日光温室造型设计及可视化研究

论文摘要

本文介绍了日光温室形态结构交互式设计及可视化系统的整体结构、关键技术及实现过程。通过对北京市现有典型日光温室形态结构的调查分析，提取出日光温室形态结构的主要组分及特征，综合运用计算机辅助设计、人机交互技术和三维可视化技术构建了一个进行日光温室造型交互式设计及可视化的系统原型。论文的主要工作和研究成果如下：1．日光温室二维平面交互技术研究。二维设计采用了“拖拽式”绘图方式，并针对实际二维绘图的需要，提出并实现了基于“相交区域”判定的几何约束算法，提高了二维绘图操作的智能性。2．二维设计向三维造型转换的研究。实现了二维坐标向三维坐标的映射和转换。3．实现了多源3DS模型的导入。通过读入3DS文件，将3DS模型添加到系统场景中，丰富了系统的功能，并通过对模型进行“规范化”处理实现了对模型的有效控制；通过使用多边形网格化技术实现了模型的嵌入，由此可以将3DS导入的模型嵌入到三维场景中其他对象体内。4．使用Bezier曲面表现日光温室的屋顶。通过Bezier曲面的控制点矢量实现对Bezier曲面造型走向的控制。5．在温室的三维显示中，使用混色技术实现温室的透明纹理，增加温室三维效果的真实感。此外，系统在设计过程中采用了模块化设计和面向对象设计的思想，大大增加了系统的可维护性和扩展性，为进一步开发和研究日光温室造型和形态特征奠定了良好的基础。系统实现及验证表明，系统二维操作灵活、易用，三维显示效果也十分理想，能够快速生成较为逼真的日光温室的造型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1.课题的研究意义
• 1.2.课题的研究内容
• 1.3.国内外研究现状
• 1.2.1 温室设计与仿真研究现状
• 1.2.2 建筑和家居设计软件的研究和发展
• 1.4.相关技术的研究现状
• 1.4.1.计算机辅助设计研究现状
• 1.4.2.人机交互技术研究现状
• 1.4.3.三维可视化仿真技术研究现状
• 1.5.论文的组织结构
• 第二章 系统概述
• 2.1.日光温室结构分析
• 2.2.系统实现难点分析
• 2.3.系统设计概述
• 2.4.系统运行界面
• 2.5.本章小结
• 第三章 系统关键问题研究
• 3.1.二维交互设计中几何约束的研究
• 3.1.1 问题的提出
• 3.1.2 几何约束概述
• 3.1.3 几何约束在系统实现中的难点
• 3.1.4 系统几何约束的实现
• 3.1.5 相交处理
• 3.1.6 相离处理
• 3.1.7 小结
• 3.2.温室屋顶曲面的研究
• 3.2.1 温室屋顶造型简介
• 3.2.2 贝塞尔曲线曲面简介
• 3.2.3 温室屋顶的生成
• 3.2.4 小结
• 3.3.三维模型引入的研究
• 3.3.1 3DS文件介绍
• 3.3.2 三维模型导入的实现
• 3.3.3 三维模型"规范化"处理
• 3.3.4 模型嵌入的研究
• 3.3.5 小结
• 3.4.本章小结
• 第四章 系统其他问题研究
• 4.1.系统坐标系映射
• 4.2.墙体对象绘制
• 4.3.墙体坐标计算
• 4.4.温室侧墙绘制
• 4.4.1 绘制方法一
• 4.4.2 绘制方法二
• 4.5.温室屋顶控制的实现
• 4.5.1 OpenGL的选择机制
• 4.5.2 OpenGL的拾取机制
• 4.5.3 温室侧面的映射
• 4.6.透明纹理贴图研究
• 4.7.温室参数的可视化计算
• 4.8.本章小结
• 第五章 系统实现
• 5.1.系统体系结构框架
• 5.2.系统主要数据结构的实现
• 5.2.1.CElement类
• 5.2.2.CLine类
• 5.2.3.CModel类
• 5.2.4.CSampleModel类
• 5.2.5.CWindowModel类
• 5.2.6.CRoof类
• 5.2.7.读取3DS文件的数据结构
• 5.3.系统应用及评价
• 第六章 总结与展望
• 6.1.全文工作总结
• 6.2.后续研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的学术活动
• 致谢