[发明专利]基于软构件的三维建筑模型构建方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于软构件的三维建筑模型构建方法及系统，其中该方法包括从建筑设计图纸中提取二维建筑设计部件，进而生成用数学函数表示的二维建筑设计部件轮廓；提取二维建筑设计部件轮廓中的特征点而构建出二叉树，利用遗传算法优化二维建筑设计部件轮廓；拉伸优化后的二维建筑设计部件轮廓的厚度，生成与其相对应的三维设计软构件，并保存到设计软构件库中；调取设计软构件库中的三维设计软构件，生成建筑设计图纸中相对应的三维建筑模型。

技术领域

本发明属于计算机辅助设计领域，尤其涉及一种基于软构件的三维建筑模型构建方法及系统。

背景技术

随着社会的进步和人们知识修养和整体文化素质的提高，人们消费观念及对住房、用品的要求正在悄然发生着变化。当今时代人们在选购住房、用品尤其是那些有规则结构形状的用品时，越来越看中产品的艺术性、实用性、使用便捷性和宜人性，

概念设计是产品设计中创造性设计的思维阶段，在这一过程中，设计师将构思快速转化为草图是一种相当复杂的行为。因为一个好的设计方案既要有合理的功能结构、美观的造型、简便的操作，同时还要富有创新性。创新概念设计是一个涵盖设计界、计算机科学界、管理学界、认知界的多学科交叉性研究领域，是目前国际国内的一个研究热点。

软构件是计算机软件业提出的一个重要概念，其基本思想是借鉴硬件技术的成功范例，将计算机软件构件化以增强其可复用性，以实现软件生产过程的硬件化。软构件为促进计算机软件业的发展和提高软件生产效率做出了重要贡献。

在设计业，通常人们所面对的是一个复杂的设计目标，然而不管设计目标有多么样的不同，它们总可以细分为小到一定程度的具有一定独立性的组成部件，且这些组成部件需要具有可重用性，各组成部件间具有可连接和装配的特点。根据这些特点，把计算机科学中的软构件思想应用于计算机辅助设计具有非常重要的研究和应用价值。

目前，三维建筑模型主要依靠设计人员采用CAD软件进行设计，这种设计方法对设计人员要求很高。设计人员在利用CAD软件进行设计时，首先要用人脑和手工工具进行概念设计，然后再利用计算机对每个零件进行详细设计，装配设计和优化设计以形成最终产品，基本上是一个在设计方案基本定型之后的概念化绘图工具。

现有的三维建筑模型构建方法极大的倚赖设计人员的设计经验，设计模型都是在人脑中生成以后，再通过设计工具再现，不仅对设计人员要求高，而且设计速度慢，不支持设计构件重用及创新设计。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于软构件的三维建筑模型构建方法。该方法在现有产品外形的基础上，采用遗传算法生成新颖的建筑设计软构件，保存在设计构件库中，在本系统中集成为三维建筑设计造型，为设计人员的创新设计提供支持，使设计人员在进行详细设计之前，就能看到建筑的三维建筑模型，加快设计进程。

本发明的一种基于软构件的三维建筑模型构建方法，包括：

从建筑设计图纸中提取二维建筑设计部件，进而生成用数学函数表示的二维建筑设计部件轮廓；

提取二维建筑设计部件轮廓中的特征点而构建出二叉树，利用遗传算法优化二维建筑设计部件轮廓；

拉伸优化后的二维建筑设计部件轮廓的厚度，生成与其相对应的三维设计软构件，并保存到设计软构件库中；

调取设计软构件库中的三维设计软构件，生成建筑设计图纸中相对应的三维建筑模型。

进一步的，利用遗传算法优化二维建筑设计部件轮廓的具体过程为：

预设遗传算法执行的次数，执行遗传算法的交叉、变异及选择操作来优化二维建筑设计部件轮廓。

遗传算法中包括交叉和变异操作，操作的丰富多样化可以提高产品的新颖性。