淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
進階搜尋


下載電子全文限經由淡江IP使用) 
系統識別號 U0002-0508201422054800
中文論文名稱 視而不見-動態構築之視覺偽裝研究
英文論文名稱 Blind eye -A Study on Dynamic Build of Visual Camouflage
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 建築學系碩士班
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 陳憲宏
研究生英文姓名 Sian-Hong Chen
學號 601360059
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2014-06-13
論文頁數 138頁
口試委員 指導教授-賴怡成
委員-邱浩修
委員-游瑛樟
中文關鍵字 偽裝  互動  模式轉化  實虛介面  關節運動 
英文關鍵字 Camouflage  Interaction  Mode conversion  Entity and virtual interface  Joint movement 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 在全球化的擴張下,現代主義過於強調自身個性與表情的特色反倒成為破壞自然景觀、地景紋理或是城市空間氛圍的因子。「視而不見」為強調建築與環境的融合,以及數位科技帶來的想像為發想概念,反思建築或空間在現今資訊時代下與環境之間該有的關係。因此,本研究藉由生物偽裝機制的探索,並結合參數化與實體運算的機制與再現,重新建構建築與環境之間新的空間介面關係:「視而不見」。

為達上述研究目的,我們先由文獻回顧與案例研究建構理論基礎,再透過下列三個步驟進行理論實踐,包括(1)生物偽裝型態的模式轉化(Pattern Transformation):以參數化軟體(如Grasshopper)將生物偽裝機制轉換成參數化的紋理或圖形。(2)可動與互動之運算機制研究:使用實體運算的軟體(如Arduino)與硬體(如Kinect),並透過關節運動、結構和材料的探討,建構偽裝之互動構築單元。(3) 設計實驗模擬:最後,以實際1:1之互動構築單元的實驗,並結合流動展示空間與動態皮層的設計操作,進行設計的模擬與了解。

由生物偽裝模式的轉化與實體運算的結合,透過生物偽裝在向度移動、遠近深淺、紋理變化、動態變動等四種模式,以互動構築單元提供建築在不同空間尺度(如皮層, 裝置等)與狀態(動態與靜態)下和環境對話,如融合、表演等等。在未來研究與發展上,將延續偽裝在「顏色模擬」的模式轉化與運算機制,並持續探討單元的材料性與形式的表現性,藉以建構更為全面的互動構築單元。相關研究的討論與發現詳見本論文。

關鍵字:偽裝、互動、模式轉化、實虛介面、關節運動
英文摘要 Under the backdrop of globalization, modernism with excessive emphasis on personality and expression actually becomes a destructive element to natural scenery, landscape textures, and urban contexts. Blind Eye, to emphasize the integration of architecture and the environment, creates an idea based on imagination brought by digital technologies and reflects the relation between architecture or space and the environment in the information era. Therefore, this study explores biological camouflage mechanisms and combines parameterization and operation mechanisms with reproduction to reconstruct a new space interface between architecture and the environment: Blind Eye.

For the purpose, we start to build the theoretical foundation with literature reviews and case studies, and then work on theories and practices through the following three steps: (1) biological camouflage pattern transformation: convert biological camouflage mechanism into parameterized texture or graphics with parameterization software (such as Grasshopper, Firefly); (2) research on the operation mechanism of movement and interaction: construct an interactive camouflage building unit through the exploration of joint movement, structure, and materials with computing software (such as Arduino) and hardware (such as Kinect); and (3) design experiment simulation: simulate and understand the design through an experiment on practical 1:1 interactive building unit combined with mobile exhibition space and dynamic skin design.

This study provides a dialogue, such as merging and performance, between architecture and the environment at different spatial scales (such as skins or installations) and status (dynamic or static) as interactive building units. This is realized by combining biological camouflage pattern transformation and operation in the following four modes: dimension movement, distance and depth, texture change, and dynamic change. In our future studies, we will continue working on the camouflage pattern “color transformation” and its operational mechanism, as well as exploring its materials and forms to construct a more comprehensive interactive building unit. Related discussions and discoveries are detailed in this thesis book.


論文目次 目錄:
第一章 - 1 -
1-1 研究動機 - 2 -
1-2 研究目的 - 6 -
1-3 研究流程 - 8 -
第二章 - 9 -
2-1 生物的偽裝型態 - 10 -
2-2 視覺與建築 - 16 -
2-3 建築可動與互動發展 - 20 -
第三章 - 25 -
3-1 偽裝與建築 - 26 -
3-2 互動與建築 - 40 -
3-3 環境與建築 - 44 -
3-4 小結 - 46 -
第四章 - 47 -
4-1 肢體變化 - 50 -
4-2 動態變化 - 54 -
4-3 顏色變化 - 58 -
4-4 錯視變化 - 62 -
第五章 - 66 -
5-1 實體運算研究 - 67 -
5-2 可動與互動之模擬實驗 - 71 -
5-3 偽裝模式轉化與實體互動機制之整合 - 82 -
第六章 - 86 -
6-1 互動構築單元的發展 - 87 -
6-2 可動機構的研究與設計 - 96 -
6-3構築單元的控制與模擬 - 104 -
第七章 - 120 -
7-1建築、空間實驗發展 - 121 -
7-2與動態變化之對應 - 130 -
第八章 - 133 -
參考文獻 - 137 -
參考網站 - 138 -

圖目錄:
[圖 1-1] 研究流程 - 8 -
[圖 2-1] 貓頭鷹/花螳螂(圖片來源:摘自網路) - 10 -
[圖 2-2] 雨林毒蛙 / 枯葉蝶(圖片來源:摘自網路) - 10 -
[圖 2-3] 生物防衛機制關係圖 - 11 -
[圖 2-4] 偽裝機制關係圖 - 12 -
[圖 2-5] 偽裝機制分析圖 - 13 -
[圖 2-6] 斑馬/老虎(圖片來源:摘自網路) - 13 -
[圖 2-7] 雪兔/毒箭蛙(圖片來源:摘自網路) - 14 -
[圖 2-8] 竹節蟲/烏干達跳蛛(圖片來源:摘自網路) - 14 -
[圖 2-9] 貓頭鷹眼蝶/枯葉蝶(圖片來源:摘自網路) - 15 -
[圖 2-10] 比目魚/彈塗魚(圖片來源:摘自網路) - 15 -
[圖 2-11] 各種錯視理論(圖片來源:摘自網路) - 17 -
[圖 2-12] 各種摩爾紋(圖片來源:摘自網路) - 17 -
[圖 2-13] 摩爾紋應用於服裝上的例子(圖片來源:摘自網路) - 18 -
[圖 2-14] 摩爾紋應用於建築上的例子(圖片來源:摘自網路) - 18 -
[圖 2-15] 模型版受到外力擠壓產生的視覺變化 - 19 -
[圖 2-16] 模型版與凹凸面接觸產生的視覺變化 - 19 -
[圖 2-18] Archigram / Walking Cities(圖片來源:摘自網路) - 21 -
[圖 2-19] Kinetic Architecture(圖片來源:摘自網路) - 21 -
[圖 2-20] Malka Architecture / Green Machine (圖片來源:摘自網路) - 22 -
[圖 3-1] 偽裝機制與建築手法關係圖 - 26 -
[圖 3-2] 圖片來源:http://www.evolo.us/ - 27 -
[圖 3-3] 圖片來源:http://www.dezeen.com/ - 28 -
[圖 3-4] 圖片來源:http://www.archdaily.com/ - 28 -
[圖 3-5] 圖片來源:http://www.tumblr.com/ - 29 -
[圖 3-6] 圖片來源:http://ortegajuneau.com/ - 30 -
[圖 3-7] 圖片來源:http://www.dezeen.com/ - 31 -
[圖 3-8] 圖片來源:http://www.archdaily.com/ - 32 -
[圖 3-9] 圖片來源:http://www.bureau-baubotanik.de/ - 33 -
[圖 3-10] 圖片來源:http://www.wrightarchitects.com.au/ - 34 -
[圖 3-11] 圖片來源:http://www.archdaily.com/ - 34 -
[圖 3-12] 圖片來源:http://www.arcspace.com/ - 35 -
[圖 3-13] 圖片來源:http://www.archdaily.com/ - 36 -
[圖 3-14] 圖片來源:http://www.archdaily.com/ - 37 -
[圖 3-15] 圖片來源:http://www.archdaily.com/ - 37 -
[圖 3-16] 圖片來源:http://archifield.net/ - 38 -
[圖 3-17] 圖片來源:http://www.mimoa.eu/ - 39 -
[圖 3-19] 圖片來源:http://www.designboom.com/ - 41 -
[圖 3-20] 圖片來源:http://www.hoberman.com/ - 42 -
[圖 3-21] 圖片來源:http://www.archdaily.com/ - 43 -
[圖 3-22] 圖片來源:http://matsuokasatoshitamurayuki.com/ - 43 -
[圖 3-23] Herzog & de Meuron/Dominus Winery(圖片來源:http://www.dezeen.com) - 44 -
[圖 3-24] Toyo Ito / Sendai Mediatheque (圖片來源:http://www.archdaily.com/) - 45 -
[圖 3-25] SANAA / 21st CENTURY MUSEUM, KANAZAWA - 45 -
(圖片來源:http://architecturalmoleskine.blogspot.tw/) - 45 -
[圖 3-26] 建築演進時期分佈圖 (圖片來源:摘自網路) - 46 -
[圖 4-1] 建築、機制、環境關係圖 - 48 -
[圖 4-2] 偽裝型態之轉化:平移 - 50 -
[圖 4-3] 偽裝型態之轉化:平移 - 51 -
[圖 4-4] 偽裝型態之轉化:轉動 - 52 -
[圖 4-5] 偽裝型態之轉化:平移與轉動 - 53 -
[圖 4-6] 偽裝型態之轉化:伸縮 - 54 -
[圖 4-7] 偽裝型態之轉化:伸縮 - 55 -
[圖 4-8] 偽裝型態之轉化:斥力 - 56 -
[圖 4-9] 偽裝型態之轉化:斥力 - 57 -
[圖 4-10] 偽裝型態之轉化:顏色 - 58 -
[圖 4-11] 偽裝型態之轉化:顏色 - 59 -
[圖 4-12] 偽裝型態之轉化:顏色 - 60 -
[圖 4-13] 偽裝型態之轉化:顏色 - 61 -
[圖 4-14] 偽裝型態之轉化:變形 - 62 -
[圖 4-15] 偽裝型態之轉化:變形 - 63 -
[圖 4-16] 偽裝型態之轉化:視覺 - 64 -
[圖 4-17] 偽裝型態之轉化:視覺 - 65 -
[圖 5-1] Tower Pro SG90 / GWS S03T STD (圖片來源:摘自網路) - 68 -
[圖 5-2] Arduino UNO (圖片來源:摘自網路) - 68 -
[圖 5-3] 感測器比較表 - 70 -
[圖 5-4] 模型分解及切割圖 - 71 -
[圖 5-5] 組裝過程 - 72 -
[圖 5-6] 模型分解及切割圖 - 72 -
[圖 5-7] 組裝過程 - 72 -
[圖 5-8] 紋理變化現象 - 73 -
[圖 5-9] 模型透視及切割圖 - 73 -
[圖 5-10] 模型組裝分解圖 - 74 -
[圖 5-11] 組裝過程 - 74 -
[圖 5-12] 程式架構 - 75 -
[圖 5-13] 硬體連結示意 - 75 -
[圖 5-14] 機構閉合 / 開啟 - 75 -
[圖 5-15] 人體關節轉換示意圖(圖片取自官方網站) - 76 -
[圖 5-16] 偵測到一人時 - 76 -
[圖 5-17] 偵測到兩人時 - 76 -
[圖 5-18] 程式架構 - 77 -
[圖 5-19] 電腦模擬測試 - 77 -
[圖 5-20] 實體模型測試 - 77 -
[圖 5-21] 程式架構 - 78 -
[圖 5-22] 實體模型測試 - 78 -
[圖 5-23] 鏡頭視角範圍示意圖(圖片取自官方網站) - 79 -
[圖 5-24] 影像經由Kinect轉化成數據之操作圖 - 79 -
[圖 5-25] 左圖是測試者在Kinect前方做出動作/右圖是在空間中呈現佈點的情形 - 80 -
[圖 5-26] 程式架構 - 80 -
[圖 5-27] 落點分佈與數值轉化示意圖 - 80 -
[圖 5-28] 程式架構 - 81 -
[圖 5-29] 程式架構 - 81 -
[圖 5-30] Kinect與Pattern Transformation關係表 - 82 -
[圖 5-31] 互動性偽裝機制關係圖 - 83 -
[圖 5-32] 互動偽裝機制操作示意圖 - 84 -
[圖 5-33] 靜態環境下kinect偵測模式選擇 - 85 -
[圖 5-34] 動態環境下kinect偵測模式選擇 - 85 -
[圖 6-1] Type1摺圖(直線外摺,虛線內摺) - 88 -
[圖 6-2] Type 1的收縮與伸展 - 88 -
[圖 6-3] Type 1的收縮與半伸展 - 88 -
[圖 6-4] Type 2摺圖(直線外摺,虛線內摺) - 89 -
[圖 6-5] Type 2的收縮與伸展 - 89 -
[圖 6-6] Type 3摺圖(直線外摺,虛線內摺) - 89 -
[圖 6-7] Type 3收縮至伸展過程 - 90 -
[圖 6-8] Type 4摺圖(直線外摺,虛線內摺) - 90 -
[圖 6-9] Type 4之直線與橫線變形 - 90 -
[圖 6-10] Type 4的其他種變形可能 - 91 -
[圖 6-11] Type 5摺圖 - 91 -
[圖 6-12] Type 5變形過程 - 91 -
[圖 6-13] 「東西南北」摺法圖(圖片來源:摘自網路) - 92 -
[圖 6-14] 「東西南北」及其攤平圖 - 93 -
[圖 6-15] 簡化後的式樣(攤開與摺起) - 93 -
[圖 6-16] 簡化後式樣的1/4單元(攤開與摺起) - 93 -
[圖 6-17] 1/4單元組合圖以及簡化後展開 - 93 -
[圖 6-18] 鏡面材料於黑色背景的反射 - 94 -
[圖 6-19] 鏡面材料於白色背景的反射 - 94 -
[圖 6-20] 鏡面材料於圖案背景的反射 - 94 -
[圖 6-21] 實際的組成單元與切割圖 - 95 -
[圖 6-22] 組裝過程與細部接合 - 95 -
[圖 6-21] 構件運動軌跡圖1 - 96 -
[圖 6-22] 構件運動軌跡圖2 - 96 -
[圖 6-23] 支臂與伺服馬達關係圖 - 97 -
[圖 6-24] 構件與動力系統的質心位置與關係圖( 右上:短軸/右下:長軸 ) - 97 -
[圖 6-25] 構件變動軌跡 - 98 -
[圖 6-26] Type1機構連動結構與變形軌跡模擬 - 98 -
[圖 6-27] 修正後的長短軸連動結構與變形軌跡模擬 - 99 -
[圖 6-28] Type1組裝圖 - 99 -
[圖 6-29] Type1機構實際運作情況 - 99 -
[圖 6-29] Type2機構連動結構與變形軌跡模擬 - 100 -
[圖 6-30] Type2機構的桿件運動軌跡 - 100 -
[圖 6-31] Type2機構組裝過程 - 101 -
[圖 6-32] Type2機構細部 - 101 -
[圖 6-33] Type3構件連動結構與變形軌跡模擬 - 101 -
[圖 6-35] Type3模型結構及切割圖 - 102 -
[圖 6-36]運動軌跡分析圖 - 103 -
[圖 6-37] Type3機構細部 - 104 -
[圖 6-39] 程式架構 - 105 -
[圖 6-40] 實際運作情況 - 105 -
[圖 6-41] 程式架構 - 106 -
[圖 6-42] 實際運作情況 - 106 -
[圖 6-43] 單元在Kinect肢體動作模式下的變形模式 - 107 -
[圖 6-44] 單元在Kinect深度偵測模式下的變形模式 - 108 -
[圖 6-45] 單元在Kinect彩色模式下的變形模式 - 109 -
[圖 6-46] 單元在Kinect灰階模式下的變形模式 - 110 -
[圖 6-47] 程式架構 - 111 -
[圖 6-48] 構件運動軌跡圖 - 112 -
[圖 6-49] 構件運動軌跡圖 - 112 -
[圖 6-50] 單元變形的模擬過程 - 113 -
[圖 6-51] 單位變形的模擬過程 - 113 -
[圖 6-52] 基本單位(由3X3的單元組成) - 114 -
[圖 6-53] 切割過程 - 114 -
[圖 6-54] 組裝過程 - 115 -
[圖 6-55] 基本單位的組成原件(圖片來源:摘自網路) - 116 -
[圖 6-56] Firefly中Uno與Mega的輸出端差異 - 116 -
[圖 6-57] 單元在同樣動作下的連接設置(以UNO板為例) - 117 -
[圖 6-58] 單元在獨立動作下的連接設置(以MEGA板為例) - 117 -
[圖 6-59] 實體模型細部與測試 - 118 -
[圖 6-60] 程式邏輯 - 119 -
[圖 7-1] 拖車型露營車(圖片來源:摘自網路) - 122 -
[圖 7-2] Eduard Bohtlingk設計的露營車(圖片來源:摘自網路) - 122 -
[圖 7-3] 立面模矩關係 - 123 -
[圖 7-4] 剖面模矩關係與Kinect裝設位置 - 123 -
[圖 7-5] 系統裝設配置圖 - 124 -
[圖 7-6] 實際配線圖 - 124 -
[圖 7-7] 載具模擬圖 - 125 -
[圖 7-8] 載具平面空間變化模擬圖 - 125 -
[圖 7-9] 立面偽裝單元的可能變形方式 - 126 -
[圖 7-10] 偵測範圍延伸示意圖 - 127 -
[圖 7-11] 紋理變化偵測模式 - 128 -
[圖 7-12] 變形後的狀態:(左)平面 (中)立面 (右)透視 - 128 -
[圖 7-13] 置入環境中的模擬 - 128 -
[圖 7-14] 遠近深淺偵測模式 - 129 -
[圖 7-15] 變形後的狀態:(左)平面 (中)立面 (右)透視 - 129 -
[圖 7-16] 置入環境中的模擬 - 129 -
[圖 7-17] 構築單元運動關係圖 - 130 -
[圖 7-18] 向度移動偵測模式 - 131 -
[圖 7-19] 互動情境模擬 - 131 -
[圖 7-20] 動態變化偵測模式 - 132 -
[圖 7-21] 互動情境模擬 - 132 -

參考文獻 [中文部分]
Robert Venturi 1999《建築中的複雜與矛盾》,台北市,尚林出版社(第四版)
葉庭芬譯

Neil Leach 2005《The Anaesthetics of Architecture(建築之麻醉) 》,台北市,田園城市
宋偉祥譯 文化事業有限公司

松岡聡 田村裕希 2011《Sight and Architecture(視覺與建築) 》,台北市,城邦文化事業股份李曉雯譯 有限公司 尖端出版

邱浩修 2013《重構自然-數位構築方法下的建築新詩性》,台中市, 東海大學創意學院建築研究中心出版

何炯德 2013《Biomimetic micro-ecosystem 仿生微生系》,台北市,田園城市文化事業有限公司

[外文部分]
Colin Rowe , Robert Slutzky 1964 "Transparency" ,Birkhauser Verlag AG

Dan O'Sullivan , 2004 "Physical Computing: Sensing and Controlling the Physical World Tom Igoe with Computers", Thomson; 1st edition

Christian Schittich 2006 "In Detail: Building Skins (Second Edition) ",Birkhauser

Michael Fox , Miles Kemp 2009"Interactive Architecture",Princeton Architectural Press;
1 edition

Michael Schumacher , 2010 "Move: Architecture in Motion –Dynamic Components and
Oliver Schaeffer , Elements",Birkhauser Verlag AG
Michael-Marcus Vogt

Paul Jackson 2011"Folding Techniques for Designers from Sheet to Form", Laurence King Publishing; Mac Win Pa edition
論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2014-08-06公開。
  • 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,於2014-08-06起公開。


  • 若您有任何疑問,請與我們聯絡!
    圖書館: 請來電 (02)2621-5656 轉 2281 或 來信