[发明专利]三维空间结构的数字图形介质模拟方法

权利要求书

1.一种三维空间结构的数字图形介质模拟方法，其特征是：在计算机虚拟空间里，用图形这一载体介质模拟自然界的物理实体的真实自然状态，根据计算机图形学方法，用图形表达自然界的物理实体的外观，该图形具有可视的外形、相应的角点、边、面和体的构造和拓扑关系，用数字化、参数化方式对图形进行语言描述，形成数字化图形，自然界的物理实体的几何属性和物理属性也一并存入数字化图形的图形元素之间，将数字化图形作为一种具有几何属性和物理属性的载体，数据附着于数字化图形，而数字化图形中又隐含有数据，同时以自然界的物理方程来控制数字化图形的动作和相应的变化，各数字化图形之间的相互作用基于物理定律，反映真实自然界的运动规律和结果，数字化图形具备完善的定义、构造和表达方式、数据存储方法；

利用计算机图形学方法产生数字图形介质模型文件，将数字图形介质模型文件均存储成统一的Model-XML数据格式；通过计算机网络传递数字图形介质模型文件，数字图形介质模型文件含有图形数据信息和基于OOP技术的图形数据模板库；

利用复杂结构图形的截面关键点模型、关键点连线的骨骼网架模型和模型的存储方法将图形结构简单化，用直线包络线控制图形结构的形状与延伸的位置，将复杂的拓扑计算变为直线与平面的交点计算；

采用统一的XML方式对数字图形介质模型中的各子模型的命名、属性、分类进行定义，并对延续、遗传和关联主体模型的内容进行表述，采用XML方式标记数据、定义数据类型，使同一工程的不同部门、不同专业、不同时段内的工程信息具有统一的表达方式；

将复杂工程中的各个构件和部位实体图形的可视特征与非图形属性融为一体，采用图形的扩展数据方法将各专业所需的属性和标识符附加于图形之中，通过超链接或超链接程序加以调用修改，使图形本身包括了空间坐标、时间坐标、非几何信息的五维空间信息；

采用数字图形与数值计算相结合的方法，直接将数值计算的结果应用于数字图形之中，为求解数字图形的运动、变形和碰撞这些复杂的随机非线性问题提供了图形计算的方法，数据图形的运动信息存储为统一的Action-XML格式。

2.根据权利要求1所述的三维空间结构的数字图形介质模拟方法，其特征是：所述图形数据信息包括两类：可视数据和附着数据，而可视数据又可分为剖面属性数据和路径数据，剖面属性数据用来记录实体设计的形状信息和相应的物理属性参数，剖面属性数据含有控制剖面形状的数据信息；路径数据用来记录实体的几何信息，几何信息含有起始点、结束点和局部坐标系；附着数据是指除物理实体的几何属性之外，与物理实体相关的其它各类属性信息，附着数据存储于相应的图形元素之间；通过规定各剖面控制点的存储顺序，依次存入各空间位置的控制点坐标，从而保存三维控制点的网络骨架。

3.根据权利要求1所述的三维空间结构的数字图形介质模拟方法，其特征是：所述基于OOP技术的图形数据模板库含有关键点图形框架和控制参数体系，基于OOP技术的图形数据模板库为创建数字图形介质模型的基础数据源。

4.根据权利要求3所述的三维空间结构的数字图形介质模拟方法，其特征是：所述关键点图形框架包括AISC截面类型、国标型钢、带参数截面、紧固件、水工结构和桥梁工程这些结构类型的关键点图形框架。