图片由Safdie Architects | Neoscape提供

筑梦者:虚幻/RealityCapture示例项目再现栖息地67号最初构想

2023年5月30日
想象一下,有这样一种方法,可以将郊区宽敞、优裕的生活环境搬到人口稠密的都市区域,那就是建造带有街道、花园和浓厚社区氛围的多层建筑。听起来异想天开,对吗?

但在20世纪60年代初,年轻无畏的建筑师Moshe Safdie就大胆地构思了这样一个项目。栖息地67号便是最终设计结果。

现已功成名就的建筑师和城市规划师Safdie在当时未能全面实现他的构想。尽管栖息地67号是建筑史上的一座里程碑,鼓舞了无数建筑师,但它在很大程度上只能算作一个未完成的梦想,原始设计中仅有一小部分被转化成了现实。

现在,这套具有划时代意义的设计方案终于“竣工”——只是方式出乎所有人的意料。创意机构Neoscape与Safdie Architects合作,采用了56年前Safdie第一次构想该项目时梦想不到的实时工具和技术,通过虚幻引擎5将最初的总体规划带入了虚拟环境。
图片由Safdie Architects | Neoscape提供

设计的里程碑

那么,作为20世纪最重要的建筑群之一,栖息地67号的想法源于何处?一切都要从麦吉尔大学的一篇硕士论文说起。众所周知,世博会为鼓舞人心的项目大开了方便之门,当时年仅23岁的Safdie就向1967年蒙特利尔世博会提交了他关于建造新型多用途社区的想法。

“它始于一场穿越北美的住宅研究旅行。”Safdie回忆说,“我得出的结论是,从长远看,郊区的住宅并不是理想的生活场所。它们消耗了太多土地、能源和交通成本。如果我们能够重新定义公寓建筑,赋予它独栋住宅的生活品质,在其中提供花园、私密性和四通八达的开放街道,人们将更愿意居住在城市。”

世博会通常会在临时搭建的场所中举办活动,但在1967年,加拿大希望建造一些不会在活动结束后就被立即拆除的建筑——同时也能借此机会让出席者重新思考他们的生活方式。这些建筑就是栖息地67号,它是对新型住宅理念的试水,探索了如何避免造成城市的无序扩张或在天际线铺满缺乏灵魂的塔楼。
图片由Safdie Architects提供
栖息地67号是最早提出多用途概念的项目之一,它在一应俱全的社区中整合了住宅单元、办公空间、酒店、学校和博物馆等设施。如今,这种方式已经司空见惯,但在当时,将多种用途的空间混合在一起的做法彻底颠覆了主流发展趋势,对建筑环境产生了巨大影响。
 
Safdie的前卫构想围绕着预制公寓展开,即现场组装一个又一个的模块。Safdie最初的设计是将模块堆叠成二三十层楼高的框架式塔楼,但他很快就意识到,如果将这些模块向后挪动,形成一种看似倚山坡而建的形状,那么每套公寓都将拥有花园和露天区域。这些结构盘旋而上,遮蔽着下方地面的公共空间,每四层楼就有一条街道。

“每套房屋都有独立的屋顶露台。”Safdie补充说,“不是屋内延伸出来的阳台,而是真正的露天花园。这似乎是在城市中实现郊区生活的终极方式。当时,建造一个拥有1200户家庭的社区将花费4500万美元。而今天,这笔费用可能会达到4.5亿美元。”

但实际上,政府只拨了1500万美元的预算,栖息地的规模被缩减到了不到原计划一半的水平,只有158间住宅,组成了三座金字塔的形状。虽然栖息地67号履行了为城市居民提供高品质生活的愿景,但其建设空中社区的雄心壮志终究未能完整实现。
图片由Safdie Architects提供
几十年前,由于缺少计算机技术的帮助,设计无疑是一项艰苦的劳动,工作14小时一直是常态。然后,乐高积木上架了。“乐高积木是模块化的。它们可以堆叠在一起,并以增量方式移位。我正是基于这个系统设计栖息地67号的。”Safdie补充说。

栖息地67号的最终结构在守旧派中引发了争论,他们坚持认为这种建筑结构会导致坍塌。然而,正当创下历史纪录的五千万人涌入蒙特利尔世博会之际,这个项目建成了。Safdie甚至在整个活动期间和家人一起住在其中一间公寓里。幸好,持否定态度的人并未说中。该建筑取得了巨大的成功,Safdie成了建筑界的新星。

“如今,栖息地67号已成为一片非常理想的社区。”Safdie说,“它是加拿大居住时间最长的建筑。人们喜欢它,想去那里。”
图片由Safdie Architects | Neoscape提供

栖息地67号焕发新活力

栖息地67号也许是一个理想的居住地,但它也让人们不禁提出一些问题。例如,如果它按照最初的设计建成,会是什么样子?这种居住构想适合所有人吗?它有没有过时?最近,Neoscape通过在虚幻引擎5中重现栖息地67号的最初设计,让新一代人(和Safdie本人)有机会实时体验其原本应有的风貌,也给出了上面部分问题的答案。
 

“当Epic Games找到我们,提出完整重现栖息地67号的挑战时,我们感到万分激动。”Neoscape的负责人Ryan Cohen说,“在建筑界,这是一个意义重大的项目。”

Neoscape与Safdie Architects合作,以可视化方式呈现了整套设计方案,这些30层高的巨型塔楼全部倚靠在圣劳伦斯河畔,甚为吸睛夺目。如今已84岁的Moshe Safdie终于有机会看到,如果真的有4500万美元会得到什么样的结果,以及设计中是否存在任何他未曾预料的问题。

即使采用最新技术,这项任务仍困难重重。在Neoscape开始为栖息地67号未完成的部分建模之前,他们首先必须测绘现有的建筑结构。一架配备摄像头和激光雷达(一种使用脉冲激光测距的远程传感器)的无人机将在建筑四周沿着预编排路径飞行。同时,第二架无人机会捕捉4136张高分辨率图像,以获取建筑周边的所有结构细节。
 
图像由R-E-A-L.IT、Leo Films和Drone Services Canada Inc.提供,由Capturing Reality团队处理。

这三套数据经过合并、对齐以及我们RealityCapture软件的处理,形成了栖息地67号精致详实的模型。这不仅为Neoscape提供了一个理想的起点,也为后人保留了栖息地67号的当前状态,使学生能够随时随地研究它。

Safdie Architects和Neoscape根据麦吉尔大学保存的方案图纸存档,进一步完善了设计,以创建3D模型所需的细节。他们特别留意了诸多建筑的组合方式、与停车场相连接的方式、水景和花园的布置及运转方式,以及行人和车辆相遇的位置。

Safdie Architects的团队还额外制作了原始总体规划中的其他元素,设计了酒店、学校、办公空间和其他建筑,它们都是该建筑群中不可或缺的一部分。在提出栖息地67号概念的50多年后,通过跨越世代的努力,这份构想终于得以实现。在提供了建筑环境后,Safdie团队还设计了周围的景观和公共区域,然后交由Neoscape将它们带入数字环境,为用户提供更加身临其境的体验。1961年仅仅停留在概念阶段的东西逐渐变成了现实。

“追根溯源,栖息地67号的许多基本原则如今仍持续推动着Safdie Architects的工作。”Safdie Architects高级合伙人Jaron Lubin说,“多年来,我们的项目经历了不断的发展,它们的核心价值是建设社区,让居住者们公平地分享光线、空气和绿色空间,以人为本地展开大规模开发,所有这些理念都体现在了栖息地67号中。我们能够使用最新技术展示这些想法的潜力,使它们在我们工作室外发扬光大。”

通过Epic生态系统实现可视化

虽然毫无疑问,这项任务的规模十分庞大,但让Neoscape感到欣慰的是,他们的实时管线非常简练。无需进行大量定制,团队只需要使用Epic生态系统中的一些工具就可以处理所有关键的可视化需求。尤其是虚幻引擎5,事实证明,它非常有用,提供了在常规DCC软件中无法实现的规模和保真度。

“最棒的是,不必点击渲染按钮就能直接查看操作的结果。我们能够动态地重新进行评估,这意味着我们可以专注于美术创作。”Cohen说,“我们想要真正地测试一下虚幻引擎,并推动建筑可视化突破原本的极限。我们以一种雄心勃勃的方式做到了这一点。”
 
图片由Safdie Architects | Neoscape提供

该模型是在Rhino和3ds Max中使用基础材质构建的,然后,他们使用Datasmith将其导入到了虚幻引擎5中。Datasmith是一套数据导入工具,可以为人们节省数小时,甚至数天的工作量。将模型导入虚幻引擎后,他们为树木、植物和常规布景元素选择了多样化的外观,但并没有显得杂乱无章。整个场景使用了离散的集合,有助于Neoscape在不影响性能的前提下实现逼真的外观。
 
图片由Safdie Architects | Neoscape提供

当一切就绪后,团队评估了UE5此刻所处理的数据量。例如,在Neoscape的虚拟栖息地67号中,有超过45亿个三角形,数以千计的住宅单元组成了这个多用途建筑结构,而蒙特利尔也在地平线上。简而言之,整个场景超出了大多数渲染软件包的处理能力。为了减轻负担,在虚幻引擎中,Neoscape采用了与真实建筑结构相同的模块化建造技术。他们开发了一款用于实现该流程的工具。该工具可以将原生的Rhino群组和图块转换为静态网格体,并自动放置在正确的位置。
 
图片由Safdie Architects | Neoscape提供

Neoscape还利用了Nanite的力量。虚幻引擎的这项功能彻底改变了大规模场景的渲染方式,能够帮助团队在不对性能造成巨大影响的前提下收获更多细节。Neoscape如今可以添加数十亿个多边形,淘汰了LOD(细节层次)或在远处使用卡片代表树木等陈旧手段。

借助UE5的Lumen,Neoscape还实现了极其精致的实时全局光照,结果证明,它的效果非常迷人,因此团队决定,不再使用内置的路径追踪器。Lumen还具有另一项好处。由于它带来了快速的实时渲染功能,允许团队在现场评审中编辑模型,并确定搭配效果最佳的光照条件、材质表面或动画,使他们可以直接展开美术指导流程。
(左)路径追踪器 |(右)Lumen
Safdie对完成的模型有什么看法?他对此惊叹不已。

现在,任何人都可以通过Hillside示例项目探索相同的模型。你可以将它当成一套高质量资产进行使用,也可以将它整合到影片中,或者从它完全互动的数据集中学习。Epic Games和Neoscape在创作过程中对虚幻引擎5和RealityCapture展开了实战测试,现在你也可以。

“虚幻引擎不仅仅是建筑师的工具,它还可以开辟全新的世界和想法。”Safdie说,“当反思城市的建设方式时,这正是我们所必需的东西。我希望,通过将这个模型开放给广大公众,并提出栖息地67号这种可居住空间的想法,有助于推动人们产生将这一切转变为现实的渴望。”

“我们鼓励人们利用这些作品,提出自己的想法。”Epic Games高级产品专家Carlos Cristerna说,“你可以设计自己的栖息地,享受其中的乐趣,从中学习,或是制作自己的影片和渲染作品,练习技艺。”

使用下面的资产,今天就踏上征程!无论你是想研究完整的模型,评估扫描数据,还是希望观看赏心悦目的影片,我们都能满足你。

Hillside示例项目是Epic Games、Neoscape、Safdie Architects和许多其他公司通力合作的成果。

激光雷达扫描由R-E-A-L.itLeo FilmsDrone Services Canada Inc.完成,扫描结果由Capturing Reality团队处理。
 

Hillside示例下载

来自可执行文件和云端的Hillside体验

在这个易于使用的可执行文件中,通过自由探索或Safdie的带领,游览Hillside项目和世博会现场,或者,你也可以通过Google流送技术在浏览器中体验它。
立即下载

Hillside示例项目

在虚幻引擎和RealityCapture中研析和调整Hillside项目的各个部分,包括其室内、室外和周围环境。
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扫描数据示例

在扫描栖息地67号的同时,整理RealityCapture采集的所有激光雷达扫描和摄影测量网格体数据。
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