SOM 建筑科技进化史
SOM 在开始使用电脑进行辅助设计时，还没有可用的CAD软件。我们不得不自行开发一个 © SOM
在全民AutoCAD的时代到来之前，SOM 早已自行研发了专属的设计软件。为什么这么做？只要稍稍回顾一下 SOM 近几年和近几十年来的发展历史，就能感受到 SOM 在创新和协作方面所做的不懈努力，也能看到我们在技术突破方面所作的早期探索，这些都是当今时代，在全球范围内无数摩天大楼能够伫立四方的基本前提。
在《不断变更的建筑形态：建筑实践中的研究和设计整合的更多案例》一书中，SOM 建筑师Neil Katz和Daniel Cashen通过对公司发展历史的叙述，反映了 SOM 在技术进步和协同合作方面所取得的成就。两位作者用各自独特的视角讲述了在这家公司的工作体验。
SOM 副总监Katz加入公司的时间是1985年，他在 “SOM 计算机小组”（Computer Group）以及此后的“数字设计部门”（Digital Design Group）任职期间，在全公司范围内进一步推广了电脑的使用。2010年入职的副总监Cashen参与了公司近期的许多以结构设计为主的项目，比如贵阳文化广场大厦，杭州望朝中心大厦和迪拜塔朱美拉大厦。
就 SOM 内部的跨专业协作环境，两人曾进行过一次讨论。针对科技不断刷新使设计师对所用工具不断升高的期待值，以及项目期间客户需求不断变换的情况，两人交换了各自的见解。
电脑技术的运用是怎样改变 SOM 工作方式的？
Neil Katz：我们在设计过程中开始使用电脑处理部分任务时，还没有可使用的CAD（电脑辅助设计）软件。我们不得不自己去发明一个，并且需要创造使用规则和步骤。
内部是否遇到过反对意见？
Neil：基本上没有。虽然并不是所有合伙人都会异口同声且振臂一呼“大家放手一搏！”但当时真的有几位合伙人认为这可能会有用，甚至于说会非常有用。
当时在电脑技术上的投入那么多是否显得有点激进？从行业大范围上看，当时给人的感觉是怎样的？
Neil：在我入职前的确如此，但我肯定大家都能看到几乎逐渐明朗的前景。当我1985年来到纽约办公室的时候，大部分的开发工作都已经在芝加哥办公室完成了。那里是工程师着手工作的地方。是建筑师和工程师们创造了这些工具——他们对编写程序和学习必要的编程语言颇有兴趣。
Dan Cashen：在建筑行业中横空出世的电脑技术具有搅局者的身份。但我们在过去三十年里已经看到过太多这样的搅局者。2007年左右入局的Grasshopper语言（中文名：“草蜢”，一种可视化编程语言）改变了行业的游戏规则，对设计学校的学生来说，这是他们第一次可以通过简单方式创建参数化模型——能够实现Neil在上世纪八十年代就希望通过CAD工具得以实现的工作。
一直以来，其它行业搅局者也在此消彼长，从未中断过。比如用于项目交付的Revit模型（建筑设计和文档编制软件）和在客户沟通和设计过程中频繁使用的VR（虚拟现实）技术。我们在空间模拟中使用VR技术的情况开始远超二维抽象图纸的绘制。
Neil：搅局并不是最终目的，在我们开始使用这些工具时甚至并不被看好。但回首过去，这些工具恰恰正是我们所能采用的最佳方案。我们所使用的CAD工具——刚开始时仅为我所用，之后其他人也开始使用并逐渐流行——就今天的标准来看它不仅易用，更是十分强大的工具。DRAFT和AES——多方协作工具，也是 SOM 拥有专利权的工具——都有让迭代模拟变得简单且易于上手的脚本语言。
AutoCAD和我们当时正在使用的DRAFT和AES完全不同——它最初是被设计成每人每次仅能建一个模型，其他人和其它模型不在考虑范围之内。我们对AutoCAD进行了定制和优化，让它和我们的工作流程相匹配，同时仍可以使用AutoCAD的界面和命令。
AutoCAD也有一个脚本组件，可用于迭代（参数、算法）建模，但比之前的工具要稍难学习和掌握。这些脚本技术中有一些地方，也可让我们采用对今天所使用的工具来说更具挑战性的建模方式。比如说，递归建模在AutoCAD中用脚本工具更容易实现，但是用Grasshopper的话就比较困难。
电脑绘制的芝加哥约翰·汉考克中心模型 © SOM
这么说当客户想要进行项目体验时，是否意味着只要递给他们一副VR眼镜就完事了？
Dan：是呀。产品的交付条件一直在变化，客户对演示内容水准的要求则水涨船高——他们希望身临其境。作为沟通工具来说的建筑表现内容，比如说VR，在与客户的沟通中创造了更加直接的闭环回馈机制。
在学校的时候，我们都被老师要求制作物理模型，因为物理模型能帮助你沉浸在空间之中，但现在这个步骤甚至已经有点多此一举了——事实上你只要轻点鼠标，就能够深入你所创建的数字模型之中。VR技术从上世纪八十年代起就已经浮出水面，但真正的新技术则是低价硬件设备的普及和由易用性引发变革的设计过程。
我们正处于一个在绘制三维模型的同时亲身体验，以现实世界尺度去模拟设计的新时代 © SOM
就电脑技术增强公司的设计能力和设计结果来看，SOM 的哪个项目最具代表性？
Neil：约翰·汉考克中心的工程分析。还有用于项目正式勘察的朝觐客运大楼（Hajj Terminal）。
目前有哪些项目呢？
Dan：杭州望朝中心。Grasshopper语言和参数化技术对设计一座造型独特且具备结构效率和经济性特点的高楼来说至关重要。
Neil：我会说是位于首尔的乐天超级大厦，这座塔有相似的参数化控制，但它是在2007年使用Grasshopper之前建成的。当年愿意辛苦敲代码来实现今天大部分建筑师都能轻松办到的人并不多。
图片版权 © SOM
在许多约束条件的限制下，我们力求斜交网格的最优化方案。其中一方面是支持单元的角度问题，希望在顶端更水平，在顶端承受风力的时候兼顾基底附近的重力问题。我们对建筑程序也有非常独特的要求，以便我们决定楼板面积。
底部的楼板最好能实现该部分的一些功能——办公和零售。住宅和酒店部分位于大楼的顶部，那里的楼板面积趋小。斜交网格需要在楼板处互相衔接，从而约束斜交网格的形状。这些构件并没有把整栋建筑锚定在一处，反而给予我们在整个建筑设计过程中更多需要考虑的所需变量。
Dan：这种结构系统的放大版本就是杭州望朝中心的偏心斜交网格。整栋建筑的楼板由于可移位从而创造变量，因此对不同规模的公司来说都有吸引力。通过这个有些高科技且参数化的设计过程，我们希望为杭州建造一座具有地标意义的建筑。
杭州望朝中心概念分析图 © SOM
迭代设计的过程是建筑设计中与生俱来的一部分。但在这个案例中，参数化工具让我们能够更快地找到解决方案，因为设计过程中的人力计算部分已不再是必须了。让电脑搞定这些细节方面的问题，我们就能更好地关注大局。
杭州望朝中心建筑效果图 © SOM
什么是计算机小组，它在公司内部起到了什么作用？
Neil：计算机小组（Computer Group）是负责开发和培训公司专利软件的部门。小组会培训建筑师和工程师如何使用这些新式工具。它还涉足具体项目，对特殊或复杂的设计任务提供专业意见和开发工具，让团队工作更加简便。此后，特定任务中所采用的特殊工具也可在通用化后被其他人使用。
大部分的核心开发工作都在芝加哥完成，那里的计算机小组颇具规模。但我们也在纽约办公室做一些开发工作，我也是在那里加入该小组的。纽约办公室有大约500人，当时有12人隶属计算机小组。办公室里分布的约12台计算机终端由项目小组使用，而愿意用电脑来进行辅助设计的人也在持续增多。
电脑辅助设计在朝觐客运大楼的设计中扮演了至关重要的角色 © SOM
Dan：计算机小组在成立早期就与公司的价值观相契合：消除等级制度和对人员授权，尤其是公司的年轻建筑师们，让他们能够崭露头角，成为领导者。SOM 是一家有超过80年实践经验的公司，并且始终砥砺前行，我们所选择的路是因为我们一直在不断地自我革新和重新认识自己。
在自我革新的路上，我们的创新始终如一，这是根植于我们所使用的技术之中的。因此，如果回想一下当时的计算机小组和他们所做的一切——是合伙人们赋予这些人组成这个小组的力量，他们制作了这些工具，而这些工具也让Fazlur Khan和Bruce Graham这样的建筑师成就了朝觐客运大楼和汉考克大厦这样的项目。我们仍然处于这样的闭环之中。这是铭刻在我们所使用科技之上的底层逻辑。
从数字设计的早期开始至今，公司内部的科技创新是如何进化发展的？
Neil：当时在计算机小组中有大约12人，另有大约12名非小组成员在使用电脑——我们分工明确。现在公司有信息科技部门（IT）处理硬件问题和负责安装软件，还有我所在的负责工具实际应用的“数字设计小组”（Digital Design Group）。数字设计小组专门负责建筑师和工程师所使用的工具并和他们并肩工作。我在八十年代开始工作时就已经在使用电脑绘制图纸和建模了。不用电脑的人看到我怎样用电脑后发现，对他们自己来说电脑也许也会有用。所以也有点传播的作用。
Dan：这也是 SOM 作为一家多专业整合设计公司的特质之一：与工程师们紧密合作，与他们同处一个团队，与技术领导者们一起成为团队的坚强后盾。这就让你不断创新、重塑自我，为技术找到新的用武之地。
建筑工程学和技术进步通常与建筑结构的复杂性同步和建筑高度成正比。那么在可持续性方面呢？这些技术是怎样改变或者说是达成公司的可持续性目标的？
Neil：我们使用分析工具已经有很长一段时间了，而且这些工具也变得越来越易于使用——所以现在在每一个项目上都会使用这些工具。比如说，我们会做一个日光分析来理解如何优化日照光线。现在建筑行业有一个趋势，尤其对 SOM 来说，是让每一座建筑都能与环境和谐并存。
Dan：这是从本世纪初开始就已经开始改变的趋势。现在的建筑系学生已经武装有全新且易用的参数化工具。比如，加入 SOM 的新一代建筑师已习惯于运行日光模拟，因为他们在学校里早已习惯成自然。今天的设计师手上已拥有太多的新式武器。比如我们的一个代号为P.S. 62的项目，是纽约市的第一家净零能耗学校，首次模拟是在公司内部进行的，使用的软件是DIVA。多年来，我们用定制化的工具包、模板和易于使用的可视化（预设）参数对这一流程进行了标准化定义，让我们能够很快速地运行这些模拟。
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凯瑟琳·格林领导力与可持续发展学院的日光模拟让光照充满空间，帮助建筑节能减排 © SOM
人工智能是如何对这里的新项目产生影响的？
Neil：机器学习和人工智能（AI）是我们已经开始涉足的领域。旧金山办公室已经有两人耕耘在这个领域的前沿阵地。这是一个非常依赖数据的领域，所以如果有数据，我们就可以从中学习并进行调整。一个例子是在建造监理时，我们会在钢筋和结构构件安装到位的时候拍摄照片，并把这些照片和我们的模型进行比对，找出不同点，在照片或模型上不匹配的地方进行标注，找出需要我们进一步分析的地方。
最近的一次地震后，SOM 的一组专家来到墨西哥和阿拉斯加。使用被地震损毁的建筑照片，他们可以指导机器如何读取这些照片，寻找建筑结构中引发问题的部分，也能够找到那些无法用传统方式辨认的问题所在。
我们正考虑在设计过程中采用类似的技术。在建筑的核心筒——楼梯的布局、自动扶梯和其它元素中——我们试图发现如何使用这些技术来影响设计流程，并从过去核心筒的成功案例中汲取经验。
我认为建筑师对工程师所说的最无礼的一句话就是：“把它搞定。” 此举在 SOM 可行不通。
Dan：我们有一个团队正在把AI作为一个决定建筑最佳配置方案的规划工具进行初步研究。对所有的限制条件进行处理后，这个工具能发现客户可能预计不到的问题。
现在公司同事间热议的话题是可视化建模。我们正处于一个制作三位模型并且能即刻入驻，在现实世界的尺度中进行模拟的新现实之中。
目前的硬件还比较笨拙。在虚拟现实环境中用一套“手柄”来不断修正建模的方式容易使人疲劳。但如果能够预见可视化建模作为人工智能应用于Rhino的附加特性，我们就能想象实时和虚拟现实中建模的可行性和其所蕴含的巨大潜力。人工智能能够学习你的行为方式并自动填充你想要做的下一步动作，因此可以大大缓解建模时给人的疲劳感。
Neil：有时候我在使用Rhino时，我觉得它已经知道我下一步要键入的命令了！我们一直在讨论把虚拟现实作为一个建模时的界面，利用手势而非传统的命令来和模型互动。人工智能也许可以在这种人类和机器之间的交流中占据一席之地。
通过Grasshopper和Rhino创建，本视频介绍用来控制杭州望朝中心参数化设计的不同流程和定制化工具 © SOM
作为像 SOM 这样的全球化公司，我们听说过你们24小时办公室的概念。它代表什么意思？信息是如何在其它时区内的同事之间传递的？
Neil：简单地说，信息现在都位于云端，以前一般是储存在某个办公室的服务器上。如果我们和一位旧金山或中国的同事一起工作，而这位同事又需要资料的话，肯定会需要花一点时间。现在资料都在云上，所以任何人任何时间都能拿到模型并与之互动——甚至可以同时进行！用AutoCAD的话，你打开一个文件，则这个文件就被锁定，其他人无法使用。但如果用Revit的话，它就像一个谷歌的应用程序，能让很多人同时使用。
Dan：在杭州望朝中心项目中，我们就是一个24小时全天候值守的团队。我们早上起来打上一通电话，讨论一下上海办公室团队做的工作，接下去可以继续他们未完成的工作。晚上我们可以在上海团队进办公室后再和他们通一次电话，把我们完成的工作部分移交给他们。因为建筑模型都位于云上，所以让这一切都成为了可能。还因为我们的项目遍布全球，客户并不见得一直会和我们在一起，我们还能通过云与他们分享信息，比如三维模型模拟或虚拟现实体验等。在移动设备普及化的今天，借助增加的网络带宽和这些基于云服务的成熟平台，我们与客户之间的联系变得前所未有地便利，因为我们可以发送信息并立即获得反馈。
有些工具让我们可以用更少的人手处理更少的工作量，反而更快地创建几何模型。因为设计过程中所需要的体力活已经被降到最低，而产出则成倍增长。有人会问，这种多快少省的模式是否会降低我们对设计的挑剔程度——仅仅因为我们可以三维建模并不代表我们应该这么做。
在我刚开始工作时，往往会花很多时间用在渲染上。你需要点一个按钮并在三小时后回头查看一下渲染是否成功。这个等候的时间基本上和手动渲染一样，尽管已不再是那么劳动密集型的工作，因为你仍然需要花几小时来进行点彩修正和手动调整阴影。现在，有了实时渲染引擎的帮助，你尽可以点一个按钮，然后立即获取可视化效果。
Neil：而且这个可视化效果还相当漂亮。
几可乱真的杭州望朝中心可视化效果图 © SOM
设计师的角色转换是怎样通过上述工具完成的？如果新工具让你能从冗长乏味的工作中解放出来，这对设计专业来说又意味着什么？
Neil：在项目中我所做的最重要的一件事是制定这些工具的使用策略，它包括一个通用策略和适用于特定项目的策略。如果项目受到一组规则的限制，那么你就需要设法在你创建模型的环境中制定和明确这组规则。
Dan：利用全新的参数化工具，我们可以高效地应对一系列的约束条件并科学地解决所有规模的项目中所遇到的结构、机械和规划问题。也许最终有一天，人工智能模型也可以独立完成这步骤的工作。但是建筑师永远不可能回避项目所牵涉的社会和文化问题，也需要理解建筑设计针对整个地块和客户所要表达的诉求。在我们减少这些繁琐乏味工作的同时，设计师们可以大大扩展他们的认知范畴，以及在一个特定地点建造一栋建筑时所想要表达的深层次涵义。
建筑师永远不可能回避项目所牵涉的社会和文化问题，也需要理解建筑设计针对整个地块和客户所要表达的诉求。
Neil：我们芝加哥办公室正在为一座位于丝绸之路上的中国城市设计一个项目。客户希望在设计中融入来自丝绸之路的灵感。那你该如何在电脑中定义类似这样的限制条件呢？也许已有某种方式，但我还不清楚是什么。
其它公司是否也有类似的文化？
Dan：没有。我们是一个建筑师和工程师组成的团队——像我们这样的团队肯定不是世上唯一，但如果加上我们的规模、悠久传统和项目，就组成了我们独特的协作文化和让我们在竞争对手中脱颖而出的技术力量。你不会在公司大门上只看到一个人的名字，你会看到 SOM 三个字——这代表了集体的力量。
Fazlur Khan（左）和Bruce Graham并肩站在汉考克大厦模型前，共同探讨大楼设计 © SOM
Neil：在我们的工作室中，任何地方只要坐着一位建筑师，他的旁边必然有一个工程师的座位。公司所有级别的员工都一视同仁。芝加哥办公室合伙人Scott Duncan和Bill Baker的办公室紧邻，他们一直都在讨论项目。而在从前，Fazlur Khan和Bruce Graham也会在一起工作。有一张著名的照片拍的就是Bruce和Faz并肩站在汉考克大厦的模型前，两位合伙人完全平等。我们都被看作是设计师——建筑设计和结构设计。许多工程师都同时拥有建筑和工程学的双学位。
Dan：我认为那张照片很说明问题。决策因素在照片里表现得淋漓尽致——他们并肩观看大楼的方式，他们一起工作的方式和他们热烈讨论的方式。在与Gary Haney（设计合伙人）和Chuck Besjak（结构工程合伙人）一起设计杭州望朝中心项目时，大家围坐在一张桌子前一起画草图。在其它公司还在建筑师和工程师之间划分等级之际，我们则在一张桌子前群策群力。
Neil：我认为建筑师对工程师说的最无礼的一句话就是：“把它搞定。”在这儿我们不会这么干。
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