[发明专利]圆弧墙上异型门窗模型生成方法

说明书

本发明提供了一种圆弧墙上异型门窗模型生成方法，用于根据输入参数生成圆弧墙上异型门窗模型，属于计算机图形学及计算机辅助设计技术领域。本发明提供的方法包括输入参数合法性检查、根据输入参数生成圆弧墙的侧面边线；根据圆弧墙侧面边线及局部坐标系，生成圆弧墙的侧面曲面‑圆柱面；确定圆弧墙与门窗的位置关系；截面变换处理；调整侧面曲面参数域；构造直纹面体；门窗体合法性检查，返回模型生成结果等步骤。本发明实现精确的、参数化的圆弧墙上异型门窗造型功能，提高计算机辅助设计软件的几何建模能力，能够更好地满足建筑工程领域个性化、智能化需求。

技术领域

本发明属于计算机图形学及计算机辅助设计技术领域，具体涉及圆弧墙上异型门窗模型生成方法，可应用于建筑工程造价的工程量计算、BIM模型建立。

背景技术

现代建筑造型独特，结构复杂，其表面形态异样加大设计、加工难度，其空间造型特殊加大工程施工难度。复杂的异型建筑造型，将承载更多的信息，传统的二维建筑CAD软件无法满足要求，而BIM技术可以解决异型建筑中所遇到的难题。

建筑工程领域BIM技术发展迅速，利用三维数字技术模拟建筑物的真实信息，广泛应用于工程项目的全生命周期。目前主流造价软件均采用三维图形算量模式，即通过先建立三维模型再进行工程量的计算，实现了工程的智能化算量。现代建筑独特的造型和结构，对几何建模能力要求较高。对于圆弧墙上的异型门窗的定制造型，因为其几何形状要求特殊，一般常用的造型手段难以满足需求，故多采用通用建模方式来近似处理，会损失精度、带来计算量差。

发明内容

本发明提出基于边界表示模型，实现圆弧墙上异型门窗造型的一种精确的、参数化建模方法。现有BIM建模平台已经能够提供基本的曲线曲面表示，包括直线、圆弧、椭圆弧、样条曲线、等距线等曲线类型，平面、圆柱面、圆锥面、样条曲面、直纹面等曲面类型，提供基于边界表示法(BREP)的几何模型表示功能。在此基础上，本发明采用以下技术方案。

圆弧墙上异型门窗模型生成方法，用于根据输入参数生成圆弧墙上异型门窗模型，所述输入参数包括给定圆弧墙形状、异型门窗截面形状、异型门窗在圆弧墙上的安放位置信息，包括以下步骤：

步骤一，检查输入参数合法性；

检查输入对象指针是否为空指针，数值类型是否在有效范围内，局部坐标系是否为右手正交坐标系，几何对象是否合法；

若同时满足输入对象指针不是为空指针、数值类型在有效范围内、局部坐标系是右手正交坐标系、以及几何对象合法，则输入参数合法性检查通过，执行步骤二；否则输入参数合法性检查不通过，返回错误码及相应的错误提示信息；

步骤二，根据输入的圆弧墙底面轴线、曲线到墙面左侧的厚度、墙的厚度，曲线等距变换生成圆弧墙的侧面边线；

步骤三，根据步骤二生成的圆弧墙侧面边线及局部坐标系，生成圆弧墙的侧面曲面-圆柱面；根据门窗截面坐标系的原点、门窗截面位置标识，计算门窗截面在圆弧墙侧面曲面参数空间内的位置，将门窗截面多边形平移变换到该位置，即确定圆弧墙与门窗的位置关系；

步骤四，截面变换处理；

根据异型门窗的空间形状要求，门窗两侧面的对应点在竖直方向、即局部坐标系Z向坐标值相同，在水平面内、即局部坐标系XY向坐标值满足透视投影变换，其投影中心为圆弧墙面中心轴上的点；

步骤五，调整侧面曲面参数域；

调整圆弧墙侧面曲面参数域，使门窗截面位于单一周期参数域内部；

步骤六,构造直纹面体；

通过边界表示法(BREP)几何实体的构造辅助类，实现直纹面体的构造，即端面为同构的曲面，侧面为直纹面；构造生成的边界表示实体即为圆弧墙上的异型门窗模型；

步骤七，门窗体合法性检查，返回模型生成结果；