[發明專利]基于軟構件的三維建筑模型構建方法及系統

有效

• 申請號: 201710111637.1
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106919753B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 劉弘;段會川;王曉靜;鄭元杰;劉希玉;陳莉;張桂娟
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06T17/00;G06Q50/08
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種基于軟構件的三維建筑模型構建方法及系統，其中該方法包括從建筑設計圖紙中提取二維建筑設計部件，進而生成用數學函數表示的二維建筑設計部件輪廓；提取二維建筑設計部件輪廓中的特征點而構建出二叉樹，利用遺傳算法優化二維建筑設計部件輪廓；拉伸優化后的二維建筑設計部件輪廓的厚度，生成與其相對應的三維設計軟構件，并保存到設計軟構件庫中；調取設計軟構件庫中的三維設計軟構件，生成建筑設計圖紙中相對應的三維建筑模型。

技術領域

本發明屬于計算機輔助設計領域，尤其涉及一種基于軟構件的三維建筑模型構建方法及系統。

背景技術

隨著社會的進步和人們知識修養和整體文化素質的提高，人們消費觀念及對住房、用品的要求正在悄然發生著變化。當今時代人們在選購住房、用品尤其是那些有規則結構形狀的用品時，越來越看中產品的藝術性、實用性、使用便捷性和宜人性，

概念設計是產品設計中創造性設計的思維階段，在這一過程中，設計師將構思快速轉化為草圖是一種相當復雜的行為。因為一個好的設計方案既要有合理的功能結構、美觀的造型、簡便的操作，同時還要富有創新性。創新概念設計是一個涵蓋設計界、計算機科學界、管理學界、認知界的多學科交叉性研究領域，是目前國際國內的一個研究熱點。

軟構件是計算機軟件業提出的一個重要概念，其基本思想是借鑒硬件技術的成功范例，將計算機軟件構件化以增強其可復用性，以實現軟件生產過程的硬件化。軟構件為促進計算機軟件業的發展和提高軟件生產效率做出了重要貢獻。

在設計業，通常人們所面對的是一個復雜的設計目標，然而不管設計目標有多么樣的不同，它們總可以細分為小到一定程度的具有一定獨立性的組成部件，且這些組成部件需要具有可重用性，各組成部件間具有可連接和裝配的特點。根據這些特點，把計算機科學中的軟構件思想應用于計算機輔助設計具有非常重要的研究和應用價值。

目前，三維建筑模型主要依靠設計人員采用CAD軟件進行設計，這種設計方法對設計人員要求很高。設計人員在利用CAD軟件進行設計時，首先要用人腦和手工工具進行概念設計，然后再利用計算機對每個零件進行詳細設計，裝配設計和優化設計以形成最終產品，基本上是一個在設計方案基本定型之后的概念化繪圖工具。

現有的三維建筑模型構建方法極大的倚賴設計人員的設計經驗，設計模型都是在人腦中生成以后，再通過設計工具再現，不僅對設計人員要求高，而且設計速度慢，不支持設計構件重用及創新設計。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種基于軟構件的三維建筑模型構建方法。該方法在現有產品外形的基礎上，采用遺傳算法生成新穎的建筑設計軟構件，保存在設計構件庫中，在本系統中集成為三維建筑設計造型，為設計人員的創新設計提供支持，使設計人員在進行詳細設計之前，就能看到建筑的三維建筑模型，加快設計進程。

本發明的一種基于軟構件的三維建筑模型構建方法，包括：

從建筑設計圖紙中提取二維建筑設計部件，進而生成用數學函數表示的二維建筑設計部件輪廓；

提取二維建筑設計部件輪廓中的特征點而構建出二叉樹，利用遺傳算法優化二維建筑設計部件輪廓；

拉伸優化后的二維建筑設計部件輪廓的厚度，生成與其相對應的三維設計軟構件，并保存到設計軟構件庫中；

調取設計軟構件庫中的三維設計軟構件，生成建筑設計圖紙中相對應的三維建筑模型。

進一步的，利用遺傳算法優化二維建筑設計部件輪廓的具體過程為：

預設遺傳算法執行的次數，執行遺傳算法的交叉、變異及選擇操作來優化二維建筑設計部件輪廓。

遺傳算法中包括交叉和變異操作，操作的豐富多樣化可以提高產品的新穎性。