建筑师如何打开元宇宙的大门？

你或许听说过，马克·扎克伯格希望Facebook能够成为一家元宇宙公司，并且在今年年初，Epic Games 宣布完成了一轮10亿融资，以支持元宇宙的长期开发。“元宇宙”无疑已经成为了科技界最火的热词。本文深入浅出地探讨了什么是元宇宙，谁将建造元宇宙，以及一个关键问题——为什么元宇宙对建筑师很重要，建筑师又如何在这项蓬勃兴起的数字经济中扮演重要角色呢？

什么是元宇宙？

“元宇宙”（Metaverse）一词源自1992年的一部科幻小说《雪崩》（“Snowcrash”），在书中 Neal Stephenson 创造了这个专有术语。作为互联网的继承者，他构想了在不久的将来的数字世界。

你可能在电影《头号玩家》和《黑客帝国》中对元宇宙的生活产生了初步的概念，在其中，我们想象到的东西都有可能存在，并且我们能够一直生活在元宇宙中，为生命增添更多奇妙的经历。有许多文章都对元宇宙给出了不同的定义和标准，其中我最认可的有两篇：《元宇宙：是什么，在哪里，谁来建造，以及“堡垒之夜”》和 《2021年的元宇宙》。

谁将建造元宇宙？

与电影《头号玩家》中那种集中式的元宇宙——“绿洲”（Oasis）不同，科技圈普遍认为元宇宙应当是一种开放的、兼容性较强的生态系统，而不是仅仅被一家公司所主导。就像马克·扎克伯格所说的：“说不定在将来，当你问一家公司在不在开发元宇宙时，就像现在问一家公司能不能联网一样荒谬可笑。”

与此同时， Roblox 和 Epic Games 作为现在最火的“元宇宙概念股”公司，同样认为元宇宙应当具有非集中式特征，避免被少数力量所掌控。Roblox 联合创始人 Neil Rimer 表示：“元宇宙的活力不是来自公司，而是来自于它的用户。” Epic Games 的CEO Tim Sweeney 也强调：“元宇宙不是从某一家工业巨头公司发展而来的，而是上百万人合作的结晶。每个人都通过内容创作、编程和游戏设计等方式为元宇宙添砖加瓦，也可以通过其他方式为元宇宙创造价值。”

很多年以来，互联网都是一个用超链接相互连接的二维网络，现在它更有趣了起来，具有向三维拓展的潜力，并将改变我们工作、购物和生活的方式。那么，建筑师如何塑造和丰富元宇宙的世界呢？

为什么这对建筑师很重要？

宏观图景：数字经济的兴起

当前，世界正经历着从实体经济到数字经济的转变，而在新冠疫情以来，这两者的融合速度又进一步加快了。

我们已经见证了许多真砖实瓦建成的零售店倒闭，与此同时，像巴黎世家（Balenciaga）这样的时尚品牌却选择了在一款电子游戏中发布它的最新产品。商业地产的持有者也正在苦苦挣扎，因为他们的租户要么放弃了办公场所，要么缩小了空间规模。而像 Zoom 这样的视频会议公司却在疫情中迅速发展，并取得了巨大的成功。无论你喜不喜欢，新冠疫情都已经改变了我们的工作文化，加速了电商的兴起，并改变了商业的运行模式。游戏、时尚、好莱坞和加密货币都是率先采用元宇宙技术的先驱行业。对其他希望生存下去的行业来说，除了加入这场新游戏，已经别无选择。

艺术中的 NFT：数字资产的崛起

数字物品的市场规模已经超过一百亿，为了让数字物品具有现实的、持久的价值，它们必须独立于任何可能随时移除或禁用这些物品的实体而存在。这就是区块链技术的最新应用—— NFT（Non-fungible tokens ，非同质化代币）出现的原因。

“非同质化”表示它具有独特性，不能被别的东西替代。因此，非同质化代币的价值可以理解为就在于，它能够证明数字物品的创造是“独一无二”的。而这里所谓的数字创造可以是任何东西，包括虚拟建筑。多伦多的艺术家 Krista Kim 以超过50万美元的价格售出了第一座数字资产虚拟住宅，这已经超过了许多美国北部城市的真实房产的价格。

加密货币世界的另一个潮流就是投资虚拟房地产。作为2021年初开始的 NFT 市场狂潮的一部分，虚拟世界中基于区块链技术的房地产的价格也在不断地飙升。在区块链网络世界 Decentraland（意为去中心化的世界）中，最近就有一大批虚拟土地卖出了超过90万美元的价格。

在诸如 Decentraland, Sandbox 和 Somnimum Space 等虚拟世界中，人们能够展出他们的 NFT 艺术品，与朋友散步，参观建筑和参加各种活动。这或许对很多人来说都像是一场恶作剧，这个平台可能也还不够成熟，但这对设计师来说却绝对是一个有趣且有利可图的领域，他们可以用上在现实世界中的设计技能，并将其扩展到虚拟世界中。

商业模式转变：从内容顾问到内容创作者

建筑师经常抱怨，很难找到既完全支持他们的创意又能按时付钱的好客户。大多数设计都会永远停留在纸上，它们可能因为各种各样的原因而被弃用，并且这些“纸上建筑”的大部分都会因为不被客户所认可而变得一文不值。即使你的设计很幸运地被建造出来，施工也是非常耗费财力和时间的，并且施工过程中充满了不确定性。当项目出现问题时，你甚至还会很容易遭到起诉。

对这残酷的世界，我们深感抱歉。除此之外，在现代社会中，建筑师也已经不再是过去的“百匠之首”的角色。建筑师作为项目管理者，与其他各种专业的顾问、工程师、承包方、客户、政府官员合作，从而让一个项目得以实现。而正如其他服务型职业一样，我们也是按工作时长来计酬的。就像投资人 Naval 说的：“你永远也不可能通过重复出卖你的时间来变得富有。”建筑师应当重构自己的商业模式，去提供能够规模化生产的产品或服务，而不是提供一对一服务，应当提供能够重复应用并造福上百万用户的设计方案，而不是仅仅满足一个客户的要求。

元宇宙世界需要海量的内容来娱乐用户。我们需要体验虚拟游乐场、虚拟电影院、虚拟音乐会、虚拟赌场、虚拟学校、虚拟会议……你可以尽情畅想。对建筑师来说，元宇宙是一片充满可能性的处女地，也是摆脱了现实世界的种种限制的乌托邦。建筑师可以基于 NFT，为想收藏独一无二的资产的客户提供独特的设计。建筑师也可以建造城市、建筑、家具、雕塑、点云、材质等各种数字资产，并将他们在虚拟世界、虚拟游戏或者虚拟电影中反复出售，这与为游戏或电影工作的艺术家的工作环境很相似。除了静态的设计之外，建筑师也能设计一种“程序”，让用户通过调整参数而生成各种各样的结果，就像 Grasshopper 代码或者 Houdini 数字资产。

尽管建筑相对而言是一种具有在地性的生意，但你仍然可以为全世界提供数字产品或服务。你在当地可能很难找到欣赏你的设计的客户，但如果在全世界范围来找就容易得多了。就像《1000个真正的粉丝》一书中所称，你可以通过做自己喜欢的事来谋生。

无论你做什么，都要试着用内容创作者的方式来思考，利用你的努力实现指数级的增长，在数字丛林中找到能够跨越不同平台的自我营销的方式，通过高质量的内容接触潜在用户，增强用户黏性并扩大你的受众基础。

如何将设计前沿拓展到数字世界？

到此为止，你已经对这些新的机遇感到跃跃欲试了，但建筑师究竟如何才能加入这场新游戏呢？

向游戏产业学习 

游戏是元宇宙的金字塔尖。游戏被认为是元宇宙的最佳载体，特别是越来越受人们欢迎的沙盒游戏，它们已经有了元宇宙的雏形。比如《GTA》（侠盗猎车手）系列，《Minecraft》（我的世界），《Fortnite》（堡垒之夜）等……他们都提供了游戏体验的高自由度。许多游戏还提供了专业工具，让玩家自制模组（Mod）来丰富游戏内容，延长游戏寿命。

同时游戏也是与建筑师关系密切的一个产业。比如《SimCity》（模拟城市）就是一款经典的城市建设主题的游戏，许多城乡规划师都认为它很有启发性。在游戏中建造世界的过程，与在现实生活中的设计过程十分相似。环境艺术家将概念艺术家的二维作品转变为三维的逼真的虚拟世界，这一过程中所用的工具正是建筑师多多少少比较熟悉的三维建模软件：Blender，3Ds Max，Maya，ZBrush，Substance Painter 等等……以及 Unity 和 Unreal（虚幻）等游戏引擎。

学习一些编程知识—像软件开发者一样思考

在建筑领域，计算式设计（Computational design）已经不是一个新话题了，我们已经见过生成式设计（generative design）、参数化设计（parametric design）、算法设计（algorithmic design）等各种各样的术语。我并不想去争论这些术语之间的区别，总的来说，这些都是解决问题的新方法。设计师不再仅仅是依赖于个人的灵感和经验，而是将设计过程抽象化，将大的问题分解为更小的问题，设定会影响设计结果的参数或限制条件，不断迭代设计工作流和调整选择，最终基于分析的基本原理来做出决定。计算式设计正是帮助你像一名软件开发者一样规模化推广你的设计的关键所在。

像 Grasshopper 这样的软件已经在建筑领域得到广泛的应用，它是在设计工作流中发挥出计算式工具的潜力的很好的应用途径。

如果你想学习编程， Processing就是一门在视觉艺术领域很适合学习的编程语言。Python也是一个相对易于入门的编程语言，并且在数据分析、数据可视化、人工智能、机器学习、网站开发等方面都有着广泛的应用。

程序化内容生成 (PCG)

在计算式设计领域中，程序化内容生成（Procedural Content Generation，PCG）是一种通过算法生成数据的方法，而不是人工生成数据，后者通常是将人工提供的数据和算法与计算机提供的随机性和处理能力相结合。在计算机图形学领域，这被普遍用于创造材质和三维模型（Wiki）。程序化内容生成通常被用于游戏和电影中，让开发者能够产出大量的内容，并用无穷无尽的内容来扩充游戏的可能性。程序化地生成内容有许多种方法，我建议你可以观看 Kate Compton 在 GDC 发表的精彩演讲。

《Townscraper》是我最喜欢的独立游戏之一，它也是 PCG 的一个典型案例。玩家能够随机点击并根据贴图的限制条件生成美丽的城镇，就像解数独游戏一样。

Houdini 是一个很好的程序化工具，它是为在3D动画领域以及电影、电视、游戏和虚拟现实的VFX（Visual Effects，视觉特效）领域工作的艺术家所设计的。Houdini 将这所有的领域整合成了一个强大的平台，它与其他3D动画软件的根本区别就在于它的程序化特征。Houdini 拥有一个开放的环境，并通过各种 API 提供程序脚本，而其中大多数选择的都是 Python。

CityEngine 是一款由 Esri R&D Center Zurich 开发的商业三维建模软件，专注于3D城市环境的生成。通过程序化建模的方法，它能够创造具有丰富细节的大尺度3D城市模型。

应用人工智能辅助设计

人工智能是科技界的一个热门话题，并且已经在计算机视觉、自然语言处理等领域取得了成功的应用。在设计中，人工智能可以被用于训练机器学习，基于现有的内容来生成新的内容。在所有的机器学习平台中， GAN（Generative Adversarial Network，生成式对抗网络）无疑是一个吸引了许多设计专家目光的新星。以下是我发现的一些具有启发性的例子：

Stanislas Chaillou 的论文项目中应用 GAN 生成了不同风格的平面图。

艺术家 Refik Andaol 应用了数据驱动的机器学习算法来创造抽象的、梦一般的环境。

Simon Fraser 大学与 Autodesk Research 研究团队在近期发表的文章中对 GAN 进行了优化，为建筑师自动生成房屋的平面布局。

NVIDIA Research 研究团队的最新模型以 GAN 为核心，为游戏开发者、艺术家、设计师和建筑师将2D图像转化为3D模型。

New Balance 正在应用一种设计师易于上手的 ML（Machine Learning，机器学习）工具—— Runway 来设计他们的下一代运动鞋。

终极问题：建筑师能为元宇宙带来什么价值？

数字经济中建筑师的身份危机

建筑师在现实世界中已经面临着身份危机。我们曾经是百匠之首，懂得所有的建筑相关知识和技术。然而在现代工业社会中，结构、机械、电力、预算、工程管理等许多专业都已经从建筑学科中独立出来，剩下的大多是造型、可视化、团队合作等缺乏核心技术的内容。

“建筑是一个需要花费大量时间的职业，一项建筑工作至少需要4年、5年甚至6年，这个速度对于正在发生的社会变革来说实在太慢了。”普利茨克奖得主、荷兰建筑师雷姆·库哈斯的这句话指出了建筑行业的缺点，以及它该如何适应当今不断变化的社会和技术环境。技术正在不断进步，而技术的“局外人”则正在致力于重构或变革 AEC 行业（Architecture, Engineering & Construction，建筑、工程和施工行业）。从业界到学界，我们都需要通过改变来适应这个世界。

元宇宙是一个新的游乐场，建筑师可以和其他利益相关方共同参与其中。但如果我们是在与游戏设计师或开发者竞争的话，我们能给游戏带来什么额外的价值?

建筑师作为现实世界和虚拟世界的桥梁 

几个世纪以来，建筑师一直在领导着现实世界的建设。作为建筑项目的管理者，我们与所有学科合作，向客户交付项目。因此建筑师往往对项目有更全面的了解，而其他学科的顾问可能只熟悉整体的一部分。

随着在 AEC 行业实践中兴起数字孪生（Digital Twin）的潮流，建筑师可以作为现实世界和虚拟世界之间的桥梁。根据 Autodesk 给出的定义，“施工、工程和建筑行业中的数字孪生是一种动态的、实时更新的现实资产或资产组的数字复制品——无论它是一栋建筑、一个校园、一个城市还是一条铁路，它能够将设计、施工和实时运作的数据都整合到一起。数字孪生可以模拟、预测并为决策提供信息支持。”建筑师可以模拟现实世界的场景，来“测试”未建成的建筑。数字孪生通过使用来自传感器的数据，讲述建筑在整个生命周期内的故事，从测试到实际建成并投入使用。通过物联网数据，我们可以衡量一座建筑的健康程度和性能表现的具体指标，比如温度和湿度。数字孪生还可以增强物理体验，想象你在现实世界有一座只能容纳2万名观众的现场音乐会的体育场，但你可以通过数字孪生让数百万用户参与到这场活动中来，同时在两者之间进行动态交互。

在元宇宙中将会有很多有趣的应用，比如托管数字孪生或扫描数据——如点云和对现实世界的场所的摄影测量。建筑师可以创造性地利用资产，并策划两个领域之间的体验和互动。

虚拟世界中的社会责任

建筑师是很好的倾听者和沟通者。我们从倾听开始，去理解客户和社区的需求。除了服务客户，建筑师往往还会重点考虑社会影响和社会责任，从而让设计服务于整个社区。

建筑是文化的宣言和表达。在概念设计之前，建筑师往往首先会试图去理解当地特定的文化背景，包括语言、场所记忆和生活方式。虽然元世界没有特定的地理位置，但用户确实来自不同的文化背景，因此我们可以设计“方言”元世界，让它充满多样性和文化包容性。

建筑的价值

这是一个深刻的话题，我想再次引用雷姆·库哈斯的话：“建筑的一条腿站在一个有3000年历史的世界，另一条腿则站在21世纪。这种几乎像芭蕾舞一样的伸展动作，让建筑师的职业内涵惊人的深刻。你可以说，我们是最后一个保留着记忆的职业，或者是最后一个可以追溯到3000年前，并且今天仍然在证明与过去漫长的发展道路一脉相承的职业。一开始，我认为我们不该处理‘现在’的问题，但如今，我们给予‘现在’的是记忆。”

历史就像一面镜子，每当我们审视它时，都会看到新的图像。“建筑的价值”也随着历史的发展而不断变化。从古罗马时期的“坚固、适用、美观”，到19世纪罗斯金的“建筑的七盏明灯——奉献、真理、权利、美、生命、服从和记忆”。从20世纪勒·柯布西耶的《走向新建筑》中为我们打开现代建筑的大门，将移除装饰和拥抱纯粹形式作为工业时代的新精神，到 Christopher Alexander 的“模式语言”深刻影响了软件工程……在这个数字时代，我们需要定义建筑的新价值吗？亲爱的读者朋友们，这是一个开放的问题。但如果我们能更好地定义和实现建筑的价值，我们就能更好地创造一个伟大的元宇宙。

元宇宙的大门正在缓缓向我们打开，建筑师朋友，你们准备好了吗？