數碼阿叔 談建筑設計的設計工具
寫于2010年11月29日
日昨SketchUpBBS論壇上有位朋友討論建筑設計工具，他發表的一篇《從結繩記事到Google SketchUp》，從反思的角度來談論設計的操作方法，內容寫的很有見地，寫得深刻。為此我特別為文跟帖，說明我深表贊同的立場。
今 天SketchUp在年輕一代設計者之間普及使用，但是使用者中許多人還是始終沒弄清楚"設計"和"制圖"的分野，即使把這個工具運用得很熟悉，仍然當它 是個新一代的高效率制圖工具使用。先運用CAD畫好設計圖，再拿SketchUp來建立三維模型，其中有些人的目的只是利用三維模型進行渲染，輸出甲方能看得懂的透視圖(效果圖)。至于設計，我想他們還在沿用古老的操作思維和設計方法，并沒有因為SketchUp這種能直接操作三維進行設計的工具介入而有 什么本質上的改觀，實際上這是一種高階低用的浪費。
尺規和CAD從來就是一種用于制圖的"制圖工具"，本質上只能算是設計工具的"代用 品"。昔日在那個沒有三維設計工具的年代，設計者無所選擇的應用這種工具來"做設計"。CAD軟件的繁瑣輸入操作(包含當前被有意吹捧的所謂BIM軟 件)，無可避免的時時打斷設計者的設計構思，使得腦海中的設計構思難以無礙的延續。為什么無法延續？設計者在操作工具中必須時時做些計算以符合CAD輸入 要求，也必須從繁瑣的指令界面中層層翻找操作明令，腦海中孕育的設計思維不受干擾才怪。
這也是真正屬于三維設計工具的SketchUp出 現以后，有如星火燎原般迅速在設計界普及的原因，使用者也許并不在意什麼設計方法論之類的理論，但是在使用SketchUp的過程中，下意識的接納這種能 跟人類思維模式同步運行的操作工具，產生的結果是整體設計效率與工作品質的提升。有獨立思考能力的設計者在用上了SketchUp以后必然會引起反思，SketchUp跟那些CAD軟件的本質差異在哪里。
人類腦海中設計構思是三維的，如果使用CAD硬把它弄成二維的圖形來記錄設計內 容，經過笛卡爾的投影幾何(射影幾何)做維度轉換的結果，產生出的是一些平立剖面圖。這些投影圖其本身就是一種"外科手術切片"式的表達方式，難以完整的 表述設計內容。看圖的人得經由視覺讀圖再把二維圖形內容轉換成腦海中三維的印象，依照自己的認知去理解設計內容。這是一種3-2-3的維度轉換，也是基于 學識、專業經驗和生活體驗認知所產生的轉換，在雙方的知識以及經驗不對等的狀況下，轉換過程中必然產生認知的歧異和結果誤差，這也是應用尺規或CAD這種二維工具制圖傳達設計內容的過程中，無可避免產生的謬誤。
昔日建筑設計的"目標"規模很小，不論使用什麼工具，幾乎都是設計師單人操作，不會突顯這種問題，困擾的只是甲方經常誤解設計內容，頻繁要求改圖，改得設計師想要跳樓。這么多年下來，只聽得設計者不斷抱怨甲方沒知識、亂改圖、難伺 候，有沒有人深層次的想想何至于此？在社會繁榮昌盛的今天，建筑設計的內容日趨復雜，設計的規模不斷增大，昔日設計師單人單機那種小打小鬧的做法已經無法勝任，必須經由團隊作業來協同工作合力完成。設計工作由幾個設計師或單位同時或者先后完成，在設計團隊成員之間，設計構思能否正確無誤的相互傳遞，將左右設計的效率和成敗。毋庸置疑的，繼續沿用傳統那種從二維演繹三維的傳達方式就會形成進步的絆腳石。
同時在當前互聯網發達的時代，經由互聯網遠地協同作業的機會越來越頻繁，如果沒有一個三維的單一模型做為設計內容的載體，只憑那些平立剖面圖和效果圖傳遞設計信息，我不相信能夠有效率的完成協同設計的作業。
數碼阿叔 談建筑設計的設計工具（二）
(三)CADD與CAD繪圖工具風華將逝
到 了1983年前后，個人電腦問世了，建筑設計者看到了新的希望，期盼可以拿CAD做為新的一種設計工具。年輕的朋友可能沒有沒有聽到過，所謂"CAD"(Computer Aided Design,電腦輔助設計)這個東西在初期它的正式名稱叫做"CADD"(Computer Aided Design & Drafting,電腦輔助設計與繪圖)，原本是為了應用電腦以這種軟體工具解決人力繪圖作業的諸多問題，之后有人利用字頭語再縮減它，陰錯陽差的變成了 CAD。電腦的優點是可以迅速處理大量的重復作業和提高繪圖的精確性，減少人力的耗損和和發生錯誤的機率，因而建筑設計中的「繪圖」部份順利的從尺規繪圖過渡到利用CAD軟體工具在電腦上進行，然而建筑設計中的「設計」部份并沒有因為CAD的介入而發生什麼改變。深藏在設計者腦海里的思維和判斷能力是人類 經過千萬年逐步進化的成果，這是電腦永遠無法觸及和模仿的部份。即使在普及運用電腦的今天，建筑設計者操作設計的思維方式和構思程序仍然跟上個世紀相同，沒有任何改變。
為什麼說把CAD用在建筑設計過程中，只能在建筑設計的后期提供精確的細部定位和定量，卻無法涵蓋到建筑標的定性的概念設計階段？問題的焦點在於CAD的本質是要求「精準輸入」，設計師在軟體操作過程中，必須次次分心去進行必需的計算、量度和操作繁復的命令介面，設計的思維時時受到干擾和打斷，遑論「設計」的定性工作能有效率的進行下去。我這么說當然有些人會鐵齒的不認同這個觀點，認為運用CAD軟體足夠涵蓋他們對設計的要求，說起來有的人搞了多年建筑設計卻分不清設計和繪圖的差別，總以為小心翼翼的操作CAD畫了圖設計就算完成了，甚至於沾沾自喜的宣稱他把設計畫得多麼仔 細等等。CAD軟體工具的操作介面越發復雜，能用於設計階段的使用強度就越低下。
因而在CAD成為主流繪圖工具的當今，許多專業的建筑設 計師在給設計定性的階段，仍然運用徒手勾勒草圖的方式進行，即使操作CAD也是只運用幾個不必分神的基礎命令而已，CAD的強項長處只能發揮在建筑設計后段的準確定位與定量，絕非軟體發展商宣稱的可以拿CAD涵蓋全部建筑設計的需要。我們要把工具運用在它功能強項的位置才能發揮工具的長處，把CAD以及從 CAD衍生的BIM運用在繪制建筑施工圖上，的確是很適格的繪圖工具。
(四)直接操作三維建筑設計的工具如日東升
建筑物是立體的，然而運用尺規繪圖和二維CAD繪圖卻都是利用二維圖形表達原為三維的建筑空間，例如大家熟悉的平、立、剖面圖形。這些二維圖形基本上是一種"取樣式"的表達方式，圖紙上能攜帶的建筑資料具有相當的局限性，很容易發生遺漏和不一致的情形。這是一種從二維演繹三維的設計表達方式，設計者和看圖的人必須具備良好的「想象力」，才能瞭解二維圖紙上表達的設計內容。當現今建筑的規模越來越大，復雜的程度越來越高的時候，傳統的設計方式逐漸顯得捉襟見肘不敷實際需要，因此直接從三維操作建筑設計就成為大勢所趨。
其實在此之前，某些CAD軟體已經具備建立三維模型的能力，并且宣傳的力度 也很大，但是始終不被專業設計者接受拿來做「設計」階段的應手工具。查其原因，除了在電腦螢幕上只能顯現三維模型的線架構模樣，看不見模型的表面，設計者根本無法從一堆亂七八糟的線條中看出模型的表面模樣，失去了視覺回饋，根本無法做設計。其次，CAD的本質問題，建筑設計是一種從無到有的原創過程，試問有哪一個建筑設計者一開始就能不斷輸入精細的尺寸來建立三維模型做設計的，不惟操作方式跟設計者的思維習慣背道而馳，操作的過程也無法讓設計者能保持設計 思維不受干擾。設計者對此當然不會接受，因而CAD始終就不是專業設計者用在設計定性階段的理想工具。
(五) SketchUp三維設計的明日之星
有能夠讓人直接操作三維設計的工具軟體嗎？不但有，并且還不止一種。其中比較成熟的當屬目前在設計界很紅火的SketchUp。2002年當 SketchUp初上市的時候，國內給它起了一個中文名字叫做草圖大師，姑且不論當時是否因為它的操作介面跟主流的CAD軟體介面大異其趣，還是直覺的認 為它只能用來做做草圖，但是SketchUp卻是個不折不扣的三維設計軟體，設計者使用它的圖形操作介面就像手里拿著鉛筆在紙上徒手畫圖一樣方便，能實時 顯現三維模型的表面形態，讓設計者能經由具象的視覺回饋以直覺的方式推進設計的定性和定量階段。由於操作的過程完全吻合建筑設計者的構思習慣，設計思維不 致於受操作干擾而中斷，能有效的解決CAD不適用於建筑設計定性階段的問題。
然而SketchUp在上市的數年當中，雖然受到許多年輕設 計師的追捧，卻也受到某些設計單位和教學單位的排擠，使得它在建筑設計圈子里像是個"二奶"般，受歡迎卻始終上不得臺盤。客觀的原因在於SketchUp 在建筑設計后段制作施工圖的能力，它的確不如那些沿用多年的CAD軟體成熟精煉。建筑設計最終是要通過建筑施工建造出真正的建筑物，以當前施工者的素質、 習慣和一些潛規則，想要達到直接運用三維模型替代二維圖紙操作施工行為，憑良心說中間還有很長一段路要走。因而從SketchUp直接操作三維模型完成了 建筑設計以后必須回歸到二維CAD去繪制合於當前營造需求的施工圖，成為應用SketchUp的一個缺憾，這是個事實。
從主觀的角度來看 受到排擠的原因，雖然SketchUp的直覺式操作受到許多年輕朋友的追捧，被稱為80后的這些年輕人出生在電腦時代，對他們來說電腦是日常使用的工具， 運用電腦就像拿著筷子吃飯那樣自然，他們對電腦不會有任何的排拒。但是不可否認的出生在上個世紀80年代之前的建筑設計者，在受建筑教育的階段中并沒有電腦和CAD這種角色，必需經由再教育或自學才能用上電腦來操作設計。有的人因故錯過了學習機會，也有的人放不下身段去跟年輕人并肩學習。所以電腦對他們來 說完全是個外來之物，對於運用SketchUp直接操作三維設計能帶來的效益無從比較和理解，因而產生抗拒排斥的心理，堅持沿用原先的二維CAD作業。
(六) 長江后浪推前浪...
昔日當建筑設計行業普遍應用的設計與繪圖工具從傳統的尺規繪圖過渡到CAD繪圖的過程中，初期同樣受到許多號稱主流設計者有意的忽視和不理性抗拒，但是那次 只是引進了高效率的繪圖工具，傳統的建筑設計運作程序并沒有改變，因而隨著擋不住的潮流沖擊，未被淘汰的多半能順利的完成過渡。但是這一次演變則大大的不 同，要從傳統的二維演繹三維作業轉換到直接操作三維設計模型作業，這是設計操作觀念和方法的結構性改變，設計者要花費大量的時間去學習和適應，對於有些已 經失去了學習動力與意愿的設計者來說，恐怕難以邁過這個轉換的門檻。時至今日，不論是SketchUp、Bonzai或是應用三維模型的BIM軟體都已經 被潮流推向風頭浪尖，究竟多久會成為主流的建筑設計工具，我們靜待時間來證明一切。
其實工具畢竟是可選擇的東西，沒有任何必然性，哪一種工具能怎麼用、能做到什麼程度，親身嘗試過了以后，專業建筑設計者各人心中自有一把尺。即使導入失敗也無需怨天尤人，沒試過水溫怎知茶會燙嘴？各有各的緣 法，由不得誰。今天，我思故我在，說我想說的。你說，為了什么？我不為什么，就只說我想說的。
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