基于信息分類的中國古建構(gòu)件庫平臺設(shè)計

1、基于信息分類的中國古建構(gòu)件庫平臺設(shè)計0 引 言 中國建造的傳統(tǒng)格調(diào)高雅清爽、端莊大方、典雅脫俗、清朗簡潔、新奇奪目1,以木結(jié)構(gòu)為主體,產(chǎn)生豐盛的藝術(shù)造型;以庭院為單位,組合出變化的序列;以多種裝點手段為方法,造成或艷麗濃麗或淡雅儉樸的視覺效果;以自由靈巧為布局原則,變化出嚴謹中不乏靈動的空間特色。中國古代建造超群的結(jié)構(gòu)技術(shù)和豐盛的藝術(shù)處理手法的高度統(tǒng)一,充分反映了中國傳統(tǒng)建造學(xué)的高度成就1,同時也成為世界建造史上重要的組成部分。而中國古建造木構(gòu)件以獨特的造型、完備的結(jié)構(gòu)功能(例如飛檐,斗拱)成為中國古建造的重要標識,在漫長的歷史長河中,中國古建造的構(gòu)件進展形成了一套自成系統(tǒng)的演化模式。 然而在

2、目前的建造業(yè),特殊是古建造庇護行業(yè),仍舊與工匠時代相同,以傳統(tǒng)方式舉行資料傳遞和學(xué)問的傳授,一來這樣的學(xué)問傳遞無法達到高效;二來學(xué)問在傳遞過程中簡單消失走失,甚至造成信息孤島的狀況。所以,中國古建造參數(shù)化構(gòu)件庫的提出,就是為了使用信息化的方法最完整地保存中國古建造的構(gòu)件信息,利用可視化的編輯和可擴展的平臺,輔助建造工程人員理解和把握,并且真正意義地在實踐中發(fā)揮輔助作用。 本文旨在實現(xiàn)一個古建造構(gòu)件庫的平臺,在梳理古建造構(gòu)件的數(shù)據(jù)資料的同時,也供應(yīng)一個面對工程人員的可擴展平臺,以統(tǒng)一化、標準化、參數(shù)化的構(gòu)件,打破傳統(tǒng)的師徒之間口口相傳的學(xué)問傳遞方式。本文推薦的實現(xiàn)框架將基于ObjectARX,利

3、用其能對AutoCAD有效擴展,實現(xiàn)一個建造工業(yè)通用的構(gòu)件平臺。 1 系統(tǒng)平臺建立 1.1 系統(tǒng)平臺 按照調(diào)研和比較,本平臺采用ObjectARX作為系統(tǒng)運行的主要開辟和運行平臺,其他業(yè)務(wù)規(guī)律和接口等采用ASP.NET平臺實現(xiàn)。主要實現(xiàn)自定義構(gòu)件、構(gòu)件管理和生成、與AutoCAD應(yīng)用接口和界面設(shè)計、通用性數(shù)據(jù)文件管理。ObjectARX應(yīng)用程序是動態(tài)鏈接庫(DLL),可以和AutoCAD分享地址空間,直接調(diào)用AutoCAD的內(nèi)部函數(shù)2,這樣產(chǎn)生的數(shù)據(jù)便于其他工程人員再次理解、編輯和付諸于建造實踐中去。 對于AutoCAD用戶,只要本地安裝有AutoCAD2022應(yīng)用程序,通過引入本平臺的外部鏈

4、接庫(arx文件),就可以使用本平臺了?？紤]到擴展性,我們構(gòu)件庫平臺中的同型構(gòu)件庫可以作為一個單獨的組件嵌入到其他ASP.NET平臺上使用,便于重用。 1.2 基本功能 本平臺需要實現(xiàn)以下基本功能: (1)單個古建造構(gòu)件的創(chuàng)建、編輯、顯示; (2)復(fù)合古建造構(gòu)件的創(chuàng)建、編輯、顯示; (3)尺寸、紋樣管理; (4)友好界面; (4)通用工程數(shù)據(jù)庫操作。 2 平臺框架 因為項目需要滿意可擴展的同時,還需要對構(gòu)件舉行統(tǒng)一化、標準化、參數(shù)化處理,同時需要保留古建造中豐盛的裝點紋樣,因此本框架如圖1所示,利用了同型構(gòu)件庫和保留數(shù)據(jù)塊,前者處理標準化的構(gòu)件,以參數(shù)為驅(qū)動;后者處理復(fù)雜的裝點紋樣。裝配中心將

5、通過參數(shù)獲得構(gòu)件集合并加工(例如開槽等),最后寫入數(shù)據(jù)庫,等待通過AutoCAD(或者其他途徑)反饋給用戶。 2.1 同型構(gòu)件庫 同型構(gòu)件庫是囫圇構(gòu)件庫平臺的重點,因為中國古建造在不同的朝代形成的各個類似但不徹低相同的范式,將這些范式和通過前人努力收集得到的數(shù)據(jù)資料匯總,轉(zhuǎn)化成計算機語言,形成一個個抽象的由參數(shù)驅(qū)動的數(shù)據(jù)模型;按照中國古建造的特點將構(gòu)件庫分類,便于大規(guī)模的構(gòu)件演變體系的造型管理、數(shù)據(jù)修改和組裝裝配。 同型構(gòu)件庫在參數(shù)的驅(qū)動下,在尺寸庫中提取規(guī)范下的輔助尺寸,自動生成相應(yīng)的實體造型。例如,產(chǎn)生一個斗拱只需要一個基礎(chǔ)尺度斗口,于是每個斗拱中組成部件的長寬高均由尺寸庫供應(yīng),最后生成一

6、個斗拱的模型,返回給下一步的裝配中心。其流程如圖2所示。 2.2 保留數(shù)據(jù)塊 保留數(shù)據(jù)塊作為同型構(gòu)件庫的補充,處理不適宜用構(gòu)件庫處理的構(gòu)件:一方面,保留數(shù)據(jù)塊作為同型構(gòu)件庫的補充,存放作為實體構(gòu)件的紋樣;另一方面,保留數(shù)據(jù)塊存放一些圖案花紋,作為實體構(gòu)件的一部分,參加到構(gòu)件的造型過程中。 保留數(shù)據(jù)塊中處理的構(gòu)件具有以下特點: (1)功能上裝點性強、通常不起到實際作用; (2)造型上以曲面為主、造型復(fù)雜; (3)實際應(yīng)用中由工匠即興發(fā)揮。 2.3 裝配中心 裝配中心用來裝配同型構(gòu)件庫產(chǎn)生的構(gòu)件和保留數(shù)據(jù)塊中存儲的紋樣舉行組合和操作,將兩個構(gòu)件之間相互咬合相互鏈接的部分舉行處理,并且對構(gòu)件舉行一定

7、的碰撞檢測,保證構(gòu)件之間不存在實體歧義。裝配中心的流程如圖3所示。 2.4 數(shù)據(jù)庫 實體造型在經(jīng)過了裝配中心之后,就是一個準確表達真切構(gòu)件的實體。將實體通過數(shù)據(jù)庫操作寫入數(shù)據(jù)庫文件(dwg文件),并且等待AutoCAD或其他應(yīng)用程序的調(diào)用。因為dwg文件作為工程領(lǐng)域的通用文件格式,可以通過例如DWGviewer等其他程序讀取顯示。 2.5 用戶界面和命令管理 用戶界面負責(zé)獲得終于用戶的輸入操作,獵取基點位置,獵取構(gòu)件類型或其他可供抉擇的輸入。命令管理負責(zé)將該命令集成到AutoCAD的命令中,用來更好地為終于用戶調(diào)用本平臺供應(yīng)方法。界面實例如圖4所示。 3 關(guān)鍵技術(shù) 3.1 同型構(gòu)件庫的對象管理

8、 因為同型構(gòu)件庫里的對象是抽象對象,結(jié)構(gòu)如圖5所示,全部同型構(gòu)件分成四類,分離是拉升體(由閉合曲線拉升形成構(gòu)件)、復(fù)合體(通過兩個物體相互操作形成構(gòu)件)、陣列組(通過一定規(guī)章形成一組構(gòu)件,至少3個),其他(通過點線面直接描述的不規(guī)章物體)。圖5中所示的OB代表著一系列的抽象模型,需要參數(shù)驅(qū)動,在用戶輸入的參數(shù)、尺寸庫的輔助參數(shù)和保留數(shù)據(jù)塊的裝點紋樣的驅(qū)動下,調(diào)用OB的造型過程,最后輸出模型。 這樣的結(jié)構(gòu)能夠較好地保證構(gòu)件的分類管理,并且在建模過程中,惟獨建模操作方法,沒有詳細的建模函數(shù)調(diào)用,進一步保證了模塊的可移植性。 3.2 可擴展的平臺接口 因為ObjectARX的應(yīng)用程序也就是DLL程序

9、,利用DLL程序可以動態(tài)加載的特性。另外,通過分組封裝,不同功能可以很靈巧地組裝,這樣,也為其他二次開辟供應(yīng)了功能擴展的可能。功能如圖6所示。使用同樣的接口定義,就能最大程度地利用同型構(gòu)件庫和裝配構(gòu)件庫內(nèi)的造型方法和結(jié)果,使用接口定義的模型參數(shù)構(gòu)建與二次開辟的渲染環(huán)境相符合的參數(shù)模型,在使用相同的應(yīng)用程序接口或數(shù)據(jù)擴接口后,就能輕巧將本構(gòu)件庫中的模型輸出顯示、編輯保存。 4 結(jié) 語 AutoCAD是目前國內(nèi)建造工程管理信息技術(shù)主要平臺,作為建造行業(yè)通用性輔助設(shè)計軟件其表現(xiàn)卓越,但難以勝任特別化構(gòu)件(例如中國古建造的構(gòu)件)的處理;而ObjectARX供應(yīng)了一個平臺,能夠?qū)崿F(xiàn)對AutoCAD的功能擴展。 本文主要結(jié)合一般中國古建造的實際構(gòu)造,提出了基于ObjectARX的中國古建造參數(shù)化構(gòu)件庫平臺的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu),分成了同型構(gòu)件庫、保留數(shù)據(jù)塊、裝配中心、數(shù)據(jù)庫、用戶界面和命令管理五部分,環(huán)環(huán)相扣,最后完成構(gòu)件的三維造型。針對