CN113378279A

CN113378279A - 一种建筑建模方法、系统、电子设备和存储介质

Info

Publication number: CN113378279A
Application number: CN202110708432.8A
Authority: CN
Inventors: 方源
Original assignee: Wuhan Yuangou Construction Technology Co ltd
Current assignee: Wuhan Yuangou Construction Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2021-09-10

Abstract

本发明实施例提供的一种建筑建模方法、系统、电子设备和存储介质；以类型学的思维建模，用自主研发的Grasshopper电池搭建模型；将不规则的建筑体块还原成挤出形，生成挤出形表面均布的杆件线条，再筛选杆件线条，用原本体块的表面裁剪杆件线条，生成建筑立面的杆件；利用Grasshopper的树形数据处理功能，一次性完成多个建筑立面上杆件的建模。

Description

一种建筑建模方法、系统、电子设备和存储介质

技术领域

本发明实施例涉及计算机辅助工程设计技术领域，尤其涉及一种建筑建模方法、系统、电子设备和存储介质。

背景技术

设计建筑物的外观是建筑设计中的一项重要工作。通常情况下，设计师会用3D建模软件创建出该建筑物的虚拟模型。项目前期，模型是设计院与甲方沟通的重要媒介，后期，成熟的模型可以指导施工图设计、施工作业等等。

适合用于建筑建模的软件主要有两款，分别为SketchUp和Rhino。目前，大部分设计院用SketchUp建模，少数会用Rhino。普遍认为，SketchUp的优势在于操作简单、非常有利于建筑及相关专业之间的沟通；而Rhino的优势在于能够从容应对SketchUp不擅长的曲面建模。多数业内人士，特别是对Rhino不甚了解的，容易形成一种刻板印象，就是建方盒子模型最好用SketchUp，建复杂的曲面模型最好用Rhino。理所应当地，Grasshopper作为Rhino的参数化插件，也主要被应用于复杂曲面的建模。从网络上对Grasshopper的宣传便可见一斑，各大专业网站、自媒体上的Grasshopper教学内容基本都是围绕曲面建模展开的。另外，搭建一个完整的Grasshopper模型是比较费时的，在国内快节奏的地产项目中往往来不及搭建完整的Grasshopper模型。以上种种，导致Rhino这样一款实用的软件在设计院内的普及程度不高，参数化建模技术不被应用于普通建筑的设计中。

参数化建模技术本质上是基于编程思维的建模技术。Grasshopper的每一个电池相当于一个简单的函数，输入端是函数的变量，输出端是函数的结果。电池和电池可以首尾相连，构成更为复杂的函数关系。因此，同一组电池不仅适用于当下的建模任务，且在面对类似的问题时都可以发挥作用。将电池组打包成cluster日后调用，则可以在一定程度上弥补了Grasshopper模型搭建慢的缺点。例如写一个做方盒子四周均布杆件的cluster，输入端调节杆件的间距、相对高度、截面尺寸等等，输出端输出杆件。那么之后在面对各种方盒子时，不论尺寸大小如何，都可以用所述cluster生成其四周的杆件。

另外，Grasshopper独有的树形数据处理功能可以让多个对象一起运算。假如要建10个方盒子塔楼的模型，这些塔楼尺寸各异，杆件间距、截面尺寸各不相同，只需要将各个塔楼的数据彼此对应上，对应地输入上述cluster，就可以一次性完成10个塔楼的模型。由此可见，Grasshopper是实现类型学建模方式的基础，而以往常用的建模软件，例如SketchUp、3DMax等，由于建模机制不同，无法采用这种方式建模，在面对不同的模型时，只能各个击破，不能批量化生产。

发明内容

第一方面，本发明实施例提供一种建筑建模方法，包括：

步骤S1、基于Grasshopper电池，拾取Rhino中的Brep；

步骤S2、调用根据RhinoCommon编写的若干电池；所述电池包括将封闭的Brep还原成挤出形的第一电池，将开放的Brep还原成挤出形的第二电池，生成挤出形表面均布的杆件线条的第三电池，裁剪杆件线条，生成杆件的第四电池；

步骤S3、判断所述拾取的Brep是否为挤出形；若不是挤出形，判断所述拾取的Brep是否封闭；若是封闭的，基于所述第一电池，将封闭的Brep还原成挤出形；若不是封闭的，基于所述第二电池，将开放的Brep还原成挤出形；

步骤S4、基于所述第三电池，生成挤出形表面均布的杆件线条；

步骤S5、筛选所述均布的杆件线条；基于所述Brep，确定筛选后杆件线条的裁剪范围；

步骤S6、基于所述第四电池，裁剪杆件线条，生成杆件。

第二方面，本发明实施例提供一种建筑建模系统，包括：

第一模块，用于基于Grasshopper电池，拾取Rhino中的Brep；

第二模块，用于调用根据RhinoCommon编写的若干电池；所述电池包括将封闭的Brep还原成挤出形的第一电池，将开放的Brep还原成挤出形的第二电池，生成挤出形表面均布的杆件线条的第三电池，裁剪杆件线条，生成杆件的第四电池；

第三模块，用于判断所述拾取的Brep是否为挤出形；若不是挤出形，判断所述拾取的Brep是否封闭；若是封闭的，基于所述第一电池，将封闭的Brep还原成挤出形；若不是封闭的，基于所述第二电池，将开放的Brep还原成挤出形；

第四模块，用于基于所述第三电池，生成挤出形表面均布的杆件线条；

第五模块，用于筛选所述均布的杆件线条；基于所述Brep，确定筛选后杆件线条的裁剪范围；

第六模块，用于基于所述第四电池，裁剪杆件线条，生成杆件。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面实施例所述建筑建模方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面实施例所述建筑建模方法的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的建筑建模方法流程框图；

图2为根据本发明实施例1的初始模型展示图；

图3为根据本发明实施例1的Grasshopper电池连接图；

图4为根据本发明实施例1的步骤S3的结果展示图；

图5为根据本发明实施例1的步骤S4的结果展示图；

图6为根据本发明实施例1的步骤S5的结果展示图；

图7为根据本发明实施例1的步骤S6的结果展示图；

图8为根据本发明实施例1的最终模型展示图；

图9为根据本发明实施例2的初始模型展示图；

图10为根据本发明实施例2的Grasshopper电池连接图；

图11为根据本发明实施例2的步骤S3的结果展示图；

图12为根据本发明实施例2的步骤S4的结果展示图；

图13为根据本发明实施例2的步骤S6的结果展示图；

图14为根据本发明实施例2的最终模型展示图；

图15为根据本发明实施例3的初始模型展示图；

图16为根据本发明实施例3的Grasshopper电池连接图；

图17为根据本发明实施例3的步骤S1的结果展示图；

图18为根据本发明实施例3的步骤S5的结果展示图；

图19为根据本发明实施例3的步骤S5的结果展示图；

图20为根据本发明实施例3的最终模型展示图；

图21为根据本发明实施例3的最终模型展示图；

图22为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

虽然建筑的形体各异，其上的杆件也长短不一，但是一般情况下，建筑是由单个或多个体块构成的，而这些体块又是由水平面和垂直面构成的，因此常见的建筑体块基本可以分成两类，一类是挤出形，一类是在挤出形的基础上挖洞、切角、去掉某些部分产生的形体，例如L形的体块。做挤出形的表面杆件是很容易的，因为杆件的长度相同，只需要做一个杆件再移动复制到其他位置即可。但是做L形体块的表面杆件却没这么简单，由于L形表面的杆件有长有短，用一般的建模方法就得分别建出不同长度的杆件。假如我们先将L形体块补齐、还原成一个立方体(挤出形)，然后在立方体的四周做均布的横竖线条，之后再用L形的表面裁剪所述均布的横竖线条，用裁剪后的横竖线条生成横竖杆件，那么就可以形成一套固定的做法，适用于创建任何L形体块的杆件，不论L形的具体形状如何。同理，在创建其他建筑体块表面杆件时，如果该体块不是一个挤出形，都可以先将它还原成挤出形，在挤出形的表面做均布的杆件线条，再用原体块的表面去裁剪这些线条，生成杆件。

假如我们并不是要在体块的四周做杆件，而是在体块的某个或某几个面上做杆件，我们同样可以先将这些面还原成挤出形，即由线段或多段线向上挤出形成的形体，然后重复上述类似的操作，生成杆件。如此一来，在创建非异形、不带倾斜的一般建筑的表面杆件时，不论是做体块四周的还是某个、某几个面上的杆件，不论体块和面的具体形状如何，都可以采用相同的步骤去完成。看似各不相同的建模任务被类型化了，也就可以利用Grasshopper的树形数据处理功能，批量完成多个建筑立面上杆件的建模。

图1为根据本发明实施例的建筑建模方法流程框图，以下结合图1通过若干实施例完整描述本发明的技术方案。

实例1：

实例1将演示如何快速完成单个不规则封闭几何体表面杆件的建模。

如图2所示，是我们要做的模型的体块模。

如图3所示，是实例1的Grasshopper电池连接图，电池A、F、G、H、J、K为Grasshopper原生电池，电池B、C、D、E为我们根据RhinoCommon编写的电池。

步骤S1、基于Grasshopper电池，拾取Rhino中的Brep。

用电池A拾取Rhino中的Brep。

步骤S2、调用根据RhinoCommon编写的若干电池。所述电池包括将封闭的Brep还原成挤出形的第一电池，将开放的Brep还原成挤出形的第二电池，生成挤出形表面均布的杆件线条的第三电池，裁剪杆件线条，生成杆件的第四电池。

电池B为第一电池的实例。电池C为第三电池的实例。电池D、E为第四电池的实例。

步骤S3、判断所述拾取的Brep是否为挤出形。若不是挤出形，判断所述拾取的Brep是否封闭。若是封闭的，基于所述第一电池，将封闭的Brep还原成挤出形。若不是封闭的，基于所述第二电池，将开放的Brep还原成挤出形。

电池A拾取的Brep不是挤出形，是封闭的，因此使用电池B将所述Brep还原成挤出形，如图4所示。

步骤S4、基于所述第三电池，生成挤出形表面均布的杆件线条。

电池C的作用是：根据输入的信息，生成挤出形表面均布的横向、竖向线条。

输入端：

“盒子”：挤出形。本例输入电池B还原的挤出形。

“层高”：建筑的层高。本例输入4米。

“竖杆间距”：竖杆排列的间距。本例输入2米。

“横杆高度”：横杆线相对楼板的高度。本例输入3米。

“等分样式”设置了三种选择，输入0：根据竖杆间距计算出的等分份数。输入1：取原等分分数的最近奇数。输入2：取原等分分数的最近偶数。本例保持输入端的默认值——0。

“去转角线”：选择是否去掉转角的竖杆线。本例保持输入端的默认值——false。

“旋转pln”：选择是否旋转转角的工作平面，以适应角平分线方向。本例保持输入端的默认值——false。

输出端：

“楼层线”：每层的楼层线。

“pln”：竖杆线相对盒子的水平工作平面。

“竖杆线”:生成的均布的竖向线条。

“横杆线”：生成的不包括楼层线在内的均布的横向线条。

输出的挤出形表面均布的杆件线条，如图5所示。

步骤S5、筛选所述均布的杆件线条。基于所述Brep，确定筛选后杆件线条的裁剪范围。

本例不需要筛选杆件线条。基于所述Brep，用电池G拾取若干单一表面，用电池H将所述单一表面合并成一个Brep，即为杆件线条的裁剪范围，如图6所示。

步骤S6、基于所述第四电池，裁剪杆件线条，生成杆件。

裁剪后的杆件线条，如图7所示。

将电池C的输出结果对应地输入电池D和电池E，将电池H的结果输入电池D和电池E的“裁剪范围”。这两电池将完成对杆件线条的裁剪，并将裁剪后的线条按照长度分组。

用电池F在坐标原点处做杆件的截面，输入电池D和电池E。电池D会将所述截面投射到裁剪后的竖向杆件线的水平工作平面上，在分组后的竖向线条中选择每组的第一条生成竖向杆件，输出这根杆件、这根杆件的水平工作平面以及其他竖向杆件的水平工作平面。后续将电池D的结果对应输入电池J，生成所有的竖向杆件。

电池E会将所述截面投射到裁剪后的横向杆件线的垂直工作平面上，在分组后的横向线条中选择每组的第一条生成横向杆件，输出这根杆件、这根杆件的垂直工作平面以及其他横向杆件的垂直工作平面，后续将电池E的结果对应输入电池K，生成所有的横向杆件。

完成的模型效果图如图8所示。

实例2：

实例2将演示如何快速完成单个不规则开放Brep表面杆件的建模。

如图9所示，是我们要做杆件的Brep。

如10图所示，是实例2的Grasshopper电池连接图，电池A、F、G、H、J、K为Grasshopper原生电池，电池L、C、D、E为我们根据RhinoCommon编写的电池。

步骤S1、基于Grasshopper电池，拾取Rhino中的Brep。

用电池A拾取Rhino中的Brep。

电池L为第二电池的实例。电池C为第三电池的实例。电池D、E为第四电池的实例。

电池A拾取的Brep不是挤出形，不是封闭的，因此使用电池L将所述Brep还原成挤出形，如图11所示。

将对应的数据输入电池C。

“盒子”输入电池L还原的挤出形。

“层高”输入4米。

“竖杆间距”输入2米。

“横杆高度”输入3米。

“等分样式”保持默认值——0。

“去转角线”保持默认值——false。

“旋转pln”保持默认值——false。

输出的挤出形表面均布的横向、竖向杆件线条，如图12所示。

本例不需要筛选杆件线条。电池A拾取的Brep，即为杆件线条的裁剪范围。

步骤S6、基于所述第四电池，裁剪杆件线条，生成杆件。

裁剪后的杆件线条，如图13所示。

将电池C的输出结果对应地输入电池D和电池E，将电池A的结果输入电池D和电池E的“裁剪范围”。将电池F的结果输入电池D和电池E的“杆件截面”。这两电池将完成对杆件线条的裁剪、分组和部分创建。后续将电池D的结果对应输入电池J，生成所有的竖向杆件。将电池E的结果对应输入电池K，生成所有的横向杆件。

完成的模型效果图如图14所示。

实例3：

实例3将演示如何利用本方法配合Grasshopper的树形数据处理，快速完成复杂建筑模型表面杆件的建模。

如图15所示，是我们要做的模型的体块模。

如图16所示，是实例3的Grasshopper电池连接图，电池A、D、E、F、G、K、L为Grasshopper原生电池，电池B、C、H、J为我们根据RhinoCommon编写的电池。

步骤S1、基于Grasshopper电池，拾取Rhino中的Brep。

如图17所示，用电池A拾取了Rhino中的若干Brep。

电池B为第三电池的实例。电池H、J为第四电池的实例。

电池A拾取的若干Brep都是挤出形。

将对应的数据输入电池B。

“盒子”输入电池A拾取的挤出形。

“层高”输入4.5米。

“竖杆间距”输入2米。

“横杆高度”空余。

“等分样式”保持默认值——0。

“去转角线”保持默认值——false。

“旋转pln”保持默认值——false。

输出挤出形表面均布的横向、竖向杆件线条。

筛选所述均布的杆件线条，筛选结果如图18所示。用电池C提取挤出形的底层轮廓线。用电池D筛选电池B输出的楼层线。用电池E改变电池D的树形数据路径名，使之与电池D的树形数据路径名匹配。电池F拾取的Brep，即为杆件线条的裁剪范围，如图19所示。

步骤S6、基于所述第四电池，裁剪杆件线条，生成杆件。

将电池B的输出结果对应地输入电池J，将电池C和电池E的结果一起输入电池H的“横杆线”。将电池F的结果输入电池H和电池J的“裁剪范围”，将电池G的结果输入电池H和电池J的“杆件截面”。这两电池将完成对杆件线条的裁剪、分组和部分创建。后续将电池H的结果对应输入电池K，生成所有的横向杆件。将电池J的结果对应输入电池L，生成所有的竖向杆件。

完成的模型效果图如图20、21所示。

本发明实施例还提供一种建筑建模系统，基于上述各实施例中的建筑建模方法，包括：

第一模块，用于基于Grasshopper电池，拾取Rhino中的Brep；

基于相同的构思，本发明实施例还提供了一种电子设备的实体结构示意图，如图22所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(CommunicationsInterface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行如上述各实施例所述建筑建模方法的步骤。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

基于相同的构思，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序包含至少一段代码，该至少一段代码可由主控设备执行，以控制主控设备用以实现如上述各实施例所述建筑建模方法的步骤。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种计算机程序，当该计算机程序被主控设备执行时，用以实现上述方法实施例。

所述程序可以全部或者部分存储在与处理器封装在一起的存储介质上，也可以部分或者全部存储在不与处理器封装在一起的存储器上。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种处理器，该处理器用以实现上述方法实施例。上述处理器可以为芯片。

综上所述，本发明实施例提供的一种建筑建模方法、系统、电子设备和存储介质，用Grasshopper电池将不规则的Brep还原成挤出形，生成挤出形表面均布的杆件线条，再筛选杆件线条，用原本Brep的表面裁剪杆件线条，生成建筑立面的杆件；以类型学的思维建模，利用Grasshopper的树形数据处理功能，一次性完成建筑立面所有同类型杆件的建模。

本发明的各实施方式可以任意进行组合，以实现不同的技术效果。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidStateDisk)等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种建筑建模方法，其特征在于，包括：

步骤S1、基于Grasshopper电池，拾取Rhino中的Brep；

步骤S6、基于所述第四电池，裁剪杆件线条，生成杆件。

2.一种建筑建模系统，其特征在于，包括：

第一模块，用于基于Grasshopper电池，拾取Rhino中的Brep；

3.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1任一项所述建筑建模方法的步骤。

4.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1任一项所述建筑建模方法的步骤。