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基于形状语法的徽派建筑营造研究

张宇航  
【摘要】:使用传统的建模软件手工进行建筑建模,往往要耗费大量的人力和时间,而且需要建模人员有一定相应建筑领域的知识。近年来,随着虚拟旅游、场景漫游等产业的迅速发展,建筑的虚拟场景建模技术逐渐成为计算机图形学和虚拟现实领域的重点研究课题。徽派建筑是中国传统古建筑的重要流派之一,是徽文化的重要组成部分,研究简单高效的生成徽派建筑模型的方法对徽文化的推广以及数字化遗产保护有着重要的意义。形状语法是一种以形状为操作要素,结合语法规则,分析产生新形状的设计推理方法,其为抽象建筑过程提供了强大的工具。本文首先通过对形状语法和徽派建筑规则进行研究,提出了徽派建筑营造语法,设计了语法规则。然后通过引入徽派建筑语义信息和控制规则,设计增强的徽派建筑营造语法,让用户仅需简单的交互和设置就可以高效的生成逼真的、合理的徽派建筑。本文的主要工作可以分为以下三点:(1)徽派建筑营造语法设计。首先对形状语法的概念及其应用进行介绍分析;然后给出徽派建筑营造语法的形式化定义,介绍语法基本要素的实现;接着根据徽派建筑构件的连接规则、布局规则、参数约束等设计语法规则;最后介绍使用徽派建筑营造语法建模的一般过程。(2)增强的徽派建筑营造语法设计。首先分析徽派建筑营造语法的不足和局限性,给出解决思路;然后引入徽派建筑语义信息和控制规则,提出增强的徽派建筑营造语法;接着根据语义信息对建筑构件参数、布局的影响,创建控制规则;最后介绍使用增强的徽派建筑营造语法建模的一般过程。(3)徽派建筑营造系统的设计与实现。结合前两点的工作,实现徽派建筑营造系统。首先搭建系统架构,然后分析系统各模块的功能,最后结合实验结果和用户体验调查,对系统的优越性做评估。


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