[发明专利]一种基于计算机设计插件的景观桥梁表皮参数化生成方法

说明书

本发明公开了一种基于计算机设计插件的景观桥梁表皮参数化生成方法，涉及景观桥梁设计技术领域，根据景观桥梁设计的需求，将表皮的概念从民用建筑领域推广到桥梁建筑中；从观察者视觉、设计空间以及设计需求三个维度，得出景观桥梁在不同设计空间中适用的表皮设计思想和核心算法；利用Visual Studio平台和C#语言将景观桥梁表皮参数化设计中需要用到的功能编写为运算器；根据编写的方案阶段景观桥梁表皮参数化辅助运算器，结合平面表皮参数化生成逻辑，调整和优化表皮参数化生成核心逻辑，进行空间曲面表皮参数化生成，该参数化生成方法可以快速实现桥梁表皮的参数化模拟生成，具有良好的可操作性和经济性。

技术领域

本发明涉及景观桥梁设计技术领域，特别是涉及一种基于计算机设计插件的景观桥梁表皮参数化生成方法。

背景技术

随着国民经济和文化需求的不断发展，人们的审美意识和水平也在不断提高，而桥梁作为现代交通必不可少的一部分，对其的美学要求越来越受到人们的重视；随着我国经济的飞速发展，美丽中国的建设正如火如荼地开展，人民群众的审美需求不断增长，对景观桥梁的美学要求也不断提高；国内外的桥梁建设受到内外双重因素的影响，一方面，材料学、几何学、图像学、计算机科学以及建筑学等学科的发展不断推动桥梁造型方案、设计思路和建造工艺的进步；另一方面，建设资金和方案认可度等人为因素也对一座桥梁的建设有着举足轻重的影响。

现代桥梁已经不再单一地满足“出行”的需求，设计师在设计时需要更多地考虑桥梁造型的独特性、桥梁与环境的适应性以及桥梁与当地文化的相宜性等等因素；桥梁应当不再局限于单纯的交通设施，而是应该成为城市景色的延续，成为城市地标性建筑，追求设计的同时也具备使用性、观赏性、地标性以及易建性的城市景观桥梁，理应成为当代优秀设计师不断思考并持续改进的重中之重；景观桥梁设计师在设计中不断从建筑表皮设计理论中汲取灵感，融入美术和艺术等元素，重视群众审美体验，展现城市文化品位，逐渐由单一的桥梁向交通、艺术、文化以及科技的综合体转变。

在景观桥梁的方案设计阶段，现有的建模技术无法适应表皮化的设计趋势，参数化设计方式可以将表皮化的景观桥梁中各控制元素转化为参数，通过一定的逻辑规则生成模型各部件，能较为精准和快速地得到多个景观桥梁方案的算法控制参数化模型。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于计算机设计插件的景观桥梁表皮参数化生成方法，包括以下步骤

S1、根据建筑景观表皮的概念，将景观桥梁表皮定义为：桥梁整体与外界接触的界面，以及展现出来的形象和构成的方式；

S2、从观察者视觉、设计空间以及设计需求三个维度，将建筑景观和景观桥梁中的表皮设计进行对比分析，得出景观桥梁在六种不同的表皮设计空间中适用的表皮设计思想和核心算法；

S3、通过三维建模软件及其承载的参数化插件进行景观桥梁表皮参数化设计，利用Visual Studio平台和C#语言将景观桥梁表皮参数化设计中需要用到的功能编写为参数化插件的运算器；

S4、根据各运算器，结合平面表皮参数化生成逻辑，调整和优化表皮参数化生成核心逻辑；

以特定尺寸的椭球面为基准曲面，分别提出线条类表皮、编织类表皮、穿孔类表皮、镶嵌及凹凸类表皮、纯曲面类表皮的空间曲面参数化生成方法，归纳总结以上六种表皮在空间曲面上的生成核心逻辑；

进行景观桥梁空间曲面表皮参数化生成。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，步骤S2中，六种不同的表皮设计空间分别为车行道与慢行道隔离、护栏，桥梁顶棚，拱结构，斜拉桥索塔，悬索桥索塔、吊杆，梁体。

前所述的一种基于计算机设计插件的景观桥梁表皮参数化生成方法，步骤S2中，景观桥梁在六种不同的表皮设计空间中适用的核心算法分别为规则分布、渐变、不规则、分形迭代以及灰阶图。