輔助設計論文：園林設計中計算機運用優劣勢探討
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本文作者：許大為、楊彤彤 單位：東北林業大學園林學院
時至今日，由于園林是一個新興學科專業，其計算機輔助設計的開發也沒能像傳統的機械制造、建筑設計、藝術廣告創作等學科的成熟發展。但宏觀來看，由于計算機輔助設計的獨特魅力和深厚的發展前景，相信在設計師的創造應用下，必將對園林設計產生不可估量的推動，創作出不可比擬的優秀作品，使園林設計的發展更加多元化、參數化、規范化。該文旨在探討計算機輔助設計的發展現狀和在園林學科的應用以及利弊加以分析，展望其在園林設計方面的應用前景，拓寬景觀設計的創作、體驗新視野，促使園林設計向更成熟的方向發展[1-2]。
計算機輔助設計在園林中的應用
在園林設計中，利用線條表達設計師的設計理念，以文字作為說明輔助，這就使非專業人員難以全面了解設計師的設計意圖。因此，設計師通過園林效果圖來表達作品。利用手繪或者計算機繪制的園林效果圖，以一種直觀易懂的方式，使雙方進行有效溝通。計算機效果圖相較于手繪圖紙清晰度高、還原真實性強，既利于直觀理解，又可以作為構思方案的參考。從流程上講，設計師構思出概念方案后，通過AutoCAD繪制出方案底圖，這其中包括園林路網、水體形狀、地形設計以及植物配置，之后利用SketchUp或者3Dmax等軟件進行建模，主要做建筑模型、水體、地形高度賦予、小品廣場鋪裝等材質賦予，渲染出圖后，利用Photoshop軟件做后期進一步處理，即可完成一幅園林效果圖。
計算機輔助設計在園林中的應用形式
1方案概念階段———推敲方案
當一個新項目開始設計時，首先應進行基地周邊環境分析，調查基地現狀，然后利用手繪的形式把基地各個要素簡單勾勒出來。之后形成的概念初稿，是以手繪形式劃分的景觀分區、主要園路、水體、地形的草圖。然后把紙質掃描轉化成電子媒介，細致地推敲空間感、尺度感。這時，就是計算機輔助設計軟件發揮用處的時候，應利用建模軟件進行模擬，在計算機里直觀地表現出概念方案的即時模擬，發現效果不理想，就可以及時改動，而不需要像傳統手繪需要重新繪制的重復勞動。與此同時，在高效建模過程，可以利用計算機強大的光照功能，將一天中、一年中的日照變化進行演示模擬，更可以將一年四季的植物季相變化進行模擬，使得園林設計更加富于美觀和科學合理[3]。
2方案設計階段———細化方案
經過概念方案階段和園林設計師的推敲，對方案有了全方位的了解，定稿后要進行方案的細化，通過CAD矢量圖的繪制，可以精確地表達方案的每一處細節。也可應用在植物配置上，進行數量的統計和平面樹形的批量復制，同時進行精確的建模和渲染等工作。
3方案成熟階段———表現方案
以上幾步完成之后，盡管園林設計所要表達的設計理念和設計手段都已清晰明了，但對于沒有景觀設計相關知識的人來說，仍然不能理解設計師的設計意圖。因此，在這個環節，就需要用翻譯的手段來展示給大眾，這就需要通過計算機制作表現圖來實現。
（1）二維和三維的表現形式。二維即在一個平面的上下、左右方向，沒有前后之分。只有面積，沒有體積。三維即在二維平面系中加入了一個方向向量，構成空間系，形成了空間。在園林效果圖中，二維和三維具體指平面圖和鳥瞰圖或者透視圖，只能提供人們平面的意向效果和視覺體驗。
（2）四維和虛擬現實的表現形式。四維即指時空，是指在空間構架上在普通三維空間加上時間軸，即在空間中物體有了動態。在園林設計中，這種四維不再是一個靜止的畫面，而是一個流動的動態景觀，或者叫做動畫制作。這是二維或者三維的圖紙所不能表現出來的。隨著技術的發展，近年來出現了即時模擬交互式場景技術的應用，即虛擬現實技術（virtualreality，VR）。是利用計算機產生的一種人為虛擬環境，可通過視覺、聽覺、觸覺來感知。客戶端通過自己控制視點，直接的、多角度的、自由的對園林環境進行觀察，給人一種身臨其境的感覺，形成了交互式交流[4]。
對比計算機輔助設計和傳統設計表現形式的優缺點
1工作效率高
在計算機輔助設計軟件沒開發之前，園林設計的表現是以手繪為主，以沙盤建模等作為效果展示，在這個過程中，優異的繪畫功底和技巧起到了很重要的作用。手繪的表現飄逸令人遐想無限，但其局限性也漸漸表現出來。這個問題通過采用計算機制圖便會迎刃而解，如精確計算各園林小品、建筑、樹木之間的比例關系。在手繪過程中，每張圖紙不能多人同時繪制，且每人繪畫功底和風格不會嚴格統一。但計算機制圖就可大大提高工作效率，使圖紙繪制的風格一致，批量繪制效果表現圖，而且存放容易，易復制，易傳播。
2表現形式多樣
計算機制圖有著不同于傳統手繪的仿真、現實感，而且有著豐富的立體光影和虛擬現實的多感官感受，模擬高山流水、四季季相變化、行走其間的效果等，這是傳統手繪所不能比擬的。隨著設計師的大膽創新，手繪和計算機制圖的結合也越來越緊密，傳統的計算機制圖呆板生硬，通過掃描燈技術，將紙質媒介的手繪底圖輸入電腦，通過計算機輔助設計軟件進行模仿手繪的色彩、風格、筆觸上色繪制，形成了獨特的表現形式。另外，例如玻璃、水體、各種質感的真實還原，是需要極強的手繪功底和各種創作手法的結合，而計算機所擁有的材質庫模擬出的材質真實還原，是手繪所不能快速、有質感的表現的[5]。
3資源的節約
傳統的建模表現是以雕塑形式，需要材料的配合才能完成的作品。從購買到制作都需要相關技術人員來完成，而計算機輔助設計制作的模型，只需要一個人就能完成。更大的優點在于其建模速度快，可復制性高，不會受時間空間的限制而使模型變色變形，且便于修改和存儲，這就大大減少了人力、物力和資源的消耗。新興的虛擬現實技術可以讓人們在工程沒有竣工的時候，體驗到設計方案的最終結果，既節省了時間，又減少了盲目施工帶來的經濟損失，大大降低了設計方案的風險性，減少了資源的浪費。
4弊端
雖然計算機輔助設計有諸多優點，但仍有弊端存在。計算機制圖雖然彌補了手繪的不足，使傳統的繪制擺脫了繁重的手工繪制過程。但手繪過程中畫風的飄逸和思想的火花卻是計算機所無法比擬的，其追求的整體氣氛的烘托和意境的渲染，尤其藝術性的張力是計算機制圖所無法趕超的。隨著計算機的推廣，同樣出現了人為的弊端，主要表現在以下幾個方面：一是一些設計師只是注重效果圖的美觀，而忽略了設計的質量，使得設計與效果圖脫節。認為效果圖只是表現，并沒有與實際方案相一致，與實際不符。二是隨著網絡應用的發展，網絡資源的共享和可復制性，使一些設計師對設計方案通過快捷分享和積累，隨后利用拼湊、堆砌方案的方法做設計，使得設計沒有獨創性、獨特性、因地制宜性，導致沒有設計靈魂。《園冶》“興造論”中有“三分匠人，七分主人”之說，即園林的好壞在于設計師的審美觀念、專業技能和藝術修養等。設計思想和設計理念所包含得精神、文化素養上的深層內涵，是計算機所無法完成和代替的。三是計算機的便于統一性，也使得設計師的創作手法單一、過于同一，使得原本藝術性很強的園林設計變成千篇一律的效果圖拷貝工作，失去了個性的藝術品不能稱之為藝術品。園林這門復雜的時空藝術更是需要設計師的靈魂去把握方向。四是有些設計師為了迎合客戶的需求和審美，并沒有將效果圖作為設計師的輔助工具，而是作為吸引人眼球的廣告。盡管設計有許多疏漏，但利用絢麗的效果圖迎合客戶口味，獲得好評，這是一種不良的傾向。因地制宜、符合場地環境、以人為本，創造良好的園林環境空間才是園林設計的根本任務。
小結
隨著計算機技術、網絡技術和人工智能等技術的發展，計算機輔助設計的發展也突飛猛進。與園林相關的數據庫系統、樹木生長模擬系統、監測預報系統、數字圖像處理系統等有了長足的開發進步，可以說計算機已經涉及到園林的各個領域。園林這門綜合藝術，已經得到人們的普遍重視，計算機輔助園林設計的發展和規范，代表著園林專業的發展水平，但仍然發展緩慢，其原因如下：一是園林專業的多學科性、設計對象復雜、信息量大決定了計算機技術應用的困難性。二是國內的核心輔助園林設計軟件較少，即使有已經開發出的專業模塊，但因用戶量少，應用不廣泛所不能大規模教學使用。三是中國的園林發展狀況更是決定了在景觀學的初級階段，對于計算機輔助設計創造性的缺失。時代在發展，社會在進步，當思想碰撞出火花，那么便是創造性改革的誕生之時，相信在不斷增長的物質文化需求上，人們的精神追求會促使園林和計算機輔助設計相輔相成的發展下去，把這門時空藝術發展的淋漓盡致，實現明日的設計大國之夢想。
