虛擬實境」除了有動畫在時間上的四維向度外,尚增加了與觀看者

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即時互動的向度。柯比意(Le Corbusier)認為體驗欣賞建築,最好的方式是靠腳, 是雙腳走到建築裡,藉由改變觀看的視點角度,去體察建築空間之連結關係,而 非只是繞著理論在走動的紙上建築(Penz,2004)。Bertol 和Foell(1997)亦認為建築環 境最好的感受與美學的評判,最好的方式是透過一個可以改變視點之連續的視覺 瀏覽,只有透過完整的瀏覽才能提供一個較客觀的空間經驗。然而虛擬實境相對 於動畫能有較完整的瀏覽資訊,但在視覺呈現品質上較無法如動畫精緻,其呈現 的精緻度與流暢性往往需要在某種硬體限制下取得平衡。 數位時代後,數位模型提供設計者另一個呈現設計想法的方法,其以幾何模 型為基礎(geometric-based)的特性則易於將「立體視覺」應用於「動畫」與「虛擬 實境」上。而立體視覺的呈現媒材,由單人HMD(Sutherland, 1968)或桌上型螢幕 的觀賞擴展到能多人同時觀看的空間模擬媒材(CAVE)。空間的感受不再只是透 過一個方形的小框框,而是雙眼立體之全視覺領域的沈浸式融入(Kalay,2004)。沈 浸式空間模擬媒材的應用亦從實驗室走入博物館與美術館,成為設計者對一般大 眾人做設計想法溝通之呈現工具(Liu and Tang, 2003)。

綜觀整個設計呈現媒材至今的發展,空間模擬媒材已是當今最能真實完整呈 現設計內容的媒材之一,它主要以立體的「動畫」與立體的「虛擬實境」兩種方 式呈現,因而設計者能將他腦中想傳達的意念想法透過這些媒材做最精準的呈 現,觀看者亦能經由時間序列所呈現的影像,更進一步了解設計者的想法。 當生活模式的尺度從建築空間到都市空間時,可以透過不同的媒材的合作方 式來描述,早期的研究者利用大量的電腦及視覺影像技術來模擬都市生活空間, Wang et al. (1998)透過使用視覺成象技術重新創造城市來研究一座歷史城市的都 市空間,除了靜態的模擬,電腦化的 3D 媒體動畫也經常使用(Bai & Liu, 1998; Day & Radford, 1998; Wang et al),近年來,虛擬實境更進一步利用在不同的屬性的人 體和環境之間提升動態特徵和彼此的互動,更成為都市的空間再現的一種新媒體 (Fukuda and Nagahama, 2002; Tang, et al. 2002), 不過,除了建物,街道和廣場等 代表都市空間中的主要的構成以外,人們的活動和空間之間產生的互動作用也成 為主要的元素。 為了理解在人們和空間之間的互動,Liu et al. (2002) 根據考古學的資料利用 數位媒材來模擬過去歷史中的古長安城,生動的表現當時的城市空間和文化生 活。再者,隨著科學技術的發展,空間和生活將來決心不可避免產生變化,研究 者都在慎重地思考在技術和文化進展後產生的新思想,並據此試著去模擬未來的 生活。例如,Vodaphone(2004)在它的互動式網站上闡述移動通信技術整合後的未 來生活。DoCoMo (2003),也試著模擬 2010 的日本科技生活。

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使用新媒材發展概念是一個訊息轉換過程,如果建築及環境設計者在這個過 程裡沒有任何參考,在這變換過程中得到好想法並不容易。設計表現的方法是從 經驗或者其它計畫那裡得到變化的狀態來說明。使用撰寫腳本作為設計發展概念 和圖像的方法,並不是開始直接從一個計畫的功能和形狀思考,而是關於將來將 利用它的人們的具體的生活模式考慮。生活模式的想法是透過使用或者在那裡居 住的活動而形成的(Norman, 1988)。

2.2

生活摸式

生活摸式

生活摸式

生活摸式模擬媒材

模擬媒材

模擬媒材

模擬媒材

在模擬生活摸式的呈現階段,人們想知道項目完成的景象或最終結果等如何 與人們相關的資訊,他們想知道完成後的項目在各個方向或與基地的關係將如何 對自己產生影響。問題是怎樣來表現”結果如何?”通常在計畫的初期階段,人 們對概念或整個組織的認識是以語言或圖示來表現,對完成結果的想像是不同 的。另外專家在設計階段中也還沒有做最終的定性。由於一個完整的意象圖必須 介紹以顯示”什麼是最終的結果?”,這樣就產生了一個兩難的問題。為了解決 這兩難的問題,需要一個迅速將完成的意象圖視覺化的方法。 為了說明”什麼是最終結果?”,三維電腦圖3DCG (3D Computer Graphics)是 一個有效的表現方式(Kaga et al, 2005),因為它有能力用智慧的、視覺的與具有吸 引力的方式來表現一個物件。3DCG不需要考慮尺度定義一個目標,而且可以根 據環境設計模型的需要來表現從數十公里到數釐米的不同範圍。還可以用簡單的 三維模型以新的貼圖技術來表現高真實度。因此目前可應用如3DCG的數位媒體 在三維空間中進行設計過程。為了這個目的,是可能準備一個包括三位元模型的 數位資料庫(digital archive)能夠首先定義基地所有的範圍成為3D空間。這個數位 資料庫於是成為一個環境設計的檢視平台。 圖 圖 圖 圖2222----2222 三維電腦圖三維電腦圖三維電腦圖三維電腦圖((((3DCG)3DCG)3DCG)3DCG)

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設計想法對大眾的傳播和使其理解是一個非常重要的問題,而3DCG是一強 有力和容易理解的媒介 (Sasada, 1999a),其主張能特別有效的讓人理解。3DCG 可被分類是靜態圖和動態圖,而且動態圖可更進一步分類為靜態彩現串連和及時 彩現,雖然兩者製作上合表現上有不同的著重點,但都能帶給觀看者良好的體會 和觀感。動畫{3DCG pre-rendering animation (3DCGPRA)}更是一種代表性的進階和 更強有力的表現,與實際拍設的影片相比,3DCGPRA更有益於想像將來的空間 和目前不存在的設計想像。 動畫是設計表現代表的一種相對新的資源,主要是由於數位化方面的移動視 景能力,根據設計案的的模型,可以製做動態的展示。但是一般人而言,關於移 動展示缺乏專業經驗,當軟體工具被瞄準到一般的使用者而非具體的幫助為建築 形象化時,因為這個原因使呈現出的建築動畫沒有生氣,透過複雜的模型最後是 冗長和令人無趣的視景導覽。一些作者已經關於某些電影和3D影片製作原則發 表意見,可能在建築的呈現方式上做出貢獻。雖然他們與動畫發展過程是關係薄 弱的,但我們可以在建築3D動畫中加入電影的手法和運鏡,如此當參與者在觀 看動畫時,不僅僅是在看建築設計的視景導覽,同時也可以看出在此建築案中人 們的活動與未來的生活等。 2.2.1 透視圖模擬透視圖模擬 透視圖模擬透視圖模擬 透視圖的主要目的是在二維的媒材上呈現出人眼所看到的三維場景。它是基 於相同大小的物體在不同的距離下,對觀看者而言,呈現在眼裡的物體為大小不 同(Shepard,1990)。一個透視的建構是需要在定理規則下,有系統的以圖學方式建 構,在這之中,包含了視覺、實體世界與它的呈現,三個部份。透視發展的理論 與實踐以這三個部份為發展的中心,真實三維世界可以透過歐幾里德(Euclidean) 幾何學來描述,但幾何學尚不夠來解釋透視法則,在真實視世界中,兩條平行線 不可能會交會成一個點,但在我們的視知覺中,他卻交會成一個點,如鐵軌,在 真實中,是兩條平行的軌道,但在我們眼裡看到的確是交會的。人怎麼感知三維 世界的問題,早在西元前5 世紀,希臘哲學家恩培多克勒(Empedocles)提出超任 務理論(extramission theory),一個物體的距離是由目光(ray)的長度來感知的,如同 眼前的一個物體,能夠透過手臂的伸出,來知道這個物體的距離。歐幾里德(Euclid) 在他的光學(optics)一書中提出視覺空間之幾何分析的基礎,描述了基礎的透視因 子,同時也注意到雙眼之視覺影像的不同(Howard and Wade, 1996)。到了1305年前 後,喬托(Giotto)在帕都亞(Padova)阿列納教堂(Cappella dell`Arena)所作「聖母領報」 的壁畫,企圖在二維的畫作中呈現出三維的建築場景(Wertheim, 1999)。爾後,到 15 世紀初,布魯內勒斯基(Filippo Brunelleschi) 反對文藝復興之前的宗教觀,改 以自然的空間觀,以科學的方法,發展出線性透視法,他從觀察鏡子中的影像了 解到在一個平面的鏡子上呈現出的平面邊線,最終都會集中於一單一的消失點

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(vanishing point) (Perez-Gomez and Pelletier, 2000)。

另外亞伯提於1435 年發表其著作「繪畫」(Della Pittura),探討透視繪畫的 規則與建構方法,他認為透視法繪畫就像透過一層介於眼睛和物體之間的面紗看 東西,因此,物體的每一點都向觀看者的眼睛投射一束穿過面紗的光線,如果能 將穿過的光線與面紗的交叉點繪製出來,就能呈現出如窗戶外的場景一樣(Bertol, and Foell, 1997; Wertheim, 1999)。杜勒(Albrecht Durer)更利用面紗這樣的概念,在 玻璃窗上打上格子(圖 2-3),同時加上一個可以固定眼睛的基準裝置,讓眼睛每 次觀看面紗時的透視角度可以相同,透過這樣的裝置,將呈現在面紗框架裡的影 像,描繪在有相同格子的的紙上(Perez-Gomez and Pelletier, 2000)。

圖圖圖圖2222----3333 Durer Durer的玻璃格子窗與固定眼睛的基準裝置 Durer Durer的玻璃格子窗與固定眼睛的基準裝置的玻璃格子窗與固定眼睛的基準裝置的玻璃格子窗與固定眼睛的基準裝置(Perez(Perez(Perez(Perez---Gomez and -Gomez and Gomez and Gomez and Pelletier, 2000)

Pelletier, 2000)Pelletier, 2000) Pelletier, 2000)

文藝復興時期的建築空間在視覺呈現上已達到繁花绽放,在繪畫上如瑪薩其 (Masaccio)、佛蘭契斯卡(Piero della Francesca)、達文西(Leonardo da Vinci),他們認 為 透 視 法 是 將 理 想 空 間 和 建 築 構 圖 轉 換 到 一 個 可 感 知 的 作 品 之 必 要 方 法 (Bertol,1997)。這些藝術家除了對透視法的精練外,繪畫中光線處理的開拓者佛蘭 契斯卡,在這時期之前,尤其是中世紀藝術幾乎不曾考慮光線陰影問題,佛蘭契 斯卡擅長在畫中處理陰暗面,空間與人物更易形塑,更可創造視覺深度,同時也 提升了透視效果(Gombrich, 1995)。另外,達文西也意識到距離使形狀變模糊,空 間中所要呈現的不只是透視,尚有空氣的影響,因此透過其空氣透視法表現出空 間裡會有的氛圍氣氛。 透視法於從15 世紀開始發展後,很快地被應用在不同領域的圖像上,從藝 術到建築,從幾何到科學,這些所探索的是如何在二維的平面上呈現真實。透視 法呈現提供了一個較接近人類視覺經驗的探討空間視覺模擬的方法,讓建築設計 的呈現,不同於平面圖、立面圖、剖面圖,透過豐富色彩的使用與明暗陰影的處 理,讓一個尚未被實際建造出來的建築設計,預先被展現出來,同時,這樣的呈 現方法更易被業主與大眾了解,直到現今,一般的建築行銷戶外廣告,在電腦繪 圖尚未被普遍使用於設計界之前,以傳統手繪透視法呈現建築設計仍是最主要且 直接的方法。

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建築空間具體化時以人身尺度為觀點的發展,到了二十世紀,柯比意提出 了”模矩(Modulor)”的概念,他認為”模矩”其實就是關於人的尺度與量測 (measure)所取得關於數字的價值。而建築做為人的容器與人的延伸,勢必是延伸 於身體重要的一部分,因此透過使用身體來感知最合適、直接的量測,使得空間 概念得以具體化。所以當我們在研究建築空間時,無論是室內還是室外,都會習 慣用人的視點高度來做模擬和觀察的透視圖面,如此最能貼近人的真實感覺。 圖 圖 圖 圖2222----4444 科比意的人體尺度科比意的人體尺度科比意的人體尺度科比意的人體尺度 2.2.2 動畫模擬動畫模擬 動畫模擬動畫模擬 動畫(animation)或稱動態影片(motion pictures),是由二維影像序列所組成,經 由每秒呈現24 張不等的方式,因人眼視覺暫留的因素而產生連續的影像感,而 這些影像序列的製作方式可分別由手繪、攝影機拍攝真實場景或電腦製作等方式 產生(Mitchell and McCullough, 1994)。它是一種說故事或傳達特殊情感、想法之風 格與方法多樣性的媒材,藉由一序列線性時間之敘述結構,串起一故事的內容 (Well, 1998)。動畫為靜態呈現媒材擴展出另一以時間為主的向度,使得空間與時 間得以結合的媒材,空間也得以由時間的推移,被展現出來,而時間也由空間的 變化被呈現(Danby, 1962; Schwarzer, 2004),因此,也是一種空間與時間的藝術。 另外,在設計上,多樣化處理的動畫提供設計在思考上一個新的可能,且動畫對 想法的發展與呈現至少提供兩種機會(Burry, 2001),第一,透過活化真實設計, 處理設計的思考與呈現,第二,動畫的使用成為概念設計上,在重覆式設計或程 序評估的一個裝置。然而,對一般大眾而言,動態影片相對於靜態影像更容易讓 觀看者了解空間中距離與比例之間的關係(Bosselmann, 1998)。 動畫的發展,最早可以從十七世紀珂雪(Athanasius Kircher)發明魔術幻燈 (magic lantern)開始,這樣的裝置類似現今投影機(projector),他在一個鐵箱裡放入 一盞燈,並在這鐵箱中開一個小洞,再接上一個透鏡,繪製有圖案的玻璃則放在

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透鏡的後方,最後,光線經由圖案玻璃和透鏡,投影在牆上。十七世紀末,約那 斯.桑(Johannes Zahn)改進放圖案玻璃的方式,改以活動式的旋轉盤,投影出有 動態效果的影像(黃玉珊&余為政, 1997)。1826 年後,照相術的發明,相對文藝 復興以來,透過手繪方式記錄真實影像,引發另一種紀錄真實的新方式與新的方 向。1870 年代,由於照相術的成像由銀版照相法(daguerreotype)演變成膠片 (celluloid)的使用,需數小時曝光才可完成一張影像的截取演變為只需幾十分之一 秒,因此,藝術家開始企圖透過這樣的方式去截取一空間或一動作的瞬間影像, 馬奔馳的動作是否有四腳同時張開,也在此時透過快速連拍,得到證明(Penz, 2003)。另外,動態影片的呈現裝置,從活動旋轉盤演變成現今捲片式電影投影 機(movie projector)。從此動態影片的發展分成了兩條路線,一種是利用影片(film) 所拍的寫實風格,另一種為手繪的卡通風格。然而,這樣的分野,到了數位時代, 電腦介入之後,動態影片出現了另一種以電腦產生影像動畫的新方式(Manovich, 2001),除了如皮克斯(Pixar)與夢工廠(Dreamworks)等主要以電腦動畫為主的公 司,既能強調場景的真實性,又有手繪卡通之誇張手法的新式動畫風格。另一個 是藉由數位後製的動態影像合成(matte painting)的動態影片,其更綜合了實景拍 攝、手繪與電腦繪圖於一體的多元表現手法,讓動態影像表現的擬真程度更為真 實,運鏡手法與場面調度(mise en scene)更為豐富與彈性,如最早使用於電影的星 際大戰(star wars)。 在設計上,影片的使用是在電影被發明不久後的1920 年代,柯比意認為體 驗欣賞建築,最好的方式是靠腳,即是雙腳走到建築裡,藉由改變觀看的角度, 去體察建築空間之連結關係,而非只是繞著理論在走動的紙上建築。1930 年在 其所參與的電影Architectural d’aujord’hui 中,第一次讓影片成為敘述建築空間 的媒材(Penz, 2004)。當時的一位建築史論家基提恩(Sigfried Giedion)也指出靜態照 片無法清楚的傳達出空間,只有在眼睛伴隨著移動的情況下才有辦法,而動態影 片是一個讓建築可以被看得更清楚的好方法。另外,片名為「未來城市」 (Die Stadt von Morgen )則可能是第一次透過影片來解決城市規劃問題的宣傳影片,其以空 拍與實地兩種方式拍攝一城市的模型影響至今日建築電腦動畫的表現(Penz, 2003)。在1969 年,美國通過環境政策行動的法案,政府應致力於環境評估方法 的提升,其中視覺部份包括要如何讓公眾了解一個城市在新建築加入後對視覺上 的衝擊等。隨後1974 年,在柏克萊大學成立了環境模擬實驗室(the Environmental Simulation Laboratory),結合影片特效專家與光學工程師,在一城市的比例模型 裡,以行人或開車者的視角,拍攝未來城市景觀變化的視覺預測(圖3.11),讓公 眾了解,未來他們如走在路上,城市的面貌會是如何(Bosselmann, 1998)。 到了數位時代,電腦動畫首次應用於1967 年美國太空總署(NASA)太空船飛 行作業的模擬上,那時的顯示能力只能限制在240 個三角形(polygon edge)的模 型,而且不包含平滑陰暗面(smooth shading)的處理。1968 年,加州洛杉磯大學 (UCLA)Peter Kamnitzer製作了一部名為Cityscape 的電影(圖 2-5),這是第一個利用

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電腦動畫於建築環境的移動模擬(Mitchell, 1977; Bosselmann, 1998)。爾後,電腦普 及與其運算效能不斷的提升,電腦動畫之於設計也相對於廣泛的被使用。1986 年,日本大阪大學笹田(Sasada)利用電腦動畫模擬(圖 2-6)中國上海因高樓不斷興 建,對都市景觀之影響,並透過這樣的呈現方式,與上海市政府及市民做意見的 溝通與交換(Sasada, 1999b) 圖 圖 圖 圖2222----5555 第一部建築模擬影片第一部建築模擬影片第一部建築模擬影片第一部建築模擬影片 圖2圖圖圖222----66 66 上海都市景觀模擬上海都市景觀模擬上海都市景觀模擬上海都市景觀模擬 (Mitc (Mitc (Mitc

(Mitchell,19hell,1977hell,19hell,197777)77)) ) (Sasada, (Sasada,(Sasada,(Sasada, 19 19 19 1999999999))))

另外,2000 年交通大學建築所透過腳本企畫,模擬新竹市未來幾年內新的 城市發展規劃,除了新的設計空間透過動畫呈現外,尚結合了城市市民的生活概 況,如騎腳踏車與滑板車遨遊城市中的情形(Huang et al., 2001)。專案名稱為「2050 創意台灣」,透過想像未來50 年後不同特性的都市空間之未來性,與50 年後文 化藝術生活的預測,再經由虛擬攝影棚、實景影片、數位模型等不同媒材的整合, 呈現出未來50 年後之台灣藝術與文化生活的遠景(圖 2-7)(Wu et al., 2005)。除了 透過動畫呈現未來的空間外,亦可基於二維的歷史建築圖面、壁畫、繪畫與文字 敘述資料之考證與推論,建構出一個已消失的歷史城市之數位模型,再結合人物 之歷史性故事,重現一千多年前的中國唐代之長安城與宮殿生活景象(圖 2-8), 讓觀看者產生有別於靜態圖面與文字間的想像,有了更清晰易懂的視覺經驗(Liu and Tang, 2003),其研究目的在於為已消失之歷史城市與生活文化提出一可行的 數位復建程序。然而,除了對具像視覺的模擬外,尚可呈現一些真實世界中裸眼 無法感知的資訊,透過動畫呈現出來,如大樓群之間的風洞測試,透過視覺化, 呈現風穿過大樓群時的路徑變化(Kalay,2004)。或將龐大的統計數字透過電腦繪圖 的資訊視覺化 (Ware, 2004),讓不易被讀取與分析的數字,變成動態圖形動畫, 如 一 座 城 市 在 不 同 時 間 所 建 立 的 人 口 普 查 資 料 , 透 過 一 地 理 時 空 系 統 (spatial-temporal systems)做三維動畫之視覺化,分析人口的分布與流動的狀況 (Darling, 1992)。

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圖圖2圖圖222----77 77 2050 2050 2050 2050 年之台北街景想像年之台北街景想像年之台北街景想像 年之台北街景想像 圖 圖圖2圖22-2-8--88 8 唐代長安城的明德門唐代長安城的明德門唐代長安城的明德門 唐代長安城的明德門 2.2.3 虛擬實境虛擬實境模擬虛擬實境虛擬實境模擬模擬 模擬 虛擬實境是由幾何式的電腦繪圖,以即時方式呈現三維的視覺環境。其除了 有動畫在時間上的四維向度外,尚增加了使用者即時互動的向度,虛擬實境系統 能感知使用者的動作,同時產生相對應的視覺回饋,進而和使用者產生互動,提 升使用者對虛擬環境的感知意識(Belleman et al., 2001)。它提供使用者在視覺、聽 覺、觸覺等感知的刺激,進而產生有如身歷其境的感覺,而非只是一個影像的觀 察(Bridges and Charitos, 1997; Burdea and Coiffet, 2003)。參觀者相對於動畫形式的 空間感受,在虛擬環境中所感受到的空間經驗是一種具啓發式之自我探索的過 程。人無論在實體環境或虛擬環境中,都會用相同的感知去處理他們所接受的外 在訊息,但一個最大的不同是虛擬環境的自然性(nature)問題,而這問題可歸因於 現有虛擬實境的技術限制,如虛擬環境中難以模擬觸覺與味覺(Ryan, 2001)。而虛 擬環境和真實環境最大的不同在於虛擬環境中沒有物理上(如重力與穿牆)與尺 度上的限制、可超連結(hyperlink)的非連續空間與時間等(Bridges and Charitos, 1997)。建築環境最好的感受與美學評判最好的方式是透過一個可以改變視點之 連續的視覺瀏覽,也只有透過完整的瀏覽才能提供一個較客觀的空間經驗,就如 行走(walk through)在一個空間中,可以隨心所欲的觀賞,相對於靜態二維圖面, 虛擬實境提供更多的資訊,做為一個尚未被實際建造前,可以感知、評估與享樂 的設計空間,同時也減少了設計開發之時間和成本的浪費。其主要角色為「呈現 工具」與「設計輔助」(Vassil, 1997),如以行走方式於設計的虛擬空間中,成為 設計者與觀看者間一個有效的溝通工具,也只有透過行走方式,才能感受到一個 房間或一條街上的空間感(Bertol and Foell, 1997)。

早期虛擬實境的軟體發展,大多是各別系統自行以較低階的程式語言( 如C 語言)去讀取數位模型之場景資料,再用自行撰寫的程式,將場景以每秒至少15 張畫面(frame)畫在螢幕上,以及要自行開發一些互動介面的方式,整個虛擬實境 的軟體發展,沒有一個較整體的標準,到了1992 年,制定了一套二維與三維繪 圖應用程式介面(Application Programming Interface, API)稱為OpenGL,它讓程式人

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員可以有更多的程式介面可以直接套用,而不用為了有更好的視覺效能再去寫更 低階的程式語言(如組合語言)控制顯示卡。爾後,1995 年微軟(Microsoft)也制定 另一套應用程式介面DirectX,它除了有三維程式介面的Direct3D,尚涵蓋了其它 多媒體的程式介面,如聲音、影片播放等。OpenGL 與DirectX 至今為電腦繪圖 發展的兩個重要程式介面,在虛擬實境的發展上,產生了兩個較為不同的發展, 一個是較偏重三維遊戲發展的3D 引擎,如較知名的RenderWare 以及各遊戲公司 所開發的3D 引擎,其製作方式較為程式導向,需要熟悉程式的人才有辦法製作 互動式的虛擬環境。另一個同樣是基於OpenGL 與DirectX 兩個API,其主要是開 發虛擬實境套裝軟體為主,如較早可在網路上瀏覽的VRML 檔案的Cosmo 等播 放器,可以在編輯軟體裡設計三維介面與互動方式的EON、Virtools、Director、 Quest3D 等多種虛擬實境套裝軟體。 虛擬實境至今已廣泛的被應用在各種領域中,從軍事模擬到藝術、教育與娛 樂,從醫學到生產,所有的這些應用,都需要具備靈活性與真實性,以及成員的 參與性(Burdea and Coiffet, 2003)。如利用虛擬實境科技育教於樂,10 分鐘遊覽全 世界,或參觀16 世紀的義大利Siena 主教堂,不碰水即可親臨水底世界,或不費 力即可登上喜馬拉亞山(Frohlich and Kruse, 2005)。在設計的應用上,以虛擬實境 為基礎的設計系統大致可分為兩種方向(Dani and Gadh,1997),一個是強調三維視 覺模擬與分析的系統,也是現在虛擬實境最廣泛應用的主因,如系統名稱為 ISAAC (Immersive Simulation Animation And Construction),使用者在虛擬環境中可 以直接或間接操作一些虛擬物件的位置、方向與大小,利用一些較自然的操作形 式來克服在虛擬環境中作業的一些限制 (Mine, 1997)。另外,透過設計師對實體 模型之操作行為的了解,如上下左右旋轉與拿近拿遠之行為,將之賦予一個以沈 浸式VR CAVE為基礎之即時互動的三維虛擬環境中,使用者手持一感應裝置, 即可如手持一實體模型,自由的觀看(Wu, 2003)。 然而,除了虛擬的導覽與虛擬物件的操作外,在專案名稱為蒲添生3D數位 雕塑博物館的案子中,將雕塑家之重要作品,經由3D數位化,透過VR CAVE以 近似真實比例呈現在虛擬博物館中,參觀者除了可以旋轉雕塑品外,尚可及時的 調整虛擬展場中的燈光位置與顏色(Wu et al.,2004);另外,在美術館對一般大眾 展出的明日建築展(劉育東, 2007)上,虛擬實境呈現出歷史空間與尚未真實建造出 來的未來空間,結合即時動畫的切換,讓觀看者能夠以自動導覽和親自導覽之兩 種方式,超越時空的限制,體驗過去與未來的空間。其它關於虛擬實境的應用, 尚有以網路為呈現平台的,較早比較普偏的如VRML格式的網路虛擬實境,之後 有專屬虛擬實境社群,如現在比較有名的Second Life(2007);使用者可以在虛擬環 境上加上自己房子之數位模型與圖片文字相關資訊的GoogleEarth等,即是以三維 視覺呈現為主的相關虛擬實境應用。另一個方向是以CAD 為基礎,可以做創造、 修 改 與 操 作 的 系 統 , 其 大 部 份 應 用 是 在 設 計 的 創 作 上 , 如 系 統 名 稱 為

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CUP(Conceptual Understanding and Prototyping),是一個利用知識工程與3D 編排做 輔助性概念設計的機械設計系統,使用者在這虛擬環境中,設計機械結構與動態 運動之間的關係(Anthony et al., 2001);LUCID(Loughborough University Conceptual Interactive Design)系統則提供視覺、聲音、觸感等多感知的操作介面,讓使用者 在做概念式設計時,可以更為有效與直覺(Ye et al., 2006);其它尚有VDVAS(Wan et al., 1999)、HKU VR-CAD(Zheng et al., 1999)等。

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第三章

第三章

第三章

第三章

生活模式案例

生活模式案例

生活模式案例

生活模式案例分析

分析

分析

分析

3.1

生活模式

生活模式

生活模式

生活模式模擬

模擬

模擬

模擬案例

案例

案例

案例

未來人的生活模式模擬使用第一人稱的觀點想像來撰寫腳本的方法,更能使 觀眾感到他們看見的對他們自己的生活更相關(Ying-Hsiu Huang, 2001; Kaga, 2005)。在初期所產生的靜態彩現可以在觀眾心中勾勒未來生活或空間的輪廓, 再來結合靜態彩現所產生的動畫加上特效和剪接,透過運鏡和轉場,便產生最後 未來的生活模式模擬,更能使觀眾以更浸入式的方式體驗。 以下以一大阪大學真實設計案例來表現生活模式的模擬的架構,它採用不同 應用數位資料庫的環境設計技巧。這個計畫以活化岡山市中心為目的,是一個合 作的研究案,產生3DCG動畫來說明。同前所述,在設計草圖的階段上的一個問 題就是概念不能與一個具體的圖像作連結。儘管一個設計從一個具決斷力的概念 開始,通常那個概念是非常抽象的。一個設計開始於以語言來表達一個概念的視 覺化形象,所以,具體的圖像難以與抽象的概念連想在一起。 在設計的最初階段,將對設計概念進行解剖,我們需要將工作與設計的意象 聯接。其 中一個讓 概念形象 化的方 法 是以 腳本(scenario)的 呈現 ”從 人 們 開 始”(begun from people)。以劇本的寫作,一個主要角色與相關場景將被建立,設 計的目標通過主角每天的活動來描繪的。這是一個可以製作腳本的技術,通過這 些場景述說著一個故事。同過腳本的運用,設計的對象物、活動及其他,可以清 楚的闡述一個設計具體的目標。傳統的腳本是以語言來表達,就如一套電影的腳 本是由手稿開始。由於語言在不同人的腦中創造的各種圖像,因此每一個人所接 收到的訊息是不一樣的。當一個設計只是以語言傳達,那是很難有一個前後一致 的視覺印象。另一方面,與其他腳本書寫的技巧一樣,需要一個連續性的圖像描 繪。這是動畫腳本鋪陳的技巧,是一個由圖像構成的鏡頭裡表達所有的情節。利 用這種方法,可以繪出一個草圖以表達一個印象。然而,為了創造連續性的描繪 是需要技巧的。如果每一個人都可以用新的媒體製成一個視覺腳本,那就能簡單 地讓其他人明白一個概念,許多人的參與可以受到鼓舞。因此,在這個計劃案, 我們試著利用新的媒體呈現腳本。 用3DCG呈現視覺腳本,首先從建立的地區數位資料庫裡的地點開始。製作 腳本的首要元素,就是在數位資料庫建立一個地區的3D模型。3D模型的內容包 括地形、航照圖、建築物、橋樑、公路以及建築物立面的照片等,由3D模型以 及當地場景的2D模型構成。一個數位資料庫是以實際現況為根基,以可以讓非

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專業者可以清楚理解的圖像表達來設計。接下來,3DCG可以在任何時候被簡單 的設計從隨心所欲的點開始。為了利用3DCG達到現實的狀況,以傳統的技術產 生的3D模型,其精確度必需被改進。因此,如果一個設計案很難達成如其繪圖, 是無法產生真實的3D模型製作。然而,如果顏色及結構是利用繪圖技巧加上去 模型,即使3D模型是很簡單的量體,亦可以充分表達現狀。 接下來,考慮腳本的情節。一個30歲的單身女性是目前在城市裡最活躍的。 然後,我們把他們設定成主角,且製作了一些場景與劇本表達他們一天的生活。 關鍵字顯示他們的各種屬性(性向、象徵),例如跨國公司的、資訊企業、及SOHO。 如果網路上的圖片資料庫存在的話,可以在短時間內收集大量的圖片。例如,如 果將輸入關鍵字”女性”與”電腦”作為搜尋對象的每日主要活動來搜尋圖 片。則可在短時間內蒐集超過一千多張圖片。透過所蒐集適當性的圖片來建立場 景的影像。 在最簡單的例子中,一張圖片裡包含主角,另一張圖片則是地點。將製作場 景與主角的故事合成。接著,場景與主角的故事於是產生。例如,為了製作主角 擁有挑戰性的職業的工作場所,都市必須從新被塑造。包括活動如何在場所中鋪 陳,空間如何被使用等等都必須被提出。例如沿著灌溉渠道保留的街屋旁有一個 SOHO百貨公司,以安全的居住與通勤為目標的都市中心,住宅區配有警衛等等。 最後,動畫中每一個場景的腳色以一個故事來串聯,這個動畫播放給所有居民觀 賞,並邀請居民提出新的場景想像。每一個關心的居民都參與場景的製作與提 案。這些例子顯示關心的人們如何使用基礎的數位資料庫,以及腳本撰寫可以引 導計畫的概念。 圖 圖 圖 圖3333----1 1 1 1 研究研究案研究研究案案案例之例之例之例之腳本靜態模擬腳本靜態模擬腳本靜態模擬腳本靜態模擬

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環境、人類活動與設施描述不同的觀點,在計劃案中並不是個別的檢視,而 是被同時考慮。參與者包括專業設計師以及非專業者都希望可以在每一個設計階 段達到共識。我們以持續思考方式來考慮一個3D環境,因此有必要在每個設計 階段方便的採用資訊。此外,能夠對議題立即回應以及與參與者互動的功能是迫 切需要的。即時模擬技術提供的即時互動式功能也是需要的。因此,我們根據” 環境”、”活動”與”場所”三個因子以即時模擬技術發展出一個能夠不斷的檢 視的三維設計系統。提出了”地域性關注”與”老人為主的都市服務”兩個設計 議題。另外,在人的活動方面,溫泉、海水浴療法、逛街、餐飲、運動、劇場與 音樂、藝術欣賞、散步、休閒、閱讀、創作、學習等等活動被提出。就如以往一 樣,我們開始從網路上匯集以上這些活動的平面照片,開始策劃”設施”的位 置、”活動”的內容以及”主角”居民,例如年輕女性、家庭或老人的活動腳本。 二維照片反映的不只是活動的影像,也是基地上的現況,3DCG的靜止照片 則是用簡單的3D模型製作。透過這個動畫,可以看到活動在計劃案的背景中被 呈現。以製作3D動畫的方式,採用主角居民的照片、本地照片以及從數位資料 庫所得到的3DCG影像,以上所述當地的照片等等被合成。由於3D動畫的背景必 須是一個三維模型環境,所以我利用一種3D環境軟體(3DMAX)來製作動畫的基 本平台。 因此,參與的人可以明確的指出他們希望在實際居住環境中置入哪些活動以 及這些活動之間如何被串連。接下來可以檢視設施的方法呈現三維空間檔案。但 我們也用3D檔案以及顯示活動內容的2D數位影像來同時呈現環境。在檢測設施 時,將各種活動照片集結到三維的空間中詮釋那個環境。因此,這個模型可以容 納大量的資訊,這是一個結合合成模型與即時模擬技術應用的成果。因此在公共 建築的規劃和設計時,這些資訊都可以被從新檢視。另外,其中一個功能是讓2D 平面照片可以在這個合成模型中被三維的自由移動。活動和公共建築可以一起被 串連設計。因此,一個自由形體的設施設計完成後,也創造一個新的城市意象。 叢林中的植栽可與新建築形成一個協調的環境。 圖 圖 圖 圖3333----2 2 2 2 研究研究案研究研究案案案例之例之例之例之環境動畫模擬環境動畫模擬環境動畫模擬環境動畫模擬

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完成了腳本的製作後,製作了即時模型與動畫,便可用來對地方居民推廣這 個計劃案。由於電腦運算速度的增加,資訊科技的進步與即時模擬的技術,我們 可以在設計初期的階段就在3D的空間中操作設計。得以透過3D空間的呈現以及 3DCG及VR技術的幫助而提升設計從最初的環境設計階段利用數位檔案,到與人 互動的參與。此外,在當地居民參與設計的同時可以扮演領導的角色更可以考慮 實際設計案中的場景腳本設計(scenario writing)。由於參與者在規劃階段已一起參 與完成未來願景的影像製作,檢視這些工作可以透過這些方法提早進行。此外, 設計中的既存問題可以被呈現的更清楚,因此可能重複檢視尋求更好的解決方 案。在環境設計上利用三維空間數位檔案資料庫必定能得到更好的設計成果。

3.2

案例架構

案例架構

案例架構

案例架構分析

分析

分析

分析

腳本撰寫可以引導計畫的概念,即時模擬技術所提供的即時互動式功能也是 非常需要的。因此,在研究案例中根據”環境”、”活動”與”場所”三個因子 以即時模擬技術發展出一個能夠不斷的檢視的三維設計系統來提出的設計議 題,可整理出作者在模擬生活模式時使用了下列的方法: a. 使用 使用 使用 使用人物主角設定人物主角設定人物主角設定人物主角設定的觀點想像來撰寫腳本的觀點想像來撰寫腳本的觀點想像來撰寫腳本;讓概念形象化的方法是以腳本的觀點想像來撰寫腳本 (scenario)的呈現”從人們開始”(begun from people)而非以環境為主軸。以劇本的 寫作,建立出一個主要角色與相關場景,設計的目標通過主角每天的活動來描繪 的,這是一個可以製作腳本的方法,通過這些場景述說著關於主角生活模式的故 事。通過腳本的運用,設計的對象物、活動及其他,可以清楚的闡述一個生活模 式具體設計的目標。 圖 圖 圖

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b. 3DCG 3DCG 3DCG 3DCG靜態彩現靜態彩現靜態彩現;在觀眾心中勾勒未來生活或空間的輪廓;故需建立生活地區環靜態彩現 境的數位資料庫,在資料庫中建立一個地區的3D模型。3D模型的內容包括地形、 地表鋪面、建築物、橋樑、公路以及建築物立面的材質及貼圖呈現等。模型是由 建築師事務所及政府都市規劃單位所提供的2D圖面以及當地地景資訊所構成, 而通常各方所提供的圖面資訊是來自不同的軟體及格式,故需要作者耗費大量的 時間來做整合修正,但最終完成後所能呈現的環境結果特別對於地區的居民是能 令人振奮及感同身受的。 圖 圖 圖 圖3333----5 5 5 5 3DCG3DCG3DCG3DCG靜態彩現靜態彩現靜態彩現靜態彩現 c. 大量的收集與拍攝圖片 大量的收集與拍攝圖片 大量的收集與拍攝圖片 大量的收集與拍攝圖片、、、影像、影像影像影像;搜尋引擎對於腳本所設立的主角及生活模式主題 所蒐集的適當合圖片,例如腳本中女性主角及SOHO族電腦的使用等生活情境 等。在人物的表現上可以使用藍幕,綠幕及黑幕等可除去背景的攝影場景來拍攝 建立場景所需要的圖片及影像,在生活場景處於城市的各地點模擬時成為最佳的 模擬素材。 圖 圖 圖 圖3333----6 6 6 6 收集與拍攝圖片素材收集與拍攝圖片素材收集與拍攝圖片素材收集與拍攝圖片素材

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d.

結合靜態彩現所產生的動畫 結合靜態彩現所產生的動畫 結合靜態彩現所產生的動畫

結合靜態彩現所產生的動畫(3DCGPRA)(3DCGPRA)(3DCGPRA);以製作3D動畫的方式,採用主角居民的(3DCGPRA) 照片、本地照片以及從數位資料庫所得到的3DCG影像,以上所述當地的照片等 等被合成。由於3D動畫的背景必須是一個三維模型環境,所以利用3D環境軟體 來製作動畫的基本平台是最適當不過的,因為生活模式的模擬本就存在於實際被 建造的建築物及建築規劃案之前,提供並滿足研究者、設計規劃單位、地區政府 管理單位以及未來的居民對於將來實際完成後的生活狀態。除了實際的建築區 域、形式、道路的尺寸比例必須是正確以外,人體動作和空間相互的尺度關係也 應該確實的被檢討,而不像單純的平面模擬圖面一樣是一種無法連續空間活動及 尺度檢討的模擬方式。 圖 圖 圖 圖3333----7 7 7 7 3D3D3D3D動畫環境軟體的呈現動畫環境軟體的呈現動畫環境軟體的呈現動畫環境軟體的呈現 製作了3D模型與動畫彩現後,必須再加上特效和剪接、轉場等處理,例如 前述所提到的藍幕,綠幕的圖片及影像的和成處理等,最後便完成最後的生活模 擬動畫。由於電腦運算速度的增加,彩現技術的進步與非程式語言導向的即時模 擬軟體的發展,我們可以在設計初期的階段就在3D的空間中操作設計,而以透 過3D空間的呈現以及彩現運算技術的幫助,提升從最初的環境設計階段單存地 利用數位檔案幫助設計思考,到與人探討生活互動的參與,便能產生未來設計施 工完成後的生活環境與生活活動模擬。 大阪大學此活化崗山市的生活模式模擬即使用以上所分析的四項要點:a. 使用第一人稱的角度的觀點想像來撰寫腳本、b.3DCG靜態彩現、c.大量的收集 與拍攝圖片、影像以及d.結合靜態彩現所產生的動畫(3DCGPRA);而製作出讓人

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能確實體會地生活模式模擬動畫。本論文嘗試去學習此案例的方法架構,期待以 澳底案為活化的對象,以更新且更具沉浸性(Immersion)、互動性(Interaction) 及想像力(Imagination)的方法來完成生活模式模擬。故先將案例的生活模式模 擬架構分析整理如下: 表 表 表 表3333----1 1 1 1 大阪大學案例生活模式模擬架構大阪大學案例生活模式模擬架構大阪大學案例生活模式模擬架構大阪大學案例生活模式模擬架構

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第四

第四

第四

第四章

澳底案生活分析

澳底案生活分析

澳底案生活分析

澳底案生活分析

4.1

澳底案說明

澳底案說明

澳底案說明

澳底案說明

世界建築史上的集體創作,始於1927年建築大師密斯(Mies van der Rohe)。 密斯曾在德國司圖加特(Stuttgart )策劃名為「白院住宅」的另類建築博覽會, 邀集17位各國知名建築師如柯比意(Le Corbusier)、葛羅培斯(Walter Gropius ) 等,以「新建築」為題各作各的住宅設計,後來成了世界建築歷史上的典範。在 「白院住宅」後,歐美各地相繼有這類「建築表演場」的作品問世。近年荷蘭、 日本也都運用集體創作的智慧,而大陸「長城腳下的公社」也是類似這種概念。 「澳底大地建築國際計畫」,以「Next Gene(下代基因)」為主題,邀請國 內外各10位知名建築師,共同在台北縣貢寮山上集體創作。此計畫開發人是捷年 開發資產管理公司,並由亞洲大學副校長暨交通大學建築研究所教授劉育東擔任 總主持人。未來20位參與建築師將分別設計20棟住宅於第一期的規劃區內。 為了找出合適人選,先邀請了七位國際知名的建築大師及學者如安藤忠雄、 伊東豐雄、Zaha Hadid等擔任國際顧問,推薦各國傑出的多位建築師名單,再由 總主持人提出邀請。國際十位建築師,從亞、歐、美三洲為思考方向,邀請日本 的隈研吾(Kengo Kuma)、平田晃久(Akihisa Hirata)、韓國的徐惠林(Hailim Suh), 美國有兩位,來自日本的哈佛大學建築系主任森俊子(Toshiko Mori)與來自大 陸的麻省理工學院建築系主任張永和(Yung Ho Chang),以及荷蘭建築團隊 MVRDV、義大利建築團隊IaN+、西班牙Fenando Menis、德國建築團隊GRAFT和 北歐丹麥的Julien De Smedt(原PLOT團隊成員)。台灣十位,邀請龔書章、曾成 德、姚仁喜、邱文傑、楊家凱、簡學義、黃宏輝、陳瑞憲、黃聲遠和劉育東。 十加十,二十人「集體創作」,在同一塊土地上直接對話,各作各的住宅設 計、各想各的生活方式。在仔細勘查基地後,發現此基地有兩大天然聚落─森林 和湖泊,山水並置,並由主持團隊提出「雙核心(Dual Core)」的概念,以強調湖 水核心及森林核心之間的關係。設計分區再細分為「聯合國區」及「20分區」兩 種型式,位於基地入口處的「聯合國區」,由20位國內外建築師個別設計獨棟建 築,企圖營造出一場建築的盛會,提供每位建築師各自展演的舞台。

(31)

圖 圖圖

圖 4444----1 1 1 1 澳底案澳底案雙核心澳底案澳底案雙核心雙核心(Dual Core)雙核心(Dual Core)(Dual Core)的概念(Dual Core)的概念的概念 的概念

圖 圖 圖

(32)

圖 圖 圖

(33)

4.2

未來生活型態分析

未來生活型態分析

未來生活型態分析

未來生活型態分析

4.2.1 未來生活走向未來生活走向未來生活走向 未來生活走向 Fukuyama(1999)提出了「大斷裂」理論,所謂的大斷裂指的是西元1960~1990 西方社會價值的大斷裂。在大斷裂期間,有些社會指標,如犯罪率、離婚率、非 婚生子女數,不斷的向上攀升;另外有些,如生育率、結婚和生育人口數、親屬 間的社會聯繫亦不斷的向下滑落。其中,改變最劇烈的是生育、家庭與兩性關係。 他以美國為例指出,在殖民時期的美國,絕大多數人務農,家庭是基本的生產單 位,不只生產食物,也生產各式家庭所需。教育孩子與年邁長輩是家庭的基本責 任與義務。但隨著資訊時代或稱後工業時代的來臨,家庭結構改變,家庭原先的 功能慢慢消失,男性外出就業,女性也逐漸跟進,孩子送往學校,長輩被送往養 老院。至20 世紀中,家庭縮減為兩代核心形式。 不僅是美國,其他先進國家也多有人口縮減,家庭功能趨弱的現象。單身、 離婚、非婚生子的比例增加,家庭結構的改變對我們的生活確實造成了影響。 過去大家庭,三、四代同堂的普遍情況被小家庭、單親家庭所取代。戰後嬰兒 潮也邁入老年,各國老年人口比例亦有升高的趨勢。現在似乎又已到了另一個 全球大斷裂的狀態。 根據聯合國人口基金會(2004),聯合國衛生組織(WHO)對老齡人口的定義, 當一個國家老年人口比例(65 歲以上)佔全體人口比例超過7%,則稱之高齡化 社會;超過20%時,稱超高齡化社會。聯合國人口基金會(2004)年度報告中指出, 從2000 年到2050 年,全球老齡人口(指年齡超過65 歲的老年人)預計將翻倍, 從現在的10%上升到22%——差不多等於兒童人口(指14 歲以下小孩)所占比 例。這個歷史性的人口統計結果——從高出生率、高死亡率到低出生率、低死 率——將使全世界老年人和兒童的比例第一次相等。在許多已開發國家,老年人 的數量已經超過了兒童,到了2050 年,很多國家的老年人數量將是兒童的兩倍。 與此同時,在台灣,老年人的比例也將從現在的5%上升到2050年的36%,兒童的 比例將從33%下降至20%。更加引人注目的是老齡化的進程,即不超過30 年,全 世界四分之三的老年人將生活在發展中國家。此外,出生率的逐年下降,導致家 庭結構的改變,使得每一個家庭的組成分子不一定有幼童,但幾乎都有老人的存 在,預計對經濟成長、社會安全、產業結構以及財政稅收也將帶來衝擊。因此, 與老年人需求相關的問題已不容忽視,而除了醫療照顧體系、銀髮產業以外,建 立適當的退休後的生活以及選擇環境良好的居住環境已是時勢所趨。

數據

圖 4 4 4 4- - - -2 2  2 2  澳底案 澳底案 澳底案 澳底案第一期規劃設計 第一期規劃設計 第一期規劃設計 第一期規劃設計
Figure 1.    Aodi project
Figure 3.    Four factors of life scenes analysis
Figure 4.    Focus of life scenes analyzing result
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參考文獻

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