[发明专利]一种城市建筑群震害高真实度展示方法

权利要求书

1.一种城市建筑群震害高真实度展示方法，其特征在于：具体过程如下：

(1)城市建筑群地震反应的时程分析：

利用城市区域的地理信息系统GIS数据，获取每栋建筑的位置、建筑外轮廓的多边形，并且获得建筑结构类型、建造年代、层高、层数数据，建立每栋建筑的多层集中质量剪切模型，并通过选取区域内代表性的典型建筑来确定该区域同类建筑的滞回模型参数；通过基于集中质量剪切模型的时程分析，获得每栋建筑每一层的破坏状态、层位移、层速度，并给出建筑倒塌情况；

(2)建筑变形过程的动态可视化：

包括城市建筑群的真实感建模和基于精细化预测的震害动态演示两部分，首先，根据地理信息系统GIS数据，在开源图形引擎OSG中建立三维建筑模型，并且通过多重纹理技术给建筑进行贴图，形成具有真实感的建筑三维模型，完成城市建筑群的真实感建模；然后，利用OSG的回调机制，用震害预测数据在每一帧更新建筑模型的顶点坐标，动态地表现建筑震害过程；

(3)建筑倒塌过程的动态可视化：

首先，建立OSG与PhysX的对应关系；然后，实现震害动态演示与倒塌过程的协同模拟；最后，将震害场景加入地形、天空环境模型，并利用立体投影设备进行区域建筑震害过程的立体感展示。

2.根据权利要求1所述的城市建筑群震害高真实度展示方法，其特征在于：所述步骤(2)中城市建筑群的真实感建模包括三维建模和纹理映射两部分，首先进行建筑群的三维建模，再对三维模型进行纹理映射；建筑三维模型与震害预测模型保持一致，以楼层为基本单元。

3.根据权利要求1所述的城市建筑群震害高真实度展示方法，其特征在于：所述步骤(2)基于精细化预测的震害动态演示的具体算法如下：

①更新器的创建与初始化：在OSG中，继承OSG的更新回调类UpdateCallback创建更新器updater；

②更新器的动态执行：在回调过程中，将震害预测中的时间步与动态演示中的帧数相对应；在动态演示的每一帧中，更新器利用对应时间步的震害数据来更新建筑的顶点坐标；重载更新器中的Update()函数实现对图形顶点的动态修改功能；通过回调，不断修改建筑模型，形成区域建筑震害的动态演示过程；

③清空更新器：当动态演示达到最大的时间步时，清空更新器，建筑模型不再更新，震害过程的动态演示结束。

4.根据权利要求1所述的城市建筑群震害高真实度展示方法，其特征在于：所述步骤(3)中建立OSG和PhysX对应关系的具体步骤如下：创建一个专门的类Stories，在Stories类中，同时包含楼层对应的Actor对象和Geode节点，以建立楼层物理模型与图形模型的联系；利用Callback机制，创建一个新类Move-callback，以控制Stories类的渲染主循环；Move-callback类从PhysX的Actor中获取运动信息，然后应用运动信息来更新楼层图形；通过Stories类和Move-callback类实现的渲染循环过程形成了PhysX计算支持的建筑倒塌模拟。

5.根据权利要求1所述的城市建筑群震害高真实度展示方法，其特征在于：所述步骤(3)中震害动态演示与倒塌过程的协同模拟过程如下：当建筑发生垮塌后，清空动态演示的更新器，建立楼层图形Geode节点与物理角色Actor的动态联系；然后，将Geode的运动状态信息传递给Actor，并激活Actor；PhysX不断计算Actor的倒塌过程，计算数据同步传递给Geode，实时表现建筑的倒塌过程。