Everybody in this country should learn how to program a computer… because it teaches you how to think.

---Steve Jobs

人都应该学习编程,因为它教人如何思考---乔布斯
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用算法设计世界顶级音乐厅,会有什么奇妙的事发生?
来源:环球科学ScientificAmerican | 作者:撰文 Liz Stinson | 发布时间: 2017-01-24 | 1854 次浏览 | 分享到:
计算机算法让设计师们从繁杂的巨量工作中解放了出来。

      由赫尔佐格和德梅隆建筑事务所为德国汉堡市设计的音乐厅刚刚开放。最引人注目的不是那跃起的波浪式外观,也不是缓缓上升通往瑞士建筑师设计师营造的诡谲景象腹地的扶梯,也不是让你自由穿行各楼层的埃舍尔楼梯。




       堡市在打造易北爱乐厅时,耗费超过8.43亿美元,其中不乏大量经典的设计,而10000块独一无二的隔音板格外引人注意,它把中央礼堂打造成最闪光夺目的象牙宫殿。它们装在天花板上、墙壁上和围栏上,赋予整个空间如涟漪徐徐的纯色珊瑚礁般勃勃生机。之所以能呈现出这种美妙的感觉,全靠藏在它背后的数字技术


       中央礼堂是易北爱乐厅三个音乐厅中面积最大的一个,也是设计师使用计算机算法(即参数化)做出的全新尝试。此前,计算机算法常应用在桥梁、摩托车零件、字体,甚至包括椅子的设计上。

,这些隔音板紧嵌在中央礼堂墙壁上,形成一副巨大的拼图,排列之间还有优美的起伏。



       上万块隔音板按一定规律排布在礼堂中,变成了厅内最独特的皮肤,与其间散布着的2150个座位和1000个纯手工打造的灯泡,形成了强烈的艺术美感和冲击力。但美感并不是这些建筑师的唯一追求。“每一块隔音板都有自己独特的功能,”One to One设计室创始人Benjamin Koren说。One to One设计室与赫尔佐格和德梅隆建筑事务所共同设计制作了这些隔音板。


       这10000块间隔的隔音板能提供一百万个“空穴”,这些空穴就像使用勺子挖下去的一样,尺寸在4厘米到16厘米之间,它们的排列对于中央礼堂传递出的声音起着非常重要的作用。正如Koren解释的那样,当声音传播到隔音板时,表面凸凹的隔音板要么将声音吸收掉,要么反射走。



      每块隔音板对声音的作用都不相同,但在总体上它们将在整个大厅产生令人愉悦的回响。这项技术已经被使用了数个世纪,最著名的例子要数维也纳的金色大厅,她那富丽堂皇、充满新古典主义的装饰细节能够(对声音)产生相同的传播效果。不同的是,易北爱乐厅全新的呈现方式在视觉上更摄人心魄。


      世界著名声学家丰田泰久也参与了隔音板的设计,他为中央礼堂绘制了最优声音分布图。根据大厅的几何形状,泰久设计了部分区域的隔音板。如大厅后墙区域,那里需要更宽更深的凹陷以吸收多余的回声。其他地方,像反射器后方的天花板和围栏的顶部则需要浅一些的凹陷。


世界著名声学家丰田泰久


      在接到所有需求后,Koren需要把所有的信息转化成设计参数,设计相应的计算机算法。在输入数据后,整个算法会综合分析,提供一套能够满足美学和声学要求,形状隔音板。要知道为了达到最佳的效果,这10000块隔音板都是各不相同的。“这就是参数化设计的强大之处,”Koren说:“一切就绪后,我只需要点击开始按钮就行,系统会根据输入的参数自动生成一百万个不同特征的“空穴”。



      目前,有很多设计师不愿丧失自己的主导权,但对Koren来说,这是一个现实的问题:“全凭手工设计这1百万个不同的“空穴”是不可能的。”直接借助计算机算法,才能针对易北爱乐厅内的具体情况设计出最优的方案。