[发明专利]一种周期性可控的复杂镶嵌图案生成方法

权利要求书

1.一种周期性可控的复杂镶嵌图案生成方法，其特征在于，对规则凸多面体镶嵌组合体进行剖切，包括如下步骤：

(1)基于组合数学原理，建立规则凸多面体镶嵌模式数据库；

(2)输入规则凸多面体镶嵌的类型；

(3)用表面定距法确定剖切角度和位置，对凸多面体进行剖切，所述的表面定距法具体为：

以凸多面体镶嵌模式形体转折位置的某个表面顶点为原点P1，在镶嵌模式表面另外选取两个与原点性质全等的表面顶点P2、P3，表面顶点P2、P3与原点的连线不经过其他性质全等的顶点，并保证原点P1、表面顶点P2、P3不共线；以这三个点形成的平面作为基础剖切面，所得到的剖面图案具有周期性，表面顶点P2、P3与原点连线的长度即为图案在两个方向上的周期长度；

(4)判断剖面图案是否符合设计需要，若符合，进入步骤(5)，若不符合，则返回步骤(2)；

(5)从所得剖面中提取图形单元；

(6)输入实际所需的图案范围边界；

(7)将图形单元填充至边界内；

(8)输出生成图案并统计相关信息。

2.根据权利要求1所述的复杂镶嵌图案生成方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：在计算机中输入28种规则凸多面体组合镶嵌模式，建立代号为1-28的模型数据库。

3.根据权利要求1所述的复杂镶嵌图案生成方法，其特征在于，所述步骤(5)具体为：在得到的剖面中，以原点P1与另两个性质全等顶点P2，P3的连线为边长所构成的平行四边形为基础，首先提取平行四边形内全部完整的图块；接着分析判断平行四边形边界处不完整的图块，若该图块在平行四边形内的面积大于图块面积的1/2，则提取该图块，若面积不足1/2，则忽略该图块；将所提取到的图块汇总，作为生成图案的一个图形单元。

4.根据权利要求1所述的复杂镶嵌图案生成方法，其特征在于，所述步骤(6)具体为：以参数定义实际所需的墙面、地面或是建筑表皮的边界；当边界为矩形时，定义矩形的顶点坐标与矩形长和宽；当边界为圆形时，定义圆形的圆心坐标与半径。

5.根据权利要求1所述的复杂镶嵌图案生成方法，其特征在于，所述步骤(7)具体为：根据实际设计需要调节图形单元尺度，输入调节比例以输入范围的某个顶点为原点，将图形单元以平移复制的形式填入其中；判断图形单元是否到达范围边界，如未到达范围边界，则继续进行平移复制操作；若到达范围边界，剩余范围无法放置一个图形单元，则仍按一个图形单元放置；将填充完成的图案与输入的范围进行布尔运算，去除超出边界的部分。

6.根据权利要求1所述的复杂镶嵌图案生成方法，其特征在于，所述步骤(8)具体为：输出生成的镶嵌图案，并统计图块的类型、尺寸、数量。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的复杂镶嵌图案生成方法，其特征在于，还包括如下步骤：对于输出的生成图案，操作者根据实际设计需要，将不同类型的图块设置不同的颜色或材质，或进行变形处理。