行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
數位建築思維-從概念到形式 研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型
計 畫 編 號 ： NSC 100-2221-E-011-122-
執 行 期 間 ： 100 年 08 月 01 日至 101 年 07 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立臺灣科技大學建築系
計 畫 主 持 人 ： 施植明
計畫參與人員： 博士班研究生-兼任助理人員：張有一 博士班研究生-兼任助理人員：劉芳嘉
公 開 資 訊 ： 本計畫可公開查詢
中 華 民 國 101 年 10 月 25 日
中 文 摘 要 ： 本研究透過從「設計概念」到「形式策略」的發展過程，針 對八位/組在接受建築教育階段即受到數位工具的影響的當代 建築師(Greg Lynn, Reiser+Umemoto, Ben van Berkel &
Caroline Bos, Preston Scott Cohen, Hani Rashod &
Lise-Anne Couture, Neil Denari, Sulan Kolatan &
William MacDonald, Lars Spuybroek)進行案例分析，探究 其建築設計過程中的數位建築設計思維模式。
透過案例分析發現，運用數位工具創造建築形式有兩種主要 的設計手法：「變形操作」與「邏輯演算」。前者意指設計 概念透過外在形式的造型操作而具有封閉性結果的形式解 形，且其設計概念主要來自於「自然模型」；而後者意指設 計概念透過內在邏輯的演算程式而具開放性程序的形式成 形，而其設計概念主要來自於「文化模型」。後者還可再區 分成由「局部到整體」以及由「整體到局部」兩種程序性的 成形方式。就數位建築從「概念到形式」的設計思維而言，
變形操作傾向於「解形思維」模式，邏輯演算則為「成形思 維」模式。
中文關鍵詞： 數位建築、設計概念、形式策略、設計思維
英 文 摘 要 ： This study investigates digital architectural design thinking by examining contemporary digital architects who are famous for translating design concepts into architectural forms. The eight architects and
architectural teams examined here are: Greg Lynn；
Reiser+Umemoto； Lars Spuybroek； Ben van Berkel &
Caroline Bos； Preston Scott Cohen； Hani Rashod &
Lise-Anne Couture； Neil Denari； Sulan Kolatan &
William MacDonald.
From the analysis of their design processes, how architectural forms can be created by using digital tools, it was found there are two main
strategies: ＇morphological manipulation＇
and ＇logical calculation＇. The morphological
manipulation uses deconstruction and modeling of the external form to produce a closed form, and its design concepts mainly come from natural models. The logical calculation uses construction of form and mathematical calculations of the internal logic to produce an open form, and its design concepts mainly come from cultural models. Through the analysis of ＇from concepts to forms＇, the digital
architectural design thinking can be classified into two categories: ＇de-formational mode＇ based on the morphological manipulation and ＇in-formational mode＇ on the logical calculation.
英文關鍵詞： digital architecture； design concept； form strategy； design thinking
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 ■成果報告
□期中進度報告
數位建築思維-從概念到形式
Digital architectural thinking – from concept to form
計畫類別：■個別型計畫 □整合型計畫 計畫編號：NSC 100－2221－E－011－122－
執行期間：2011 年 08 月 01 日至 2012 年 07 月 31 日
執行機構及系所：國立台灣科技大學建築系
計畫主持人：施植明 計畫參與人員：張有一
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：■精簡報告 □完整報告
本計畫除繳交成果報告外，另須繳交以下出國心得報告：
□赴國外出差或研習心得報告
□赴大陸地區出差或研習心得報告
□出席國際學術會議心得報告
□國際合作研究計畫國外研究報告
處理方式：除列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢
□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢
中 華 民 國 101 年 10 月 31 日
目錄
壹、前言 ... 01
貳、研究目的... 01
參、新生代數位建築師建築作品「概念－形式」分析 ... 01
一、Greg Lynn ... 02
二、Reiser + Umemoto ... 03
三、Ben van Berkel & Caroline Bos ... 05
四、Preston Scott Cohen ... 07
五、Hani Rashid & Lise-Anne Couture ... 08
六、Neil Denari ... 10
七、Sulan Kolatan & William MacDonald ... 12
八、Lars Spuybroek ... 14
肆、綜合比較：概念到形式的數位設計思維 ... 16
一、設計概念與形式策略的異同 ... 16
二、概念到形式的「解形」與「成形」思維 ... 18
伍、結論 ... 20
參考文獻 ... 21
摘要
關鍵字：數位建築、設計概念、形式策略、設計思維
本研究透過從「設計概念」到「形式策略」的發展過程，針對八位/組在接受建 築教育階段即受到數位工具的影響的當代建築師(Greg Lynn, Reiser+Umemoto, Ben van Berkel & Caroline Bos, Preston Scott Cohen, Hani Rashod & Lise-Anne Couture, Neil Denari, Sulan Kolatan & William MacDonald, Lars Spuybroek)進行案 例分析，探究其建築設計過程中的數位建築設計思維模式。
透過案例分析發現，運用數位工具創造建築形式有兩種主要的設計手法：「變形 操作」與「邏輯演算」。前者意指設計概念透過外在形式的造型操作而具有封閉 性結果的形式解形，且其設計概念主要來自於「自然模型」；而後者意指設計概 念透過內在邏輯的演算程式而具開放性程序的形式成形，而其設計概念主要來自 於「文化模型」。後者還可再區分成由「局部到整體」以及由「整體到局部」兩 種程序性的成形方式。就數位建築從「概念到形式」的設計思維而言，變形操作 傾向於「解形思維」模式，邏輯演算則為「成形思維」模式。
Abstract
Keywords: digital architecture; design concept; form strategy; design thinking
This study investigates digital architectural design thinking by examining contemporary digital architects who are famous for translating design concepts into architectural forms. The eight architects and architectural teams examined here are:
Greg Lynn; Reiser+Umemoto; Lars Spuybroek; Ben van Berkel & Caroline Bos;
Preston Scott Cohen; Hani Rashod & Lise-Anne Couture; Neil Denari; Sulan Kolatan
& William MacDonald.
From the analysis of their design processes, how architectural forms can be created by using digital tools, it was found there are two main strategies: “morphological manipulation” and “logical calculation”. The morphological manipulation uses deconstruction and modeling of the external form to produce a closed form, and its design concepts mainly come from natural models. The logical calculation uses construction of form and mathematical calculations of the internal logic to produce an open form, and its design concepts mainly come from cultural models. Through the analysis of “from concepts to forms”, the digital architectural design thinking can be classified into two categories: “de-formational mode” based on the morphological manipulation and “in-formational mode” on the logical calculation.
壹、前言
在 數 位 建 築 的 發 展 過 程 中 ， 新 形 式 的 可 能 性 不 斷 地 被 探 索 ， 誠 如 Piedmont-Palladino 在《想像力的工具》(Tools of the Imagination)中指出繪圖工 具和科技自 18 世紀以來扮演了幫助設計概念得以成形的角色，無論是簡單的 鉛筆或是電腦軟體，這些工具不僅給予建築師所希望和所指示的形式，同時 這些工具本身也是可能性的活躍塑形者(Piedmont-Palladino, 2007, p.1)。在當代 的數位建築設計中，新生代建築師明顯地反映了上述觀點，對他們而言數位 工具的運用已經從早期主要是輔助繪圖及視覺化的形式表現工具，轉變成為 發展設計概念的形式創造工具。
透過電腦輔助建築設計(CAAD, computer-aided architectural design)，傳統 繪圖方式下的建築設計過程逐漸產生變化，一些建築形式開始脫離傳統正交 幾何系統的思維，轉而趨向具有流動感的造型表現(Hauschid, & Karzel, 2011)。在數位建築設計過程中，藉由數位工具多樣化的造型能力與高效率的 運算能力，使得自由形(free form)成為「數位建築」的重要形式特徵之一，而 在這樣的自由形式的特徵背後，經常可以看見這些新生代建築師因為受數位 工具特性與潛力的影響而提出的設計概念與空間論述，也因此逐漸的發展出 有別於傳統設計方式的設計思維。
貳、研究目的
為探討數位建築設計思維，本研究以八位/組新生代的建築師(Greg Lynn, Reiser+Umemoto, Ben van Berkel & Caroline Bos, Preston Scott Cohen, Hani Rashod & Lise-Anne Couture, Neil Denari, Sulan Kolatan & William MacDonald, Lars Spuybroek)為研究對象，透過他們回應數位環境脈絡(數位技術與工具)而 提出的設計概念或是試圖發展的設計論述中，以「概念到形式的設計發展過 程」為分析架構(Shih, 2004)，透過閱讀建築作品的概念與形式來理解這些新 生代建築師在數位環境下所提出的設計思維，並發掘出數位建築不同於傳統 建築的創造能力。由於數位工具的發展，大大地影響了建築師的設計構思與 建築形式，本研究透過對於建築師的建築論述與案例作品進行分析整理，試 圖清楚呈現數位建築設計從概念到形式的設計發展過程，並進一步探討數位 工具在設計過程中工具理性與價值理性設計思維的發展關係。
参、新生代數位建築師建築作品「概念－形式」分析
由於數位媒材的多元性與變化性，新生代數位建築師利用新的數位工具 所產生的形式操作，常常與其所主張的設計理念與相關理論論述息息相關，
在不同的理論背景的影響下，新生代的數位建築師呈現出各具特色的數位建 築特性。透過「概念－形式」的分析架構，針對上述善於數位建築設計的八 位/組新生代建築師分別探討如下。
一、Greg Lynn
Greg Lynn(1964-)畢業於邁阿密大學哲學與環境設計雙主修學位，之後 於普林斯頓大學完成碩士學位。他為 Antoine Predock 和 Peter Eisenman 工 作時開始嘗試了數位工具在設計過程中的應用可能。1994 年他建立自己的 事務所(Form)後開始以前衛的建築風格嶄露頭角，成為利用動畫軟體進行 建築設計的先鋒，譬如以基於「泡狀體(blobs)」和「網格建模(mesh)」等電 腦運算技術處理曲面的造型。之後也因為對運用數位技術進行建築設計的 逐漸掌握，Lynn 對由數位控制的銑床(milling machine)技術產生興趣，開始 關注材料以及其在作用力的影響下所發生的變化，透過對於製造過程和材 料進行的試驗而開發出與原先透過電腦運算生成的不同設計策略(Rappolt, 2008)。
Lynn 曾在著作中提及當代法國哲學家 Gilles Deleuze (1925-1995)對他 在設 計思考上的重要影響。他雖然主要是從電腦輔助設計軟體本身的特性 出發進行設計思考，但同時也是一位強調建築理論的建築師。他於 1998 年 出版《皺褶、身體與泡狀體: 論文集》(Folds, Bodies and Blobs: Collected Essays)與 1999 年出版的《動態造型》(Animate Form)。在這兩本著作中主 要提出兩個建築上的概念，皺褶(fold)與生命活力(animation)，其中褶皺的 概念明顯的沿用自 Deleuze 的哲學論點，皺褶論點經由 Lynn 的重新詮釋，
從 數 學 與 幾 何 的 角 度 以 微 積 分 方 式 處 理 許 多 微 分 的 曲 線 (differential curves)，產生具有差異與重複的特性，並應用電腦輔助設計軟體產生連續 性曲線的功能，創造了皺褶的空間與建築形式(Lynn, 1998)。此外，「動態造 型(Animate Form)」的概念則是從有機生成的角度切入數位形式的創造，應 用數位工具去產生不規則且具有生物型態特徵的建築形式，在生物型態的 操作過程中他開始去探索如何將結構和形式整合在一起。透過運用數位化 的參數模型作為有機結構生成的基礎，Lynn 使得具有拓撲學(Topology)特 徵的自由形式能夠轉變成設計思考以及構造表現上可以操作的模式(Lynn, 1999)。這些以時間與運動為基礎的設計概念，使一種動態的設計程序產生 了兼具動態與彈性的建築，以動態設計為理論中心，使 Lynn 把傳統的設計 決定論轉化為一種「指導式的不確定性」的設計概念。
於 1995 年的韓國長老教會教堂設計中[圖 1、2]，Lynn 藉由 Meta-blob 軟體創造出動態泡泡球的功能，藉此進行建築設計構思與建築造型表現。
教堂內的空間單元成為一連串的泡泡球，每個泡泡球代表空間單元的量體 大小，可以依業主對空間單元的需求在電腦軟體內進行泡泡球動態的形狀 調整，當各空間量調整完畢，這些泡泡球可以共同融解成一個連續的建築 空間，一個從概念到形式都藉由電腦輔助設計並融入仿生學的新建築於是 形成。事務所擁有數位控制的切割設備，也可以進一步將藉由電腦軟體形 成的建築概念直接快速塑形為實體模型以進行空間效果的檢視，能更清楚 的了解設計階段中可能產生的空間形式。原本應用在創造媒體視覺特效為
主的 Maya 電腦軟體與工業設計中廣泛應用的 Microstatio 與 SoildCAM 電 腦軟體也都被 Lynn 沿用至處理建築造型、細部發展、與施工圖等階段 (Rappolt, 2008)。
另外，在應用數位控制製造的空間設計思考上，Lynn 突破以往受限於 構造材料和結構形式的空間表現方式，重新定義了建築的最基本元素。他 設計出一種可以結合數位軟體自由塑形的輕質的、可塑形的、多彩的與模 組化的構造元素流體牆(Blobwall) [圖 3、4]，可由 CNC 切割技術生產製造。
其構造特點為：無須結構支撐、多孔隙低密度、可回收、耐衝擊、空心，
單元共有六種元素與樣式組合，可以組構成任何所需的構造尺度與空間形 式，藉此重新定義了量體(massing)、結構(structure)與圍封(envelope)的關連 性，為數位自由形式的創造提供組構和生產的各種可能性(Rappolt, 2008)。
圖 1 韓國長老教會教堂設計階段形式操作 圖 2 韓國長老教會教堂外觀
圖 3 流體牆(Blobwall)電腦模擬圖 圖 4 流體牆(Blobwall)單元_數位控制的銑床(milling machine)技術
二、Reiser + Umemoto
Jesse Reiser(1958-) 於 1981 年 畢 業 於 紐 約 庫 柏 聯 盟 (The Cooper Union)，1984 年在克蘭布魯克藝術學院(Cranbrook Academy of Art)完成碩士 學位。Nanako Umemoto 於 1975 年在日本大阪藝術大學完成城市設計和景 觀設計的藝術學士學位，1983 年也同樣在庫柏聯盟取得學士學位。他們兩 人成立了 RUR 建築事務所，Reiser 除擔任 RUR 建築事務所負責建築師外，
也任教於普林斯頓大學擔任助理教授，Umemoto 則擔任事務所的主導建築 師。
Reiser + Umemoto 的設計論述涉及以質性的方式決定建築形式與材料 構築等量化操作問題，藉此提供建築形式的操作思維。在他們出版的著作
《新構築地圖》(Atlas of novel tectonics)中認為歷史學家和評論家承擔了必 須在脈絡上建立意義的責任，但他們認為歷史僅是一種意識的形式，並不 足以造就建築工程的建構，這使得他們站在實踐的對立面思考建築的生 成，並主張創建新事物的重要前提是任何創造的行為內總是有非歷史的部 分。因此他們認為新的建築是從根本上去重新組織準則，建築會創造出新 的歷史。延伸至材料與物質的層面，他們主張在使用每種材料的過程中必 須預期場所的建構與轉化，物質性與環境脈絡是一種整體且具相互作用的 狀態。這種物質材料的思維使得他們從「做這個意味著什麼？」(形式的意 義)轉移到「這樣能做些什麼？」(形式的可能性)。他們的設計概念試圖移 除脈絡的限制，使空間概念與物質可以統整，試圖改變建築的恆常概念而 成為一種對物質事實的思考。因此相較於傳統建築設計，在概念上他們認 為數位建築中最重要的區別在於設計轉移了幾何學作為一種控制構造材料 與物質行為的抽象的秩序概念，這鬆動了物質及其物理行為必定和幾何學 的邏輯有關的想法。新型態的的概念模型不是作為一個替代性的測量工具 或參照系統，而是形成深入和廣泛差異的相互作用(Reiser & Umemoto, 2006)。
RUR 事務所已經建造實踐的建築作品中，規模最大的是位於杜拜的
「O-14」高層建築[圖 5-7]，基地位於海灣的中心商業區，外殼立面開孔的 塔狀建築形態提供了結構需求並創造出立面的光線、空氣和視野，也使辦 公空間中沒有傳統的柱子和牆體，外殼和各樓板構造之間 1m 的間距也提 供了被動式的自然冷卻。外觀看來，這座高層建築有著數位建築的形式特 色：曲線型的輪廓與多孔狀的外部皮層。內外雙筒的高層建築結構，包含 標準層樓地板的內筒和一個曲線型的外筒。混凝土外殼不是一個均質的結 構體，而是具有看似隨機分布的孔洞，但實際上開口是受功能與採光等多 項因素所精密控制下的結果。在控制開口形式的因素中，樓板與外殼的構 築連結方式是主要的決定性因子。各層樓板的邊緣是一道完整的環樑，與 混凝土外殼之間有固定距離的間隙，樓板與外殼之間是由環樑上伸出的觸 角狀樑頭連結，因此外殼的孔狀開口使得每層樓板與外殼交集的截平面形 式都不相同，因為伸出的樑頭必須連結至沒有開口的區域，於是標準層樓 板因為伸出樑頭位置的不同，變成了各層相異的平面。外殼與樓板之間的 關係成為一個相互影響的系統，但卻又具有各自的形態原則。對於「O-14」， Reiser + Umemoto 處理了現代主義的空間與外殼，但又整合成了一個有機 系統，物質與空間合而為一後形成了對現代主義的一種批判，其中不存在 笛卡爾座標空間結構或是純粹生態概念在形式與裝飾之間的二元分割。
圖 5 「O-14」高層建築 外部圍封構造 圖 6 「O-14」高層建築 圍封構造施工照片
圖 7 「O-14」高層建築 空間關係透視圖
三、Ben van Berkel & Caroline Bos
Ben van Berkel(1957-)曾受教於 Zaha Hadid，也曾在 Santiago Calatrava 的建築事務所實習，在接受建築教育時即嘗試探索前衛的設計思維。UN Studio 於 1999 年從 van Berkel 原本成立的事務所分離出來並將業務領域擴 展及建築、城市發展及基礎建設等方面。新加入的事務所合夥人 Caroline Bos(1959-)是一位擅長學術寫作和藝術評論的史學家，負責替事務所實驗性 的探索提供理論支持和學術研究，她在論述與研究上的基礎成為 UN Studio 在創新能力和設計意義上的來源。由於 UN Studio 在其他藝術領域的濃厚 興趣，他們與服裝設計、平面設計師、攝影師、現代藝術家、表演藝術家 等保持著密切的合作，並且將跨領域的影響回饋至他們的建築設計當中 (Betsky, 2007)。
UN Studio 的設計理念強調了重覆的創作性，就如藝術家對自己作品所 展現的能力，如同“影片中靜止的畫面(stills in a film)＂般的反覆、改變、
複製和繼續。藝術的重覆雖然行進著相同之事，但結果卻有所差異。重覆 源自於標準化的現代派理論，大量生產化的建築是基於經濟考量和生產過 程。他們透過一種意義和抽象的事物，即「圖示(diagram)」的方式，重覆
的以新的方式運用於他們的建築設計中，例如數學模型(一種圖示)被多方運 用於不同的建築設計案，例如莫比斯環(Möbius band)和其三維變量的克萊 恩瓶(Klein bottle)或是三葉結(Trefoil knot)和螺旋線(Spiral line)的數學模型 變體。
他們透過設計模型在電腦程式和工程領域中進行設計的認知，以組織 結構圖和明確表單的描述方式呈現。設計模型也做為組構原則之統合組 織，並以建構的參數作輔助，於設計過程進行中也可作為一個內在的參照 點，以協助檢試是否依照他們的原則和目的進行。這樣一種轉換模型的形 式，有益於將案子趨向真實結構形式和組織，過程調整的參數設計技術使 其成為可重新輸入的循環過程。設計模型包含有組織的分類列表和矩陣基 礎，以參數表顯示多元素之間可能的交互活動，效用在於建築師可建立出 自身設計的模型，理論化地以正確的參數闡述自己的觀點，數位工具的運 用因此有助於操控出新的形式(藍青，2007)。
以位於斯圖加特的賓士汽車博物館(Mercedes-Benz Museum, 2001-2006) 為例[圖 8-11]，基地位於戴姆勒克萊斯勒斯圖加特工廠旁邊，建築用途為展 示賓士公司的收藏品之用。建築計畫的考量包括了新建博物館和外部都市 發展的設計，以及內部參觀者的動線路徑。透過結構系統和計畫組織的綜 合考量，建築物的幾何形式回應了展示汽車導向的博物館需求。結構設計 以三葉形幾何圖案為依據，這樣的幾何概念於內部結構和外在形式上都回 應了汽車導向的設計脈絡。幾何模型的三個重疊圓圈被拉伸至三個維度 上，藉此回應建築計畫和使用活動。該模型的變形潛力被發展成由線變成 環然後形成表面，最後再成為建築量體。設計過程包含複雜的一套系統，
其中的各種汽車展示品和服務空間交織在一起。在剖面上，在樓板上的移 動挑戰了對稱的三葉平面，三葉的葉子圍繞三角形的挑空旋轉而形成水平 向的平台，交替的擔任單一樓層或雙層樓層的樓高。樓板平面的轉換影響 著三葉草形式的對稱性，因此建築呈現出雙螺旋的架構，構成六個不同高 層的樓板平台，整體建築的組織並沒有形成連續單一的表面，而是形成了 六個兩層樓高以及六個一層樓高的展示空間(Burry & Burry, 2010)。
圖 8：斯圖加特 賓士汽車博物館外觀 圖 9：斯圖加特 賓士汽車博物館 單一樓層空間
圖 10：斯圖加特 賓士汽車博物館 圍封框架透視圖 圖 11：斯圖加特 賓士汽車博物館 樓層剖面透視圖
四、Preston Scott Cohen
Preston Scott Cohen(1961-)一向以建築類型學、繪圖幾何學(descriptive geometry)以及數位工具的綜合運用而聞名。他是哈佛大學設計學院(GSD) 建築系的教授，於 2008 年出任建築系主任，這之前他也曾在多倫多大學 (2004)與加州大學洛杉磯分校(2002)擔任教授。1989 年他開始嘗試創新的幾 何學和調節複雜的基地需求的設計能力，建築設計的規模從室內、住宅、
學校、博物館到都市空間等。
Cohen 在其著作《有爭議的對稱性》(Contested Symmetries and Other Predicaments in Architecture )中發表了眾多關於建築理論和歷史的論文，他 擅長以獨特的幾何形體以及與周邊環境與眾不同的結合方式進行建築設 計。後來他的事務所也以解決複雜的基地條件為設計原則，不同基地的限 制條件會激發他們事務所的設計創造。Cohen 在不同建造環境下的建築形 式與組織原則中建立了如教科書般指導原則。當面對建築類型、結構、幾 何形體與構築的分析時，他們也會研究社會、政治或是文化的脈絡意義。
在城市尺度方面，Cohen 認為當代城市文化下的建築設計需要嚴格反映出 複雜個體的存在，他透過對入口空間與幾何的細節的重視，回應城市空間 中公共性的營造(Cohen, 2001)。
Cohen 在以色列特拉維夫所設計的美術館(Tel Aviv Museum of Art, 2003-2009)是一座複合式文化中心，這個作品呈現出一個特別的建築設計挑 戰：嘗試解決位於緊湊、有特性的三角型基地以及博物館空間中一系列大 而中性的正交形式展覽館這兩者之間的張力。以雙曲拋物線的形式為基 礎，透過巧妙的扭緊幾何表面解決自然光線進到建築內部的不同角度的問 題。建築物的組成依據多重軸線以及一系列獨立平面和鋼結構系統，透過 幾何圖形的操作連結至一起。[圖 12、13]
另 外 ， 位 於 中 國 山 西 省 的 太 原 美 術 館 (Taiyuan Museum of Art, 2007-2012)，其空間效果源於中國傳統景觀繪畫的多重透視，不同於西方的 單點透視，博物館的曲線和角度產生無法預期的連續與不連續的空間層
次。這樣的形式提供了旅客一個視覺的導引，創造了一系列的破碎光線，
來自中國山西省地景景觀的美學轉化提供了一個新空間經驗的設計準則。
這座建築物透過室內外的長廊連為一體，與周圍的城市景色相融，遊客可 穿梭其中卻不需要進入博物館。外部有一座坡道穿過建築物並連接著各種 各樣的基礎設施、草坪和雕塑花園，建築與景觀的融合突顯出週遭基地的 多重尺度，無論是附近汾河的自然景觀，還是博物館本身獨特的密集展示 空間。[圖 14、15]
圖 12：以色列特拉維夫美術館 圖 13：以色列特拉維夫美術館剖面圖
圖 14：中國山西太原美術館 圖 15：中國山西太原美術館概念模型
五、Hani Rashid & Lise-Anne Couture
Hani Rashid(1958-)和 Lise-Anne Couture(1959-)於 1989 年在紐約成立了 漸近線事務所(Asymptote)。事務所藉「漸近線」這個數學語彙的哲學意義，
將建築設計視為一種充滿動感與速度的動態彈道的概念。他們的設計基礎 大多來自於跨領域的思考，採用一種對新科技徹底開放的設計模式。事務 所自 1988 年創立以來便努力走在數位科技的前端，其業務涉及的領域很 廣，從都市規劃、建築設計、虛擬環境、裝置藝術到展覽及產品設計等。
而在研究領域上，事務所也試圖合併建築的「實踐」和「理論」兩種層面，
試圖從中發掘出空間的新形式(Rashid & Lan, 2010)。
漸進線事務所研究了一系列由現實向虛擬靠攏的建築作品，提出了「建 築形式虛擬化」的概念，這種概念是由真實條件的數據資料所激發而產生 的增量形變，轉變成為一種真實建築的潛在性概念。在虛擬化的設計概念 當中，數位流勢(digital flows)和虛擬操作介面(virtually manipulated surfaces) 會被轉化成為建造的形式，因此在這樣的設計概念中，技術的影響具有雙 向的作用層面：實質層面上，計算的虛擬變形允許參數構造技術；而在哲 學層面上，非物質化的建築性質依舊可以存在。由於漸進線事務所對虛擬 作業的濃厚興趣，虛擬作業影響了建築設計過程中關於概念設計與空間思 維兩個階段。透過虛擬，他們可以將先期研究轉變為一個實際的建築虛擬 建模，並透過參數控制該模型，藉此掌控從設計要素到建築構件再到財務 變量等設計條件。這樣的虛擬模型成為一個功能強大的混合體，結合了概 念化、可視化工具的虛擬技術，實現了從結構到環境等各方面考量的最佳 成果。在漸進線事務所中，由於電腦運算技術對工作方式、主觀的設計概 念分析、以及形態塑造的影響和潛能，他們將自身定位於一種後知後覺的 建築體驗模式當中，他們對於建築的體驗也因此形成一種非恆常的變化狀 態(Rahim, 2006)。
2007 年的亞斯島碼頭大酒店(The Yas Hotel) [圖 16、17]，座落於亞斯 小艇碼頭旁並伴隨一座 Formula 1 環狀跑道。整個旅館包含 500 個房間，共 計 85000 平方米。設計概念由多種關鍵性的靈感，範圍從美學到速度、運 動等開始，外殼的形式概念是基於古代伊斯蘭藝術與工藝而來的，試圖透 過外殼將 2 棟旅館統合為一整體是整個設計中最大的特色。事務所使用了 CATIA(Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application) 與 GC(Generative Components)軟體。透過這兩種軟體的配合以及事務所原先的 常規設計程序及繪圖軟體，他們發展出從設計開始到建造階段都能透過電 腦進行「數位設計智能(digital design intelligence)」的一種設計策略。上述 兩種軟體內建的參數工具使得數據之間具有依存性，建築設計中任一方面 所做的任何更改都會立即的反映在整體設計的效果上。亞斯島碼頭大酒店 中以參數控制的玻璃，形態上的幾何變化會立即的反映到受影響的其他構 件或設計中，無論是玻璃片的尺寸或是鋼結構的設計。
在這樣的程序中，圍封體的結構使用了兩種相互依存的數位建模技 術。第一種建模技術包括了結構框架的設計以及「結構體系」，可以三維彎 曲的結構產生一系列具有曲面形態的斜向元素和水平元素，同時也能生成 彎曲的鋼結構邊框的開放性網狀開口，藉此提供遮陽或是去連續曲率表現 的立面系統。第二種建模技術是與環境與建築的永續思維相結合的制冷與 遮陽優化的性能運算，數位工具運算的遮陽模型依照所提供的精確資訊計 算了開口及遮陽的布置，數位模型中的成果直接反映了建築圍封體的表面 形態。兩種數位建模技術在虛擬的概念中結合，融入並產生了一個由運算 優化技術以及虛擬技術所強化的人造物－即最終的建築作品，這種方式在
質量上與數量上超越了原本孤立的技術，這樣的互動結合使虛擬技術成為 真實(Rahim, 2006)。
圖 16：亞斯島碼頭大酒店外部圍封體 圖 17：亞斯島碼頭大酒店室內空間
六、Neil Denari
Neil Denari(1957-)於 1982 年畢業於哈佛大學建築研究所，畢業後曾於 巴黎的航空製造商 Aerospatiale Helicoptres (後為 Airbus)實習，目前為 NMDA 事務所負責建築師。他於 1988 年成立了 COR-TEX 事務所(即 NMDA 的前身)後，曾短暫的在日本工作及教書並研究景觀庭園學。1997 年他擔任 南加州建築學院(SCI-Arc)系主任後，逐漸影響了該校在數位建築上的發展。
NMDA 事務所位於洛杉磯，事務所的設計宗旨在於創造出「可延伸、
具人體工學、可傳遞訊息、具有深度並充滿經濟性與獨特性」的建築，他 們認為建築不止應充分滿足現存的需求，更要能激發新的需求與慾望。對 於數位工具的運用，事務所於 1994 年開始使用電腦輔助設計工具，並特別 對製作電影與動畫的軟體感興趣，經常整合 Form-Z、AutoCAD、MAYA 等 軟體進行設計。
Denari 在《迴轉儀的地平線》(Gyroscopic Horizons)一書中蒐集了 Gilles Deleuze (1925-1995)、Jean Baudrillard (1929-2007)等知名評論家的論述，但 並未更進一步進行論述，因此從形式和幾何學上來看，他只是試圖在以情 境為背景、以幾何為內容的建築之間找出邏輯的空間(Denari, 1999)。他提 出「連續性建築」的概念，透過尋找全球性共通語言以排除差異性，試圖 將全球化現象表達於建築上，透過融合各地特色與價值觀的的設計理念發 展出具有一般性但又有特色形象的建築。著迷於連續性、單一表面的原因 也考量了經濟意義，他認為這樣的折疊美學可以被實踐出來的。在設計概 念上，Denari 提出了以下幾個概念：世界性表皮層(World Sheet)探討了全球 性的價值觀以及通用的象徵性視覺語言，試圖讓設計特色和地方性需求融 合為一後使客體與世界觀結合。建築符碼(Architectural Code)的概念以視覺 上能溝通的視覺語言為主，透過色彩、質感來進行操作。彎曲(Bending)概 念是從外觀、室內到家具的總體需求中發展出連續性建築的設計方式。一
塊板從建築表層，垂直或水平地彎曲折疊到隔間、桌面上，營造三度空間 的同時也滿足了機能。表皮 (Skining)概念以多功能性的表層滿足不同設計 需求，「面」可以儲藏、翻轉、抽拉，也可以使簡單表層有著多元化、彈性 化存在的意義(Pongratz & Perbellini, 2000)。
Denari 於 1996 年東京現代美術館的展覽作品「干擾的投影(Interrupted Projections)」[圖 18、19]中提出「建築將會不斷擴張，成為空間組織中最有 趣的媒介」。作品中他嘗試將圖像視為消費文化的指標，認為數位科技已經 影響實體空閒的概念，轉而壓縮成「平面編碼的數位化科技與圖形記號系 統」。展覽內容包含電腦動畫、錄像與實體裝置藝術，主題是一張「展開的 世界地圖」(即 World Sheet)的概念，設計概念是依據哈莫勒森投影法 (Homolosine)將綠色平板摺疊展開，將符碼投影到平板表面後變成可供印刷 的平面，所有地理資訊被移除後僅剩下文字與虛構商標的世界，因而呈現 新型態的地圖。表面的投影將不斷增加、交織、流動、融合或消失，消費 者可以自主性的與充滿著不斷流動的電子符碼與經濟地景進行溝通。受「連 續拓樸學」影響，平面化圖形發展為摺疊空間後創造出閉合性空間，綠色 平板形成第二皮層且不斷摺疊，Denari 創造出空間中自然與人工相交的混 合狀態，模糊了內外界定的交錯空間(Pongratz & Perbellini, 2000)。
之後在 1997 年的「垂直性平滑住宅(Vertical Smooth House)方案」中[圖 20、21]，因為基地緊臨四層公寓和一層平房住宅，在增加土地價值與使用 空閒的目標下，Denari 以單一的曲面皮層來構成住宅基木的外表，皮層彎 曲產生內部的表面並可與外部緊密結合。透過 3D 克萊恩瓶(KleinBottle)的 概念所形成的 2D 皮層最後回到室內與室外二元狀態所形成的連續性。表面 的持續性透過內部與外皮表現在相同半徑上，不允許角落或者邊緣以傳統 正交幾何座標的方式連接。鋼構框架支撐著單一彎曲版片，隱藏在外部層 (電鍍鋼片)和內部層(石膏牆)之間，最後再以花紋覆蓋構造面作為房子的表 皮。四面牆體可在不同需求下適當的「開放」，試圖藉此減少界面與界面間、
空閒與空間之間的差異性，並提升其關聯性。同時，家具也可視為一個「界 面」，適用於隔離內外，如長凳成為具有多功能價值的隔離用物件。
圖 18：干擾的投影(Interrupted Projections) 圖 19：干擾的投影(Interrupted Projections)
圖 20：垂直性平滑住宅(Vertical Smooth House)方案 圖 21：垂直性平滑住宅(Vertical Smooth House)方案
七、Sulan Kolatan & William MacDonald, KOL/MAC)
Sulan Kolatan (1958-)和 William MacDonald (1956-)於執業後先後獲選 為美國建築師學會頒發的「四十驕子(40 under 40)」獎項，並曾受美國國務 院指派代表美國參加威尼斯國際建築雙年展。他們於 1988 年在紐約成立了 KOL/MAC 事務所，逐漸發展成跨國的專業建築設計公司。KOL/MAC 事務 所在運作上以分散型辦公室的方式為主，並擅長於國內及國際間成立專案 小組和合作計畫。因為事務所在設計業務的選擇原則是基於設計興趣而非 類型或規模，所以事務所接受的案件規模很廣泛，從大尺度的都市設計到 小尺度的家具設計、從政府部門至私人商業專案、從虛擬環境到原型開發 等。KOL/MAC 事務所主要的設計操作模式是將特殊的數位設計方法、新 的生產科技與新的材料進行銜接。他們利用建築領域之外的 3D 軟體創造更 具智慧的建築，以此展現他們所追求的創意以及面對數位環境下解決問題 的模式。除了受委託的業務外，事務所進行研究以發展他們的數位設計工 具，他們主要的想法是將先進科技與人類追求美好、健康與具功能性的環 境進行可以激發靈感的結合。
在位於伊斯坦堡的格拉塔港都市開發(Galataport Urban Development) 方案中[圖 22、23]，整個基地區域是由巨大單一功能結構、堅硬邊緣與不 滲透性表面所定義出的一個綴塊(Patches)。他們依據城市生態學中對於綴塊 動態的了解，知道這些綴塊的特徵容易使環境的病狀快速增長，綴塊動態 會漸漸地與城市表面同質化後對自然地表進行侵蝕，因此設計概念遵循綴 塊的典範，先將整個城市視為一個連續表面，不論水平、垂直或傾斜的表 面皆沒有間斷，僅於必要的時候稍做區別，且盡可能以極小的曲面幾何與 局部解剖而避免以建築體來區分。如此設計的幾何關係會產生一個可滲透 的複雜表面，具有影響水流與風向及吸收太陽能的潛能。結構上來說，極 小曲面十分具經濟性，因為其透過彎曲與形狀而非材料的厚度來提供強 度，而曲面切割成許多細小的綴塊實體也有利於該基地的地震工程，局部 解剖的綴塊與生態綴塊之間也有一定程度的關聯性。
另外在複合式高層建築(Minsur Tower)設計案中[圖 24、25]，計畫興建 的住商混合大樓其底層是商店及景觀空間，上方樓層則為辦公室與居住單 元。這個方案特殊的地方在於其底層與地面間的三維空間關係與智慧型外 牆，兩者會隨著特定的狀況自動調適。建築的底層會自動融入四週的城市 表面，而外牆則隨著能源節約、美觀、建築幾何關係、結構與方位等因素 調節改變。產生的建築形式在城市的空中輪廓線中顯而易見，且可以隨著 地點與計劃的特有狀況而調適，進而再調整其最終的外形。這個概念提供 了可以在不同地點重複使用的大樓設計模式，嘗試以類似卻又是不同版本 的形式策略創造出能顧及地域環境脈絡的品牌潛能。可改變尺寸的 3D 智慧 型外牆，其表面的成分具有生態的功能，例如利用巨大且彎曲的表面來濾 清空氣。外牆的尺寸也可依據大樓當地幾何關係的相對位置而改變。
圖 22：格拉塔港都市開發(Galataport Urban Development)方案
圖 23：格拉塔港都市開發(Galataport Urban Development)方案
圖 24：複合式高層建築(Minsur Tower)設計案 圖 25：複合式高層建築(Minsur Tower)設計案
八、Lars Spuybroek
Lars Spuybroek(1959-)畢業於荷蘭台夫特科技大學，他於 1991 年在鹿 特丹成立了 NOX 建築事務所，事務所的設計方向主要以「形態發生」的原 則進行發展，探索了生物學與建築建造之間的類比關係，Lars Spuybroek 也
據此提出了一種具有「相互作用」狀態的建築設計概念。
Spuybroek 常以專文論述探討數位設計研究如何進入實踐的方式，而在 他所寫的小型論文中也常常討論其設計作品中的歷史性意義及哲學脈絡。
透過這些研究性的論述，他主張在設計階段進行研究是不夠的，需要研究 的是設計本身，透過逐篇探討單一議題的方式，他以一致性與變化性為主 軸進行了研究。而這些論述的研究也反映在他對數位工具的運用態度上，
Spuybroek 認為首要的是使用新工具來解決舊問題,而不該是製造出新問題 (Spuybroek, 2004)。
水博覽館(H2O Expo)是第一個由使用者透過全互動式感應器改變光線 和聲音的建築空間[圖 26-28]，試圖超越了大眾對建築的認知，不僅可由使 用者改變光線和聲音，建築形式也是由自身產生的形變而來。由程式計算 出的橢圓管形狀依據室外的外力扭轉，而嵌入地表的程度則因應地表而變 形，橢圓形斷面結構根據承受的外部刺激(人流、風吹、或沙丘)而產生形變。
以流體為設計概念使內部壁面間沒有界線，各維向度呈現彎曲且無水平的 非正交形式，入口為起始的橢圓形斷面，在入口 60 公尺後有較大的橢圓面 出現在水平軸上，這段距離的空間被扭轉及反轉，壁面的一體性使人在建 物中須靠自身去維持平衡，因為沒有任何開口可以使人透過戶外地平線去 認知水平參考。
為了重新界定這座建築的地平線感知，結構中的 280 支輔助樑都是扭 曲的形態(最高達 50 度)。特別設計的互動感應器回應使用者的刺激，其中 連結了三種個別運作的感應系統：即時產生動畫的 LCD 投影機、60 公尺長 佈滿 200 枚藍光燈泡的電纜導管、以及聲音三種系統。互動感應器會區分
「擁擠」、「團體」及「個體」，然後投影出如鐵絲網的格線，用格線呈現出 單獨或團體的即時動作圖像，例如光感應器利用紅外線呈現出活動時的干 擾(波浪狀)，而碰觸的感應器呈現出漣漪的圖像，佈滿 200 枚藍光燈泡的電 纜導管則表現外來動作對建築的刺激。聲音系統也會將所接受到的刺激傳 導到中央主機後發出各種被扭曲變化的聲音。Spuybroekk 透過此作品展現 對神經學的興趣，他將使用者的姿態、認知、行動等建築問題轉化成一種
「運動的幾何學」，使建築的抽象行動伴隨著形變的幾何學直接關聯到真實 的人體行動。所有建築元素都經由幾何連續性而連結，Spuybroek 認為經由 拓樸上的模糊，建築可以得到對於行動的表達方式，例如分裂、合併、扭 曲等因素可以使建築形式展現出行動特性(Spuybroek, 2004)。
圖 26：水博覽館(H2O Expo)鋼構框架 圖 27：水博覽館(H2O Expo)內部空間
圖 28：水博覽館(H2O Expo)橢圓形斷面變形操作過程
肆、綜合比較：概念到形式的數位設計思維
在八位/組建築師的設計過程中，建築師透過不同的設計概念與形式策略 回應數位脈絡中的建築設計。透過前述案例分析後，為探討概念到形式發展 過程中的數位設計思維，先比較設計概念與形式策略的差異，藉由「自然模 型」與「文化模型」的設計概念來源，以及「外在形式」與「內在邏輯」的 形式策略操作方式，探討上述八者在設計過程上的差異。在設計概念的比較 上，自然模型的來源意指設計概念由設計者直接「師法自然」而來，其直接 遵循自然物而非人造物的法則；「文化模型」則是直接透過人類所創造的人造 物作為構思發想的起點(施植明，2008)。在形式策略上，則針對外在形體的變 形操作與內在規則的邏輯演算兩種方式進行比較。
歸納出設計過程的主要方向後，進一步則再探討比較差異中所隱含的數 位設計思維。結論則藉由綜合比較後探討得出的數位設計思維模式，提出其 對於數位建築設計所具有的發展可能性。
一、設計概念與形式策略的異同比較
在前述案例分析中，以自然模型為設計概念的建築師有 Greg Lynn、
Reiser + Umemoto 以及 Lars Spuybroek，在形式策略上他們主要是以外在形 式的變形操作進行發展。
Greg Lynn 所謂的「動態造型(Animate Form)」與黏滯的流體相似，黏 滯流體的軟性特徵可以提供內部的組織，柔軟的特性使得形式必須依靠特 定的外部限制力量(Lynn, 2001)。因此他以各種不同方式進行展開變形實 驗，在彎曲或扭轉後經由拓撲學幾何達成巨大的連續表面來呈現設計概 念。電腦動畫軟體以時間為基礎而改變形狀與量體，隨著時間與具彈性的 內部組織互動而產生造型的差異。
Reiser + Umemoto 以不同於傳統建築組織的設計概念，發展出能被連 續修正與改變的設計。透過對結構系統的觀察並透過結構系統的彈性操作 所產生的設計複雜度，他們創造出一種獨立性與想像性的特殊設計方式。
他們探究科學爭論在建築語言中的應用，如大地測量學與空間適應力的關 係。形式策略上，他們從固定與靜態的傳統幾何轉向至拓撲、動力或時間 基礎的系統上。對於他們的實務作品來說，透過動畫與電腦所產生的拓撲 與複雜表面發展，已經成為設計程序中的必要操作。連續表面的效應以及 內外部的關係的可能性以一種平滑的方式進入他們建築作品中，也在其中 交織的規範出建築物的計劃性。
Lars Spuybroek 認為概念圖示是一種設計的生產引擎。Spuybroek 在設 計概念上以自然模型為基礎。作品受到「形態發生(morphological)」的原則 啟發，其設計方案探索生物學與建造之間的類比關係，因而發展出一種「相 互作用」的建築學概念。在設計過程中的每個階段都以前一階段為基礎，
他的形式策略不是從預先設定的設計開始，形態是源於過程的。這種自下
而上的設計方式，在每個階段再透過分析工具進行評估，之後再進入下一 階段。電腦運算的生成系統是不可逆的，因此評估因子與設計方案之間的 反饋行為會替建築形式帶來一種催化的潛能。
另一方面，以文化模型為設計概念的建築師有 Ben van Berkel &
Caroline Bos、Preston Scott Cohen、Hani Rashid & Lise-Anne Couture、Neil Denari、以及 Sulan Kolatan & William MacDonald，在形式策略上他們主要 是以內在邏輯的演算操作進行發展。
Ben van Berkel & Caroline Bos 在設計概念中借用了許多其他領域的圖 示概念，例如基因工程、混沌理論、複雜理論等，他們認為不同領域的發 展都受到了數位工具的影響，因此建築設計的程序也相對的會與其他領域 彼此影響並互相結合。這種認知使得他們的設計概念主要來自於其他領域 所建立的文化模型。許多過去數學家很難描述的非歐基里德幾何形體，如 莫比斯環和克萊因瓶，他們透過數位工具的技術，將這些形體轉換成建築 空間，形式策略透過具數學特性的內在邏輯而發展。
Preston Scott Cohen 在建築設計概念上發展出有機形體原則的語彙，可 以適用於特殊的環境和一些渴望多樣化的業主。在形式策略上，他的作品 中有很多操作數位工具和數學運算的痕跡，他早期利用電腦將立面做平移 調整，後來開始出現阿基米德幾何體的交錯，之後複雜的幾何形摺疊、衍 生、單消點與多消點塑形以及曲面造型。透過數位工具以及數學模型這兩 種方式，他所發展出的建築造型具有很複雜的變化。
Hani Rashid & Lise-Anne Couture 的設計概念涉及了概念與實務間的空 間，並以其他領域學科的興趣為設計主導方向，這些領域包括了電影、媒 體、視覺藝術等。他們在資訊的瞬間性與流動性議題上，造成一種具有重 複性、反對性和同時性的建築。如此「影像建築」的概念得以形成，虛擬 實境的空間，透過影片、聲音、文字、電腦等，跨領域地追求一種新的「速 寫」形式。透過電腦所產生的造型來自於他們對基地周遭、規劃以及他們 所設計建築物意義的脈絡、現象與文化等各不同層次的解讀。透過技術工 具的使用，多媒體、網路、視覺圖像軟體、超精細切割(hyperfine splitting) 等，產生將空間關係的根本變化成抽象的一維幾何空間的形式結果。
Neil Denari 感興趣的焦點是現代消費文化中語義式的符碼體系。因為 這符合他所探討的世界所需(建築與周遭環境所需)，也符合全球與當地之間 的垂直關係(建築與室內所需)、更能符合當地與傳統文化之間的共識(室內 與個體所需)。以三度空間來說，將建築尺度放大於全球體系也可視為當地 經濟市場對於全球需求的運轉組織型態，既可全球化也可個體化。在 Denari 作品的形式策略中，真實空間的概念被約簡為編碼平面，彎曲的建築空間 表面以互動式的工具方式呈現出來。這樣的建築工具性是由機能、文本、
形狀、材質與符號外形等元件所形成的編碼階層所構成，編碼系統聚集一 起後形成動態環境。因此建築可以形成他所謂的「推斷的機器」(extrapolation
machine)。
Sulan Kolatan & William MacDonald 的設計概念主要透過幾何學、材料 與結構工程、數位製造科技與新興生態學等專業科學進行。形式策略上他 們以「形狀移轉(shape - shifting)」的數位技術在 Alias / Wavefront 軟體中改 變設計初始的「元對象(meta - object)」的幾何結構。「元對象」是具有內區 與外區影響區域的球體。當其被放置在相鄰位置時，它們會以內在所具有 的連結性相互拉伸以改變彼此的表面形態，而其之間的關係也可透過設計 者調整影響的強度和方向等參數來操作控制。
從「自然模型」與「文化模型」的設計概念來源，以及「外在形式」
與「內在邏輯」的形式策略操作，八位/組建築師在設計過程上的差異可以 彙整如[表 1]。透過表 1 可以發現數位建築的設計手法有兩個主要方向：自 然模型來源概念的外在形式變形操作，以及文化模型來源概念的內在邏輯 演算兩種方向。
表 1：概念到形式的異同比較表
Greg Lynn Reiser + Umemoto
Ben van Berkel &
Caroline Bos
Preston Scott Cohen
Hani Rashid &
Lise-Anne Couture
Neil Denari
Sulan Kolatan &
William MacDonald
Lars Spuybroek
設計 概念
自然
模型 ■ ■ ■
文化
模型 ■ ■ ■ ■ ■
形式 策略
內在
邏輯 ■ ■ ■ ■ ■
外在
形式 ■ ■ ■
二、概念到形式的「解形」與「成形」思維
對於設計概念到形式策略的差異比較，透過[表 1]中對於案例從設計概 念到形式策略的分析彙整，以下進一步再探討這樣的差異中所隱含的「解 形」與「成形」的數位設計思維。
解形的設計思維著重在造型，因此會牽涉到數位工具在操作與變形上 所具有的多樣可能性的優勢。操作與變形是為了要滿足設計者在設計過程 中可以揭露的新物質或是思考方法，同時也可以將跨領域的設計概念轉化 成同一個方向。因此解形會因為工具運用以及形式發展策略的差異而有不 同的形式結果。成形的設計思維則涉及數位資訊媒介的議題，其有兩個層 面的意義，一個是永無止盡的開放形式，對於形式的發展沒有最終的結論；
另一個意義則在於將非實質的資訊融入實質的建築中。成形思維在數位建 築中建立了建築與媒體之間的界面並嘗試重新定義空間的概念。例如超媒 體的研究、虛擬構築、虛擬材質等方式，以資訊流的特色重新定義建築與 使用者之間的傳統互動方式，最後產生流動、彈性或是動態的空間。其形 式結果並不是最重要的，比較重要的是其如何取代或強化真實建築空間的
虛擬意義。(Benjamin, 1998; Kipnis, 2001)
形式解形是對設計概念進行形式變形操作的設計思維，這種設計思維 是一種封閉性結果的形式思維，數位工具在形式策略上提供了變形操作的 能力，但封閉性的結果也不表示形式結果是可以完全預期的狀態。形式成 形是對設計概念進行內在邏輯操作的設計思維，這種設計思維是一種開放 性結果的形式思維，數位工具在形式策略上提供了邏輯演算的能力，這樣 的邏輯演算可分成由局部到整體的成形以及整體到局部的成形，局部到整 體的過程是一種從下而上的具開放性程序的過程，當中並未有任何邊界條 件的設定限制；而整體到局部的過程是一種從上而下的開放性程序過程，
但其中可建立出設計者所設定的邊界條件。藉由上述對於解形與成形議題 的探討，八位建築師的形式設計思維可歸納為以下二種類別：其分別為設 計 概 念 的 「 形 式 解 形 (De-formation) 」 思 維 與 設 計 概 念 的 「 形 式 成 形 (In-formation)」思維。[圖 29]
圖 29：數位設計思維模式－從概念到形式的「解形」與「成形」
邏輯演算
局部－＞整體 整體－＞局部
1. Greg Lynn 3. Ben van Berkel &
Caroline Bos (UN Studio) 2. Reiser+Umemoto
(RUR)
概念到形式
6. Neil Denari (NMDA)
8. Lars Spuybroek (NOX)
4. Preston Scott Cohen
5. Hani Rashid &
Lise-Anne Couture (Asymptote)
7. Kolatan/MacDonald (KOL/MAC LLC) 變形操作
解形思維 成形思維
伍、結論
當代的建築設計以及建築呈現已經明顯無法脫離數位環境的影響，在數 位技術與工具的蓬勃發展下，建築師在設計過程中面對功能多樣化且具高效 率運算能力的數位工具時所反映出的設計思維，會更加地突顯設計思考其主 體的重要性。透過本研究對於八位新生代數位建築師的案例分析，可以發現 數位建築的設計思考有兩個主要方向：變形操作與邏輯演算。前者意指設計 概念透過外在形式的造型操作而具有封閉性結果的形式解形，且其設計概念 主要來自於自然模型；而後者意指設計概念透過內在邏輯的演算程式而具開 放性程序的形式成形，且其設計概念主要來自於文化模型，後者當中還可再 區分成由「整體到局部」以及由「局部到整體」的兩種程序性的成形方式。
透過概念到形式的分析，進一步還可歸結出二種數位建築設計的思維模 式：「形式解形(De-formation)」思維以及「形式成形(In-formation)」思維。在 當前數位時代脈絡的發展中，透過本研究對於二種數位設計思維模式的探討 後發現，無論是解形或是成形的設計思維，建築都不再是可以分解成單一組 成部分的設計，而是逐漸轉變成一種整體性的概念，可以將環境或是使用者 對數位技術所產生的回饋整合於其中，不僅改變現有的建築實踐方式，也讓 數位技術的發展透過設計過程的反饋而持續驅動，並使建築設計過程同時具 有了跨越各學科界線的創新能力。當數位設計應用於建築上時，嘗試要解決 的即是複雜的建築議題，透過尋找動態、隨機與變化的規律，可以綜合性的 解決設計問題。因為運用數位技術進行建築設計其優勢即在於可以有效反映 人類(即使用者)活動與環境的複雜變化，然而因為生產的建築物是一種固態 的、恆常的形式，因此當必須解決兩者之間的問題時，數位建築的設計思維 即可成為一個極適合的中間媒介，不僅只在於技術層面上，也可延伸至設計 思考的題材或是內涵層面。
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圖 5、6、7：http://www.reiser-umemoto.com/
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圖 22、23、24、25：http://www.kolmacllc.com/
圖 26、27、28：Burry, J., & Burry, M. (2010). The new mathematics of architecture.
London: Thames & Hudson.
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期:2012/10/25
國科會補助計畫
計畫名稱: 數位建築思維-從概念到形式 計畫主持人: 施植明
計畫編號: 100-2221-E-011-122- 學門領域: 建築都巿
無研發成果推廣資料
100 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：施植明 計畫編號：100-2221-E-011-122- 計畫名稱：數位建築思維-從概念到形式
量化
成果項目 實際已達成
數（被接受 或已發表）
預期總達成 數(含實際已
達成數)
本計畫實 際貢獻百
分比
單位
備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ...
等） 期刊論文 0 0 100%
研究報告/技術報告 0 0 100%
研討會論文 0 0 100%
論文著作 篇
專書 0 0 100%
申請中件數 0 0 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 0 0 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元
碩士生 2 2 100%
博士生 2 2 100%
博士後研究員 0 0 100%
國內
參與計畫人力
（本國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
期刊論文 0 0 100%
研究報告/技術報告 0 0 100%
研討會論文 0 0 100%
論文著作 篇
專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 0 0 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 0 0 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元
碩士生 0 0 100%
博士生 0 0 100%
博士後研究員 0 0 100%
國外
參與計畫人力
（外國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
其他成果 (無法以量化表達之成 果如辦理學術活動、獲 得獎項、重要國際合 作、研究成果國際影響 力及其他協助產業技 術發展之具體效益事 項等，請以文字敘述填 列。)
無
成果項目 量化 名稱或內容性質簡述
測驗工具(含質性與量性) 0
課程/模組 0
電腦及網路系統或工具 0
教材 0
舉辦之活動/競賽 0
研討會/工作坊 0
電子報、網站 0
科 教 處 計 畫 加 填 項
目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數 0
國科會補助專題研究計畫成果報告自評表
請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價
值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）、是否適
合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。
1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估
■達成目標
□未達成目標（請說明，以 100 字為限）
□實驗失敗
□因故實驗中斷
□其他原因 說明：
2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：
論文：□已發表 □未發表之文稿 ■撰寫中 □無 專利：□已獲得 □申請中 ■無
技轉：□已技轉 □洽談中 ■無 其他：（以 100 字為限）
3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以 500 字為限）
本研究透過分析擅長運用「數位工具」的八位/組建築師的作品，試圖探究數位工具在其 建築設計過程中所扮演的角色，並進一步探討數位建築設計可能的思維模式。早期的電腦 輔助設計軟體的主要特性為媒體視覺上的表現，但現今的電腦輔助設計軟體卻能藉由使用 者輸入不同的參數，配合軟體本身具有的特殊造型功能，直接生產出空間形式。從建築形 式表現到建築形式生產，建築師電腦輔助設計軟體與藉由電腦輔助設計軟體生產出的建築 作品之間究竟產生了何種共生關係。研究成果提供了思考如何面對繪圖技術大變革的可能 性，對於從事建築設計的專業人士與建築設計教學都能有所助益。
本研究仍可繼續進行更深層的探究，究竟「數位工具」只是單純提供設計者便於操作非正 交系統自由形式的一項繪圖工具而已，還是對設計者的設計思維也同樣產生了影響，甚至 到引出了另類的空間思維與空間論述，亦即「數位工具」能否從「工具理性」提升到「價 值理性」？
