原標題：舊城煥新生 居住更美好 讓代碼讀懂生活在城市空間中的你

成都安仁南岸美村鄉村生態博物館 設計：唐芃等

青奧服務中心外立面 設計：李飚等

互動式座椅 設計：李力等

　　城市建築，經受時間洗禮，印刻文化流變；霓虹都市，煙雨街巷，不同地域展現不同城市肌理。這些，都是人、城和自然共築的珍貴空間。城市化進程促進新舊交迭，但把握不好速度和傳承也會破壞原有的和諧與文化。

　　近日召開的“驅動未來——南京市中小學人工智能專題研討會”和首屆全國大學生國土空間規劃設計競賽現場，東南大學建築學院兩位教授接受《科技週刊》記者專訪，聚焦城市更新與建築設計話題：如何讓舊城煥發新生？如何讓居住更加美好？與城市相處已久的人們，如何用多種科技化手段傳承有溫度的記憶？

　　如何順應城市肌理“有機更新” “最強大腦”秒解“最優方案”

　　發展，衰退，更新，再發展——不同於拆舊建新，城市的發展歷程如此往復，宛如人體新陳代謝之旅。“城市是一個鮮活的生命有機體，其發展的全過程是一個不斷更新、改造的新陳代謝過程。不僅僅將城市更新看作一種建設行為活動，更重要的是需要將其作為城市發展的調節機制。”東南大學建築學院教授陽建強告訴《科技週刊》記者，城市更新是一項綜合性、全局性、政策性和戰略性很強的社會系統工程，涉及社會、經濟、文化和空間等多個方面，牽一髮而動全身，因此要求規劃者能夠具有整體思維、系統思維和底線思維，因地制宜地提出城市更新策略。

　　早在20世紀80年代，中國科學院和中國工程院院士吳良鏞先生通過思考北京菊兒衚同改造的實踐，提出城市“有機更新”理論，即按照城市內在的發展規律，順應城市肌理，從而達到有機秩序。“有機更新理論強調城市整體的有機性和傳統文化的傳承性，即處理好新舊關係，維護好城市傳統風貌；此外，還強調城市系統的整體融合，在遵循原本城市肌理的前提下，進行小規模、循序漸進和多元化參與的更新模式，避免大拆大建。”陽建強説。

　　“任何傳統城市、街區都有著自己獨特的肌理，例如粉墻黛瓦和蜿蜒小路是江南小鎮的肌理，高樓林立和寬闊馬路則是現代主義城市的肌理，這些特徵都可以通過大數據提取，並利用計算機分析和解讀。”東南大學建築學院教授、建築運算與應用研究所副所長唐芃向記者介紹，在很多人的印象中，建築師形象被固化為拿著圖紙邊看邊畫，然而步入信息化時代，數字同樣“入侵”到這一領域。代碼演算法奔騰，背後是數字技術對建築規劃設計創新的支持。

　　唐芃以南京老城南為例，流光溢彩的夫子廟，槳聲燈影的秦淮河……這片區域有著自己的獨特特質，無法用一句話來描述，因此，在進行舊城更新改造時，為了獲得符合老城南肌理的更新規劃設計方案，需要讓計算機去學習大量城南既有的城市形態，進行讀取識別並提取城南的街區形態特徵和建築形態特徵。“兩根柱子間距達到多少適合開一個窗，間距達到多少適合開一扇門等，這些都是有規律可循的。我們將大量形態組合規則寫進計算機程式後，當面對一塊需要改建的片區時，計算機便可以從數據庫中反補出合適的城市形態和建築形態。”唐芃解釋，這樣一來，人工干預主要在最初數據收集和數據庫建立，而如何讀取周邊區域城市肌理和道路通達性，進而對區塊進行劃分；如何快速搜索與之匹配的高相似度區塊，並自動作出規劃方案等一系列步驟都交由計算機完成。

　　“當然，可能只需要耗費幾秒鐘，計算機就能提供成千上萬個方案，甚至根據不同方案的特點進行打分，推薦出最優方案，但是計算機所做的方案策劃永遠無法替代建築師思維。”唐芃説，計算機所代替的是傳統設計中設計師的重復勞動，但仍需要由設計師結合複雜實際進行方案修改，從而做出最終決策。

　　數字技術讓設計告別圖紙 摩爾墻視效秘訣在“打洞”

　　2014年，南京青奧會開幕前一個月，南京青奧服務中心的建築立面遲遲不能如願實現。開幕在即，東大建築設計團隊“臨危受命”。唐芃告訴《科技週刊》記者，根據指揮部的要求，團隊需要在極短時間內將一張地球在太空中的照片置入整個建築的外立面。

　　“如此巨幅的建築立面，如果按照傳統的設計方法肯定是無法完成的。我們用數字化程式設計的方法，採用無圖紙設計與加工完成了這次任務。”唐芃説，首先團隊將地球在太空中的照片進行格柵化處理，讓它成為計算機可以讀取的要素；隨後通過程式編寫將這幅黑白數字圖轉化為建築立面上不同大小和疏密的孔。“這些孔的開口大小表示了灰度，開口越大的孔看上去越黑，反之則越白。當人在遠看建築外表面時，眼中便是完整的一幅圖。”

　　唐芃介紹，青奧服務中心外立面一共由7000張不同的穿孔板組成，也就是7000張施工圖。“計算機可以在很短的時間裏利用編碼將圖片映射後的這7000張圖紙設計出來，再輸出成鐳射切割機可讀取的數據直接進行切割和加工。無圖紙設計省略了圖紙列印到人工讀取圖紙再到施工的過程，完成數字鏈在設計與施工之間的無縫銜接。”

　　同理，東大建築學院的團隊把它用在了成都安仁南岸美村鄉村生態博物館項目上，其中，“可動的摩爾墻視效”也是團隊的專利之一。“這個項目記錄了四季農時的工作場景。我們在它的圍墻上做了移步換景的設計，有點類似大家小時候玩的‘走馬燈’，只不過轉動的不是墻體而是人。”唐芃説。

　　沿著博物館外墻走一圈，人們可以看見靈動的飛鳥、飛奔的駿馬和辛勤勞作的村民等多個動態形象，形成了摩爾紋動態記憶墻的獨特景觀。據了解，摩爾紋現象常見於數碼照相機或者掃描器等設備上，當感光元件像素的空間頻率與影像中條紋的空間頻率接近時，可能産生一種新的波浪形的干擾圖案。空間頻率略有差異的條紋疊加，由於條紋間隔的差異、重合位置會逐漸偏移，繼而形成摩爾紋現象。而在這裡，人透過墻上孔洞看到的圖，主要由幾幀動作組成。團隊根據需要調整條紋狀格柵的縫隙與實體的比例，以此生成條狀格柵，使得當人眼透過格柵縫隙看到其中一幀動作的圖像時，另兩幀動作的圖像會剛好被遮擋住。進一步以相同比例的條紋格柵為蒙版，將每一幀的圖案切割成條狀的線圖，按照動作順序拼合圖案，就會得到完整的動圖圖案。當格柵以合適的速度移動，人眼會隨著其位置的變化陸續看到動態圖像，即會産生圖案循環活動起來的錯覺。

　　“這面‘動起來’的墻實際也通過穿孔洞板來實現，通過人的行走來實現人眼與孔洞的相對移動，從而産生摩爾紋現象。”唐芃表示，通過“數字鏈”技術完成設計和圖像處理、並聯動數控加工，摩爾紋動態記憶墻的圖案再現了川西鄉村特有的林盤生態環境和勞作場景，也為當代鄉村藝術建設示範的南岸美村增添了獨特的鄉村記憶。

　　人與物的互動交流 智慧城市的靈魂依然是“人”

　　生活在鋼筋水泥森林之中，如何讓“冷冰冰”的建築“暖融融”？“老城裏不做大動作，在城市修復過程中要充分尊重歷史環境和群眾意願，需要做細緻和紮實的社會調查。”陽建強表示，對於歷史街區改造來説，由於其地域特殊性，我們尤其需要慎重，需要充分考慮生活其中的人的需求，儘量用小的動作去進行修復更新。

　　在宜興丁蜀的一個歷史街區改造工程中，為了保護歷史街區的文化風貌，同時也給予居民住宅設計自由，東大建築設計團隊研發了一套系統，由計算機根據住戶的建築立面尺寸自動生成並提供一套符合街區改造導則和要求的改造方案，隨後再由每戶居民根據自身意願進行微調。“在這個數字化設計工具中，沒有建築設計基礎的居民也可以通過拖拽工具條的方式進行簡單設計，這樣一來，既滿足了街區改造的統一要求，也照顧到居民的實際感受。”唐芃説。

　　如何讓建築設計真正融入生活？除了智慧化，人性化也尤為重要。快節奏的現代生活中，即便人們坐在一起，大多也只選擇和手機互動，而很少與人互動。鋻於此，一個溫暖的作品——“燈光互動座椅”應運而生。“當人坐下來的時候，座椅會産生震動，它會把這邊的色彩傳遞到其他的座椅上面去；而當另外一個陌生人坐到這裡的時候，座椅會産生震動，會告訴你附近來了一個人，鼓勵人進行交流。”唐芃進一步解釋，利用感測器與周圍環境進行交互，根據用戶數量、距離、背景噪音等感知用戶何時接近並激活定制或通用照明設計，設計者希望借此創造空間和公民之間新的互動形式。

　　“不論是人與物互動，還是人與城互動，其實我們並不缺乏這方面的技術，缺的是足夠精細化的設計。”唐芃認為，要避免單維度、非人性化設計，設計師起到不可替代的作用。如果自動窗簾只能簡單設定為天黑就關上，那麼當使用者想看夜景時可能就很難如願。“設計師是沒有辦法被機器代替的，因為機器只會聽人的指令，自己是沒有思想的，因此，想要建築設計滿足人性化需求，設計者思維的週到和縝密就顯得至關重要。”（新華日報 記者 謝詩涵 葛靈丹 實習生 王哲楷）