[发明专利]一种基于Groningen模型的建筑设计构件生成系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于Groningen模型的建筑设计构件生成系统及其方法，系统包括建筑设计构件顶部底部轮廓建立单元，其用于从已有的设计图纸抽取、从构件库中选取、或者由设计人员设计建筑构件的底部和顶部轮廓；生长规则制定单元，其用于根据要生成的构件进行生长方向、生长函数及参数的制定；建筑构件生成及展示单元，其用于根据构件的底(顶)部轮廓及生长规则，自动生成构件，并以三维的形式展示；建筑构件组装单元，其用于根据设计人员的要求，在构件库中选择合适的构件，并组装成为完整的建筑设计外观造型，实现计算机辅助创新概念建筑设计。

主权项

1.一种基于Groningen模型的建筑设计构件生成方法，其特征是：所述方法采用的基于Groningen模型的建筑设计构件生成系统包括：轮廓建立单元，根据需要设计的建筑构件，从数据库中抽取建筑构件的底部和顶部轮廓；生长规则制定单元，根据需要生成的建筑构件，建立Groningen模型，利用同伦映射设定需要生成的建筑构件的生长规则；所述生长规则制定单元，包括设定生成方向的生长方向模块、生成生长函数的生长函数模块和生成构件参数的参数模块；生成及展示单元，接收轮廓建立单元的底部和顶部轮廓及生长规则制定单元的生长规则，生成建筑构件，以三维的形式进行展示；所述生成及展示单元，基于曲面间同伦映射和控制点实现的自由曲面同伦映射生成自由曲面；组装单元，根据生成及展示单元的生成的建筑构件，从数据库中抽取相应的构件，进行组装；所述方法包括以下步骤：(1)根据需要设计的建筑构件，从数据库中抽取相应的底部和顶部轮廓；(2)根据建筑构件的形状，建立Groningen模型，利用同伦映射设定需要生成的建筑构件的生长规则；(3)接收底部、顶部轮廓及生长规则，生成建筑构件，以三维的形式进行展示；(4)根据生成的建筑构件，从数据库中抽取相应的构件，进行组装；所述步骤(2)中，利用曲面间的同伦映射的进行建筑构件的生成，具体包括，定义源点和终点的曲面方程：F1(x,y,z)＝0,x,y∈Dom(F1)F2(x,y,z)＝0,x,y∈Dom(F2)则描述同伦映射所产生的中间层曲面方程，得到同伦生长体；同伦映射所产生的中间层曲面方程为：其中G为同伦映射，Ω是对其定义域进行的变换，Dom(F1)为平面F1的定义域；Dom(F2)为平面F2的定义域；所述步骤(2)中，根据控制点实现自由曲面同伦映射，具体方法为：给定了曲面上的若干控制点，生成体现曲面外观特征的三维曲线，在始端曲面和终端曲面上各分别取一个对应的点P1(x1,y1,z1)和P2(x2,y2,z2)，则某中间曲面上一个点的坐标P(x,y,z)可由P1和P2经过同伦变换得到：f(λ),g(λ),s(λ)∈[0,1]，是同伦映射函数，其中λ包含了中间曲面的位置信息；当同伦映射函数f(λ),g(λ),s(λ)从0到1变化时，P逐步由始端曲面上的点变换为终端曲面上的对应点。