实验教学的研究课题

第二节　实验教学的研究课题

材料是结构的外在表现，是设计本身的骨骼和皮肤。它体现着环境特征，且拥有自身的设计语言，表达着自身的设计思想。人类是在发掘和认识材料的过程中提高对材料的设计意识的。材料不仅满足了设计功能的需要，更表达了一种审美情感。材料的形态、属性、色彩等建构了材料丰富的表情，传递了深刻的含义。材质的视觉功能与触觉功能是艺术表达中极为重要的组成部分，它们是不可分割的。因此，我们要将视觉与触觉结合来研究材料，挖掘材料丰富的表情。在教学中我们主要通过材料的生态化设计、材料的褶皱情态设计、材料的透明情态设计和材料的参数化设计等专题研究形式，让学生感受材料肌理的多样性，同时寻找材料所蕴含的情态语义。

图3-4　单细胞植物—硅藻的自然肌理

一、材料与生态化设计语义

图3-5　海洋生物贝类表皮的自然肌理

“环视四周，我们会发现平常已经习以为常的自然世界是由各种材料组成的。我们握在手中、看在眼里的一切东西之所以能够成形，都要归功于材料的存在，材料就在我们身边。”人类对自然材料情有独钟，在大自然中处处能看到肌理的存在。大自然带给我们以心灵的启迪和精神的愉悦，当得知火山和河流的壮美与珍贵、冰川与雪地的真切和随意、大地与海洋的和谐都来自那份天然的原始特性时，我们便感受到了自然界所具有的永恒魅力（图3-3）。

图3-6　显微镜下植物细胞的自然肌理

现代科技的高速发展使我们这个时代发生了巨大的变化，让我们的生活变得更为舒适和方便，同时也带来人与自然、生态与环境、发达与落后、舒适与退化等诸多问题，这是令人困惑、发人深思的。有人认为经济的增长破坏了地球上生命赖以生存的系统，减弱了地球对于未来人类生存的承载能力；也有人认为以上的思维方式忽略了一个基本因素，就是未来的技术将会生产出无穷无尽的产品……面对不同的观点，人们开始有了“什么是发展？什么是进步？”的思索，生态与环境则成为当今的一个重要话题。从某种意义上讲，艺术家与设计师承担着如何运用材料保护自然、维护自然的生态平衡的重大责任。越来越多的人对自然材质情有独钟。在科技的作用下，自然材质的原有属性可以发生变化，出现新的功能，产生新的价值，并带给我们心灵的启迪和精神的愉悦。同时我们还发现，人类虽已具备通过科技完成模仿自然的能力，但终究无法取代鲜花与青草的可爱和珍贵。自然材质的真实感、节奏感、随意与和谐均来自那份天然的原始的特性，具有永恒的魅力（图3-4至图3-8）。

图3-7　植物自然的卷草纹样

图3-8　鹦鹉螺剖面的自然肌理

图3-9　显微镜下细胞形成的自然肌理

图3-10　风化的岩石形成的自然肌理

图3-11　雪痕的自然肌理

图3-12　冰川融化后的自然肌理

图3-13　干旱土地的自然肌理

图3-14　玻璃的褶皱肌理

图3-15　欧洲传统建筑穹结构形成的褶皱肌理

图3-16　水泥饰面形成的褶皱肌理

图3-17　拱券结构形成的褶皱肌理

图3-18　砖的砌筑形成的褶皱肌理

自然界生物特殊生理机能的实质是以多样化的技术策略主动适应、改善其生存的环境并实现低能耗和低材耗。对生物良好适应性的深入研究能使人们得到启发，将生物对自然环境的共生策略转化为艺术策略，可以使艺术与设计具有若干顺应自然环境的生命行为，与整体环境融为一体。自然的纹理和天然的材料就在我们的周围（图3-9至图3-13），作为设计师，对于大自然所赋予的现有肌理形态，要去欣赏它；对于大自然中还没有被发掘的肌理形态，应去尝试它；对于大自然中已经司空见惯的肌理纹样，要敏锐地捕捉新意，让自然材料具备新精神。总之，我们应从自然界形成的自然肌理形态中汲取设计的元素，使材料肌理自然地显现。如何将生态化的设计语义运用在创作中是我们在实验教学中研究材料肌理表现的课题内容之一。

图3-19　玻璃幕墙形成的褶皱肌理

二、材料与褶皱情态设计语义

褶皱（fold），即各个平面（plate）之间的一种构成关系，是由物质表面的变形产生的一系列连续的弯曲，形态多样，规模不一。人们不仅可以通过材料表面的褶皱形态对材料肌理的视觉效果进行多种尝试性的研究，更可以用触觉感受到材料肌理的魅力。如盲文这个特殊的褶皱形态，可以让生活在触摸世界里的人们进行交流，更让生活在健全世界里的人们为之深深感动。对于褶皱的研究，建筑师德勒兹认为事物的内部有很多褶皱的层次，于是他把褶皱元素运用在建筑设计中，以此来隐喻世界的生成过程。褶皱类型多种多样，有直立褶皱、倾斜褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、水平褶皱、倾伏褶皱、波状褶皱等形态分类（图3-14至图3-19）。

三、材料与透明情态设计语义

图3-20　发光石材形成的透明肌理效果

图3-21　彩色磨砂玻璃形成的半透明肌理效果

图3-22　玻璃形成的透明肌理 Prada日本旗舰店

现代科学技术将物体内部被隐藏的事物赋予了形体的意义，使人们的视觉渗透到了固化的形态中，所有的内在空间均得以释放，物质内部的结构在表层处的不同状态所呈现的形体视觉效果的不同，反映了表层材料对视觉的引导性。“外表”的概念综合显示了一种轻盈、具有渗透性和某种外观可变性的意思。由此，材料透明性的特征在于它利用视线的穿透性引导视觉走向。当透明的表面被赋予了不同程度的色彩或影响时，材料本身就形成了独立而模糊的表情。在光线的影响下，材料所形成的影与其表面形成互动关系，材料本身与相映物在表层进行重构所产生的影像引导人的视觉走向，使材料外表能够给观察者带来一种有趣的视觉效果。透明性使得材料在消隐自身的时候恰恰获得了自身特质的显现。玻璃、塑料类及穿孔金属薄板等具有透明效果的金属材料的应用，让观察者能够处在不同的距离感受材料本身的不同表情。采用印刷、蚀刻和镀膜玻璃、打孔金属片或者金属网，空间界面可以达到任意的透明程度，产生不同的层次感。伴随着快速发展的制造技术，设计师在努力创造一种介于透明和不透明之间的材料，为设计提供新的空间范围表现方法。不透明或半透明的亚克力使材料表面的质感和颜色能够达到一种混合起来的效果。相互性的观念使材料在空间、环境、造型上有了呼应，使传统材料具有了完全不同于以往的表象。如尹东风雄设计的风之塔，金属框架、穿孔金属板和铜质表皮的运用恰到好处，随着时间的流逝，建筑物表皮的颜色有了不同程度的变化，但材料表皮的性格却使建筑和环境更加完美地融合并充分地互动。对材料透明情态的合理利用，能使建筑内在的空间得以释放，由此造成的视觉的延伸使我们越来越接近“世界的中心”，物质内部的结构在表层处在不同状态时所呈现的形体视觉效果也会不同，这一切均反映了表层材料对视觉的引导作用（图3-20至图3-22）。

四、材料与参数化设计语义

近年来，随着科学技术的迅速发展，基于数学理论的参数化设计系统—智能几何设计被应用到建筑设计和室内设计当中，改变了传统的设计方法。智能几何设计是设计师把看似矛盾的创造性（直觉思维）和逻辑思维紧密结合起来, 通过符合数学理论的图形化和脚本工具的参数化设计系统，实现复杂的几何图形和组件关系。正如清华大学建筑学博导、XWG工作室主持人徐卫国教授所言：“参数化设计是建筑设计方法的改变。工具平台的变化导致的建筑结果的必然改变，从某种程度上说是建筑领域的一次革命，同时，一个新的制造和施工的产业链也在形成。”在2010年上海世博会中我们可以看到这样的趋势：很多场馆的设计和建造都使用了参数化的设计，也就是智能几何技术。这些建筑物的外形摆脱了人在图形想象上的局限，呈现出让设计者也颇感新奇的效果。如瑞典馆、丹麦馆、俄罗斯馆的建筑表皮肌理有很多经冲压而形成的镂空的图案，初见很普通，但是仔细观察，会发现这些图案是在利用智能几何进行某种图案的设计和排布（图3-23至图3-28）。

图3-23　利用参数化生成的镂空图案　上海世博会俄罗斯馆　2010年摄

图3-24　利用参数化生成的几何式韩文肌理　上海世博会韩国馆　2010年摄

图3-25　参数化生成的民间剪纸纹样　上海世博会波兰馆　2010年摄

图3-26　参数化生成的网状结构　Airspacs Tokyo　建筑外观

图3-27　网状建筑表皮局部

图3-28　参数化生成的纹样　镜面不锈钢压花