三维社区建模与分析的共形几何代数方法

利用共形几何代数的多维统一表达与分析优势,研究了集成多源数据的三维社区统一建模与分析方法。构建了基于多重向量存储结构的社区场景整体建模流程,实现了CityGML、DXF等多源数据的导入与集成,并设计了基于共形几何代数的对象运动表达与插值方法。以德国Waldbruecke村为例的验证结果显示,基于共形几何代数的三维社区建模可以较好地表达复杂社区对象,并可以有效支撑几何度量、动态对象跟踪、运动轨迹重建等功能实现。     

CityEngine CGA支持下的苗族特色民居三维建模

少数民族民居是中华民族文化的重要组成部分,而在现今民族大融合的背景下,传统少数民族建筑的传承和发展正呈现衰退之势,采用三维建模技术对少数民族民居进行数字化保存意义重大。苗族民居造型复杂,具有独特的吊脚楼结构,给规则建模带来困难。为此,本文以CityEngine软件为建模平台,巧妙地组合与运用挤出、拆分、平移等基础函数,编写了苗族民居底层支柱、二层主屋和歇山型屋顶的规则,完整地实现了苗族典型民居的规则建模,并实现了民居样式的动态调整与民族村寨的快速生成。研究结果表明,基于CGA规则对复杂的民族民居三维建模方法可行,为数字化保存少数民族民居提供了便捷的方式。     

基于Cityengine平台的CGA规则室内三维建模方法研究

随着三维数字城市建设的兴起和不断发展,3D GIS技术逐渐被人们所重视,多种三维建模软件也已被大量应用在三维数字城市的设计和创建中。首先通过与传统建模软件的对比,分析了Cityengine城市引擎软件在快速批量建模和与GIS软件数据交互方面的优点,同时也指出了Cityengine在建筑物室内场景方面缺乏对建模规则的研究。因此本文利用二维GIS几何数据作为模型的底面基础数据,借助Cityengine软件特有的CGA语法编写规则文件,对Cityengine平台下创建建筑物室内三维场景的方法进行了初步探究。通过对该方法的研究旨在使三维室内外场景形成良好的整体,弥补之前Cityengine只能对大场景进行外部批量建模而缺乏对内部模型研究的不足,扩展Cityengine在三维建模领域的应用范围,为智慧城市的创建设计以及可视化分析提供了新的手段。     

基于CGA的建筑物程序化建模研究

CGA形状语法是一种新的模拟计算机图形的语言,能够程序化地产生高视觉效果和详细几何信息的建筑。它能够以很低的成本广泛地用于电脑游戏和电影等的建筑物建模。清晰的等级规则可以让用户方便地指定建筑物之间的层次关系。CGA形状语法表明它能够有效地产生大规模的具有非常详细程度的城市,能够解决以前大规模模型建立过程中在任意方向和形状方面的详细程度问题。     

CGA参数化快速建模的研究与实现——以雨母山古寺庙建筑群为例

参数化建模是通过属性参数进行实时、动态、快速三维建模的新方法。本文基于CityEngine的CGA参数化建模技术,结合地理设计的框架,并与Sketch Up、3ds Max建模软件实现了模型共享,完成了衡阳市雨母山古寺庙建筑群的三维精细模型的集中展示,对古建筑文化基因进行了较为友好的三维诠释。通过拓展已有参数化规则,创建了符合中国古建筑群三维建模的规则模板,集中展示了各式各样特色造型与样式,拓宽了三维建模技术的应用范围,为古寺庙建筑群三维基因图谱的构建和虚拟旅游规划设计提供了详细系统方案与新的理念。     

基于三维模型的城市局地微气候模拟

随着城市化进程的不断深入,城市热岛效应及其所引发的一系列环境问题日趋严重,本文尝试性地将新兴三维建模技术与微气候模拟相结合应用于城市局地微气候研究,以期获得的模拟数据及模型能够帮助城市管理者提供改善城市微气候质量的有效途径。本文选定珠江新城西区为研究区域,以规则建模手段构建城市三维模型,总结微气候模拟的相关子模型,并利用局地微气候模拟软件对研究区进行温度、湿度、风速、风向等气候要素的模拟,最后将二者的结果整合进行可视化展示。微气候模拟结果结合目标区域三维模型,能够直观地分析出建筑高度、密度和布局对目标区域城市微气候分布状况的影响,并提出相应的改善建议与规划策略。该方法克服了以往微气候研究局限于实地测量与单纯依靠过往气象数据的不足。规则建模对城市建筑布局、结构方面的具体呈现与ENVI-met在微气候分布模拟的结合,使城市局地微气候研究可以逐渐与三维建模相结合的方向发展,为不同地区的城市规划与微气候模拟研究提供了新思路与辅助决策工具。在城市建筑结构、布局对城市微气候的影响研究上也提供了更直观的可视化效果。