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系統識別號 U0002-1508201609393400
中文論文名稱 以參數化設計探討空間光影序列之構築
英文論文名稱 An Exploration of Light and Shadow Series in the Space through Parametric Design
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 104
學期 2
出版年 105
研究生中文姓名 蔡敏仕
研究生英文姓名 Min-Shi Tsai
電子信箱 james9904030@gmail.com
學號 603360073
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2016-06-14
論文頁數 93頁
口試委員 指導教授-陳珍誠
共同指導教授-游瑛樟
委員-柯純融
委員-施宣光
中文關鍵字 構築  透明性  歐普藝術  錯視  參數化設計 
英文關鍵字 Constructing  Transparency  Op Art  Illusion  Parametric Design 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 本研究探討如何運用參數化來進行光影與空間的構築,透過參數化後的圖案或者構造讓環境產生出各種不同的變化關係,以形塑環境的氛圍或者刺激使用者的視覺,並藉由調整參數來研究光影變化。而空間光影序列是將不同時間上或者不同方位所創造出來了光影變化依各種規則整理出來,透過排列後的光影序列來觀察出空間的層次。就像是羅馬的萬神殿,因為由建築物中心的開窗可以看到與自然環境的互動,透過時間上不同陽光照射的角度不同來衍生出不同空間的氛圍。

本論文分為四個部分,前兩部分是找尋設計的方法及過程,第一部分為研究者對於光與影的見解,由環境光線的經驗看到光線與空間的互動,再來是由於透明性與歐普藝術的啟發,經由這兩者關鍵字的研究啟發對於空間的觀點與想像,最後則是對於空間光影序列的關係討論,透過這幾個啟發的觀點延伸後續的研究步驟。第二部分為藝術作品與空間手法的研究,利用透明性相關的建築案例來思考環境與建築的關係,與如何去運用建築的設計手法來營造光影空間。歐普藝術所帶來的是視覺感官上的刺激,平面的幾何圖形經由不同的排列組合方法創造出各種錯視以傳達作品的觀念,並透過不同風格的歐普藝術家來找出可以運用的設計原則並加以延伸出設計手法。

本研究最後兩部分為設計手法的整理與參數化設計,第三部分是透過六位歐普藝術家的作品衍伸出設計手法並加以參數化,透過整理作品的過程當中來了解如何設計參數化的排列組合,找出各種不同的參數並給予適當的數值來呈現出其視覺上的效果,得到結果後再加以分析可以運用的建築設計手法並與環境和空間光影做結合。最後的第四部分則是進行設計手法的驗證,先是嘗試對既有建築量體做直接附加式的前導設計,基地是北美館並設計歐普藝術的構造設計,利用各種歐普藝術的設計手法來創造出觀者與構造物的互動,透過光線、構造、與人的位置變化來刺激視覺。最後進入建築設計,對於四種不同用途的基地進行設計,分別為:車站、極限運動場、橋樑、與涼亭廣場。經過建築設計的過程可以了解到對於空間光影的利用,並透過參數化可以來細微的調整出不同的變化,當設計的作品與光影結合後可以得到多種的空間氛圍。
英文摘要 This research discusses how to utilize parametric design to construct light and shadow for space, to generate variations of the environment through parametric patterns and structures, to create environmental atmosphere and stimulates users’ vision. Light and shadow sequences keep on changing in different periods and directions according to various rules, orders of space can be observed through the arranged light and shadow sequence. Just like Roman’s Pantheon, interaction with the natural environment can be seen through the window on the top of the building. Therefore, atmospheres of spaces can be derived from different angles of sunshine in different periods.

This research includes four parts. The first two parts are the method and process for searching related design for this study. The first part is survey of the uses light and shadow in architecture. We can see the interaction between light and space from experiences. Then the discussions of transparency and OP art enlighten the viewpoint and imagination of this research. Finally, it discusses relationships of spatial light and shadow sequence, to extend subsequent research through the enlightened viewpoints. The second part of this research includes the studies of artistic work and spatial method of light. It utilizes case studies related to transparency to think over the relationship between environment and building, and how to construct light and shadow space through building design method. OP art brings simulation for our visual senses, and plan geometric figures create various optical illusions to convey ideas of through combinations and permutations. Moreover, OP artists of different styles find out applicable design principles and can be extended for the design methods of this study.

The last two parts of this research include applications for the design method and parametric design of the light and shadow. The third part derives and parameterizes the design through the studies of six OP artists’ works. During the process of literature reviews, this research learns how to design parametric permutation and combination, to find out different parameters and give proper values to represent visual effects. After the rules are derived, it analyzes applicable building design method and combines with environment to generate spatial light and shadow. The fourth part verifies the design method. It first tries to make extensional design for an existing building. The site is Taipei Fine Arts Museum with the structure designs inspired by OP art. It utilizes design methods from various OP arts to create interaction between audiences and structures, to stimulate visual effects of light through the movement of people. Finally, is architectural design, to design on four sites for different building functions, there are station, extreme playground, bridge and pavilion square. The final process of architectural design for this study adjusts different design parameters slightly causes the different conclusions for spatial relationships of light and shadow. Through the parameterizations for light and shadow, multiple spatial atmospheres can be realized.
論文目次 目錄

第一章 緒論

1.1 研究動機
1.1.1 環境與空間 1
1.1.2 透明性的啟發 2
1.1.3 歐普藝術的啟發 3
1.1.4 空間光影序列 4

1.2 研究目的
1.2.1 自然環境之層次 5
1.2.2 透明、半透明與不透明 6
1.2.3 構造形式與視覺尺度 7
1.2.4 刺激視覺的顏色及幾何圖形排列 8
1.2.5 觀看者 9

1.3 研究成果 10

第二章 相關文獻資料

2.1 參考書目
2.1.1 透明性 11
2.1.2 小建築 12
2.1.3 自然的建築 13
2.1.4 關於現代建築的16章 14
2.1.5 建築誕生的時候 15

2.2 相關建築案例
2.2.1 House ii 16
2.2.2 Swiss Pavilion 17
2.2.3 Daiwa Ubiquitous Computing Research Building 18
2.2.4 Keiun Building in Shibuya 19
2.2.5 Bombay Sapphire Distillery 20
2.2.6 Siemens Middle East Headquarters in Masdar City 21

2.3 相關藝術家
2.3.1 Victor Vasarely 22
2.3.2 Michael Kidner 22
2.3.3 Carlos Cruz Diez 23
2.3.4 Yaacov Agam 23
2.3.5 Richard Anuskiewicz 24
2.3.6 Bridget Riley 24

2.4 關鍵字
2.4.1 Moiré Pattern 25
2.4.2 Illusion 26
2.4.3 Kinetic Art 27
2.4.4 Optical Art 28

第三章 前導式設計

3.1 前言
3.1.1 規則與過程 29
3.1.2 色彩配置 30

3.2 藝術作品之參數化
3.2.1 參數化之設定 31
3.2.2 參數化之元件 32
3.2.3 Victor Vasarely:等分變形 34
3.2.4 Michael Kidner:幾何重疊 36
3.2.5 Carlos Cruz Diez:布林串連 38
3.2.6 Yaacov Agam:分離線段 40
3.2.7 Richard Anuskiewicz:偏移陣列 42
3.2.8 Bridget Riley:彎曲垂直 44

3.3 構築操作
3.3.1 基地設定:北美館之歐普藝術構築 46
3.3.2 前景:停留 47
3.3.3 中景:進入 48
3.3.4 後景:凝視 49
3.3.5 視錯覺之構成 50

3.4 小結:參數化
3.4.1 參數化平面到立體 51
3.4.2 參數化之構築應用 51

第四章 建築設計

4.1 前言
4.1.1 歐普藝術與建築光影之關係 52

4.2 建築之概念
4.2.1 建築元素概念 53

4.3 光影序列構築
4.3.1 基地設定:構築光影關係 58
4.3.1 Time:捷運站設計 59
4.3.2 Speed:運動場設計 61
4.3.3 Gradient:戶外涼亭設計 63
4.3.4 Cross:橋樑設計 65

4.4 小結:空間與光影
4.4.1 空間與光影關係 67

第五章 結論與心得

5.1 設計操作之回顧
5.1.1 演化之過程 68
5.1.2 參數化設定之過程 69

5.2 空間與光影之序列關係
5.2.1 構築空間與光影 70
5.2.2 建構序列 70

5.3 後續研究與建議
5.3.1 藝術作品 71
5.3.2 軟體應用與數位製造 71

參考文獻&附錄 72

圖目錄

【 圖1-1】廊香教堂 1
【 圖1-2】Nature Morte A La Pile D'Assiettes (1920)/ Le Corbusier 2
【 圖1-3】 Silkscreen Prints (2001)/Bridget Riley 3
【 圖1-4】重疊的沖孔板 3
【 圖1-5】Panthéon 4
【 圖1-6】Caracas Sphere (1992)/Soto Jesus Rafael 5
【 圖1-7】APPLE STORE、Serpentine Galleries、地中美術館 6
【 圖1-8】細部施工圖說:遮陽窗框詳圖 7
【 圖1-9】Sky and Water(1938)/M.C. Escher 8
【 圖1-10】An Homage to Yves Klein,Multicolor (2012)/村上隆8
【 圖1-11】動態藝術的表現方式 9
【 圖1-12】繪圖軟體Rhinoceros 與外掛程式Grasshopper 10
【 圖2-1】透明性 11
【 圖2-2】小建築 12
【 圖2-3】自然的建築 13
【 圖2-4】關於現代建築的16章 14
【 圖2-5】建築誕生的時候 15
【 圖2-6】House ii 16
【 圖2-7】 Swiss Pavilion 17
【 圖2-8】 Daiwa Ubiquitous Computing Research Building 18
【 圖2-9】 Keiun Building in Shibuya 19
【 圖2-10】 Bombay Sapphire Distillery 20
【 圖2-11】 Siemens Middle East Headquarters in Masdar City 21
【 圖2-12】Victor Vasarely 22
【 圖2-13】Zebras(1938) 、Vonal-Fegn(1973) 22
【 圖2-14】Michael Kidner 22
【 圖2-15】 Dissolving Yellow (2001)、M.K.Background(2007) 22
【 圖2-16】Carols Cruz Diez 23
【 圖2-17】 Color Aditivo Betzaida I(2011)、Serie semana - Lunes (2013) 23
【 圖2-18】Yaacov Agam 23
【 圖2-19】 Galim(1972)、Festival(1982) 23
【 圖2-20】Richard Anuskiewicz 24
【 圖2-21】Primary Hue(1964)、Banner Annual Edition(1968) 24
【 圖2-22】Bridget Riley 24
【 圖2-23】Recollection(1986)、Fragments(1965) 24
【 圖2-24】水波紋形與螢幕顯示所產生的Moiré Pattern 25
【 圖2-25】錯視現象 26
【 圖2-26】Bicycle Wheel With Marcel Duchamp(1913) 27
【 圖2-27】BMW-Kinetic Sculpture(2011) 27
【 圖2-28】Majus(1967)/Victor Vasarely 28
【 圖2-29】Orange, Blue, Green, Pink(1965)/ Michael Kidner 28
【 圖3-1】Study for Shuttle 之繪製過程/Bridget Riley 29
【 圖3-2】Study for Shuttle(1964)/Bridget Riley 29
【 圖3-3】光線的色散 30
【 圖3-4】Additive Color:Denise (1971)/Carols Cruz Diez 30
【 圖3-5】歐普藝術作家及作品整理 31
【 圖3-6】Grasshopper之元件:Series 32
【 圖3-7】Grasshopper之元件:Pick and Choose 33
【 圖3-8】歐普藝術作品:Berc(1967) 之參數模型、實體模型 34
【 圖3-9】歐普藝術作品:Berc(1967) 之拆解模型 34
【 圖3-10】歐普藝術作品:Berc(1967) 之參數化元件排列 34
【 圖3-11】歐普藝術作品:Berc(1967) 之參數模型變化 35
【 圖3-12】歐普藝術作品:M.K.Background(1960)之參數模型、實體模型 36
【 圖3-13】歐普藝術作品:M.K.Background(1960) 之拆解模型36
【 圖3-14】歐普藝術作品:M.K.Background(1960) 之參數化元件排列 36
【 圖3-15】歐普藝術作品:M.K.Background(1960) 之參數模型變化 37
【 圖3-16】歐普藝術作品:Couleur Additive(1983)之參數模型、實體模型 38
【 圖3-17】歐普藝術作品:Couleur Additive(1983)之拆解模型38
【 圖3-18】歐普藝術作品:Couleur Additive(1983) 之參數化元件排列 38
【 圖3-19】歐普藝術作品:Couleur Additive(1983)之參數模型變化 39
【 圖3-20】歐普藝術作品:Galim(1972)之參數模型、實體模型40
【 圖3-21】歐普藝術作品:Galim(1972)之拆解模型 40
【 圖3-22】歐普藝術作品:Galim(1972) 之參數化元件排列 40
【 圖3-23】歐普藝術作品:Galim(1972) 之參數模型變化 41
【 圖3-24】歐普藝術作品:Inward Eye(1970)之參數模型、實體模型 42
【 圖3-25】歐普藝術作品:Inward Eye(1970)之拆解模型 42
【 圖3-26】歐普藝術作品:Inward Eye(1970)之參數化元件排列42
【 圖3-27】歐普藝術作品:Inward Eye(1970)之參數模型變化43
【 圖3-28】歐普藝術作品:Untitled(1966)之參數模型、實體模型 44
【 圖3-29】歐普藝術作品:Untitled(1966)之拆解模型 44
【 圖3-30】歐普藝術作品:Untitled(1966)之參數化元件排列 44
【 圖3-31】歐普藝術作品:Untitled(1966)之參數模型變化 45
【 圖3-32】北美館之構築位置設定 46
【 圖3-33】停留之設計位置 47
【 圖3-34】停留之設計圖面 47
【 圖3-35】進入之設計位置 48
【 圖3-36】進入之設計圖面 48
【 圖3-37】凝視之設計位置 49
【 圖3-38】凝視之設計圖面 4
【 圖3-39】前景、中景、後景之遊移過程 50
【 圖3-40】歐普藝術構築全景透視圖 51
【 圖4-1】建築設計概念圖面 53
【 圖4-2】概念模立面圖 54
【 圖4-3】概念模透面圖 55
【 圖4-4】概念模雷射切割圖面 56
【 圖4-5】概念模製造過程與概念模 57
【 圖4-6】基地設定鳥瞰圖 58
【 圖4-7】 捷運站設計概念圖面 59
【 圖4-8】 捷運站設計光影透視圖面 59
【 圖4-9】 鋼架透視圖面 60
【 圖4-10】 捷運站透視圖面 60
【 圖4-11】 運動場設計概念圖面 61
【 圖4-12】 運動場設計光影透視圖面 61
【 圖4-13】 結構框架透視圖面 62
【 圖4-14】 運動場設計透視圖面 62
【 圖4-15】 戶外涼亭設計概念圖面 63
【 圖4-16】 戶外涼亭設計光影透視圖面 63
【 圖4-17】 波浪結構光影透視圖面 64
【 圖4-18】 戶外涼亭設計透視圖面 64
【 圖4-19】 橋樑設計透視圖面 65
【 圖4-20】 橋樑設計光影透視圖面 65
【 圖4-21】 平面空間透視圖面 66
【 圖4-22】 橋樑設計屋頂結構圖面 66
參考文獻 中文書籍

1. 《 透明性 》
Colin Rowe , 2008 , 中國工業建築出版社
2. 《 小建築 》
隈研吾 , 2014 , 五南圖書出版股份有限公司
3. 《 自然的建築 》
隈研吾 , 2014 , 五南圖書出版股份有限公司
4. 《 關於現代建築的16章 》
五十嵐太郎 , 2010 , 田園城市文化事業出版社
5. 《 建築誕生的時候 》
藤本壯介 , 2012 , 田園城市文化事業出版社
6. 《 世界名畫家全集:歐普藝術之父 瓦沙雷 》
何政廣、吳祈喻 , 2011 , 藝術家出版社
7. 《 世界名畫家全集:科學思維版畫大師 艾雪 》
何政廣、張光琪 , 2008 , 藝術家出版社


相關論文

1.《 透明性操作之呈現 》
陳妙茹 , 2011 , 淡江大學建築系碩士論文
2.《 在人造空間以輕質材料詮釋自然 》
朱育萱 , 2011 , 淡江大學建築系碩士論文

參考網站

1. http://www.theartstory.org/movement-op-art.htm
2. http://www.vasarely.com/
3. http://www.michaelkidner.com/
4. http://www.cruz-diez.com/
5. http://www.parkwestgallery.com/artist/yaacov-agam
6. http://www.richardanuszkiewicz.com/
7. http://www.op-art.co.uk/bridget-riley/
論文使用權限
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