规则驱动的造型

论文摘要

计算机辅助造型技术在当今各个领域有着广泛的应用，如何能够快速和真实地构造三维模型是人们一直致力解决的问题。本文详细地介绍了一种规则驱动的计算机辅助造型技术，该技术详细分析和提取了造型对象的特征，将造型对象的特征进行形式化或者结构化的描述以构建造型规则库，然后通过设置初始的控制输入，使用这些造型规则库完成造型过程，得到满足初始特征条件的造型对象。由于造型的过程遵循造型对象的特征规则，同时利用了初始输入对造型的结果进行有效控制，保证了造型对象的真实性；同时，由于在造型过程中使用了形式化或者结构化的规则，把造型的过程转化为一个规则迭代过程和结果的解释过程，大大提高了造型的效率。 本文首先介绍了本文的研究背景，主要研究内容和研究目标。 第二章综述了规则驱动造型的理论依据和造型流程、模型表示和两种显式规则驱动的造型技术，对该造型技术做了一个框架性的描述。 第三章以中国古代建筑造型为例，阐述显式规则驱动的造型技术，详细描述了中国古代建筑单体和建筑群的造型过程，主要包括提取规则、构建规则库、参数控制的规则选取及造型结果的解释生成。 第四章将隐式规则驱动的造型技术应用于虚拟城市模型的构建。通过将城市的道路规划规则描述为道路引擎的规则库，生成城市的初步规划，而后通过功能分区和容积率来控制城市建筑的类型和密度，实现虚拟城市的造型。 第五章对全文进行总结，阐明本文研究的特点，指出目前工作中尚存在的不足与问题，并对今后的研究工作进行了展望。

论文目录

• 规则驱动的造型
• 摘要
• Rule Driven Modeling
• Abstract
• 第一章 绪论
• 第一节 相关研究背景
• 第二节 内容简介
• 第二章 规则驱动造型技术
• 第一节 规则驱动造型技术的相关理论
• 2.1.1 面向域的问题设计（Domain-Oriented Design）
• 2.1.2 形式系统（Formal System）
• 2.1.3 规则的表示
• 第二节 模型的表示
• 2.2.1 结构模型（Constructive Models）
• 2.2.2 分解模型（Decomposition Models）
• 2.2.3 边界模型——半边结构
• 第三节 规则驱动造型技术的造型流程
• 2.3.1 规则驱动造型技术的基本流程
• 2.3.2 规则库的构建
• 2.3.3 递推器的构造
• 2.3.4 解释器的构造
• 第四节 两种显式规则驱动的造型技术
• 2.4.1 L-系统
• 2.4.2 形状语法（Shape Grammar）
• 第三章 中国古代建筑的规则造型
• 第一节 算法流程描述
• 第二节 中国古代建筑的规则性
• 3.2.1 中国古代建筑简介
• 3.2.2 规则的提取
• 第三节 造型算法的实现
• 3.3.1 参数控制的造型规则
• 3.3.2 组件的构造
• 3.3.3 纹理的生成
• 第四节 实验结果
• 3.4.1 建筑单体的实验结果
• 3.4.2 建筑分布的实验结果
• 第五节 小结与未来研究方向
• 第四章 虚拟城市的规划造型
• 第一节 算法流程描述
• 第二节 道路分布的生成
• 4.2.1 道路生成引擎
• 4.2.2 道路生成的全局模式
• 4.2.3 道路生成的局部限制
• 4.2.4 道路网的交互修改
• 第三节 建筑地块的分布生成与建筑模型的放置
• 4.3.1 小区的划分
• 4.3.2 建筑模型及其它城市元素模型的放置
• 第四节 实验结果
• 第五节 小结与未来研究方向
• 参考文献
• 致谢