一种适用于建筑CAD设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法的制作方法

一种适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法
技术领域
1.本发明涉及建筑设计技术领域，具体为一种适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法。


背景技术：

2.建筑bim/cad类软件，需要处理大量管状物的管理和绘制，例如：水电暖通等管网设施、折形梁零件、钢筋或动线示意等，管状物体绘制，目前主要有如下几个难点：若只绘制曲线，则表现能力不足，效果不佳；若绘制精确模型，则原始几何信息内存与渲染性能开销过大；对于复杂的管状延伸轨迹，比如尖锐折角，易出现表面光顺不正确，甚至模型畸形错面的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法，解决了上述背景技术中提出的问题。
4.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法，包括以下步骤：s1、采样点预处理；s11、轨迹线由一系列离散采样点表示p[n]；s12、由各采样点相邻线段的方向的差异度，判断采样点的弯折度，将弯折度转换为弯曲半径，根据圆角部分的弦长，确定采样点数量，获取最终的轨迹线采样点序列；s2、光顺处理；s21、由轨迹线挤出管状模型时，可给定轨迹线首点的上方向u；s22、根据第一点位置p[0], 上方向u， 线段方向p[0]
–
p[1]，得出第一点的切面s[0]，s[0]原点为p[0], 法向为p[0]
–
p[1], 面上2d坐标系的y方向为u；s23、后面每一点p[n]，设a=p[n]-p[n-1] b=p[n]-p[n 1]；x=a b,y=a
×
b；得到切面q[n], q[n]穿过p[n]，同时法向等于x
×
y；s24、将上一切面p[n-1]的上方向u[n]映射到切面q[n]，作为q[n]的面上2d上方向，得到最终的中间点切面p[n]；s3、模型挤出；s31、由预处理步骤，得到每个采样点的切面p[n]；s32、根据第一个切面和最后一个切面，生成挤出模型的两侧端面；s33、中间每一个切面，生成对应的环绕挤出方向的侧面；s34、最大化兼顾拐角保留和畸形防护的效果。
[0005]
可选的，所述步骤s12中，由一个线性参数控制，比如dot(normalize(p[n]
ꢀ–
p[n-1]),normalize(p[n 1]
–
p[n]。
[0006]
可选的，所述步骤s21如不指定，亦可自由选择一个与首线段垂直的上方向。
[0007]
可选的，所述步骤s32中，进一步包括以下步骤：s321、设截面形状r,遍历r上每一个点r[x]，将r[x]映射到切面p[n]上,得到映射后的点rp[x]；s322、检查rp[x]处于切面p[n-1]的哪一半空间，若为正半空间，则rp[x]=rp[x
ꢀ‑
1]；s323、用于重复步骤s321和s322直到截面r上所有点都得到对应的差值点；s324、由上一切面的rp点队列，和当前切面的rp点队列，使用strip方式组合成新的挤出模型的侧面三角面片。
[0008]
可选的，所述步骤s34中，进一步包括以下步骤：s341、或将拐角面因步骤s322的替换，会出现一侧整体丢失，从而使拐角本身丢失；s342、可通过选择拐角中正中间的一个切面为固定切面，此切面的采样点不经过步骤s322，同时前侧的采样点，会同时与这个固定切面做半空间比较，来最大化兼顾拐角保留和畸形防护的效果。
[0009]
本发明提供了一种适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法，具备以下有益效果：1、该适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法支持各种截面形状，适用于建筑设计类软件中的管状类物体的各种应用领域。
[0010]
2、该适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法提出了一种创新性的保持光顺和防止模型错面方法。
[0011]
3、该适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法在保留“轨迹线挤出”方式的低内存占用，低计算开销的前提下，提高了管状物几何形体在各种轨迹线情形下的普适度和显示效果。
[0012]
4、该适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法提出了一种新的基于轨迹线的，可支持任何截面形状，且在回弯、锐角等极端轨迹下保证表面光顺和模型正确的绘制算法。
附图说明
[0013]
图1为本发明表面光顺正确状态示意图；图2为本发明形体轨迹示意图；图3为本发明形体弯角示意图；图4为本发明形体界面示意图。
具体实施方式
[0014]
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0015]
请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法，包括以下步骤：
s1、采样点预处理；s11、轨迹线由一系列离散采样点表示p[n]；s12、由各采样点相邻线段的方向的差异度，或可由一个线性参数控制，比如dot(normalize(p[n]
ꢀ–
p[n-1]),normalize(p[n 1]
–
p[n]，用于判断采样点的弯折度，将弯折度转换为弯曲半径，根据圆角部分的弦长，确定采样点数量，获取最终的轨迹线采样点序列；s2、光顺处理；s21、由轨迹线挤出管状模型时，可给定轨迹线首点的上方向u，若不指定，可自由选择一个与首线段垂直的上方向；s22、根据第一点位置p[0], 上方向u， 线段方向p[0]
–
p[1]，得出第一点的切面s[0]，s[0]原点为p[0], 法向为p[0]
–
p[1], 面上2d坐标系的y方向为u；s23、后面每一点p[n]，设a=p[n]-p[n-1] b=p[n]-p[n 1]；x=a b,y=a
×
b；得到切面q[n], q[n]穿过p[n]，同时法向等于x
×
y；s24、将上一切面p[n-1]的上方向u[n]映射到切面q[n]，作为q[n]的面上2d上方向，得到最终的中间点切面p[n]；s3、模型挤出；s31、由预处理步骤，得到每个采样点的切面p[n]；s32、根据第一个切面和最后一个切面，生成挤出模型的两侧端面；s321、设截面形状r,遍历r上每一个点r[x]，将r[x]映射到切面p[n]上,得到映射后的点rp[x]；s322、检查rp[x]处于切面p[n-1]的哪一半空间，若为正半空间，则rp[x]=rp[x
ꢀ‑
1]；s323、用于重复步骤s321和s322直到截面r上所有点都得到对应的差值点；s324、由上一切面的rp点队列，和当前切面的rp点队列，使用strip方式组合成新的挤出模型的侧面三角面片；s33、中间每一个切面，生成对应的环绕挤出方向的侧面；s34、最大化兼顾拐角保留和畸形防护的效果；s341、或将拐角面因步骤s322的替换，会出现一侧整体丢失，从而使拐角本身丢失；s342、可通过选择拐角中正中间的一个切面为固定切面，此切面的采样点不经过步骤s322，同时前侧的采样点，会同时与这个固定切面做半空间比较，来最大化兼顾拐角保留和畸形防护的效果。
[0016]
综上，该适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法，使用时，首先，将轨迹线由一系列离散采样点表示p[n]，再由各采样点相邻线段的方向的差异度，判断采样点的弯折度，将弯折度转换为弯曲半径，根据圆角部分的弦长，确定采样点数量，获取最终的轨迹线采样点序列；然后，由轨迹线挤出管状模型时，可给定轨迹线首点的上方向u，接着，根据第一点位置p[0], 上方向u， 线段方向p[0]
–
p[1]，得出第一点的切面s[0]，s[0]原点为p[0], 法向为p[0]
–
p[1], 面上2d坐标系的y方向为u，后面每一点p[n]，设a=p[n]-p[n-1] b=p[n]-p
[n 1]；x=a b,y=a
×
b；得到切面q[n], q[n]穿过p[n]，同时法向等于x
×
y，再将上一切面p[n-1]的上方向u[n]映射到切面q[n]，作为q[n]的面上2d上方向，得到最终的中间点切面p[n]；最后，每个采样点的切面p[n]，以及根据第一个切面和最后一个切面，生成挤出模型的两侧端面，中间每一个切面，生成对应的环绕挤出方向的侧面，可设截面形状r,遍历r上每一个点r[x]，将r[x]映射到切面p[n]上,得到映射后的点rp[x]，再检查rp[x]处于切面p[n-1]的哪一半空间，若为正半空间，则rp[x]=rp[x
ꢀ‑
1]，并用于重复步骤s321和s322直到截面r上所有点都得到对应的差值点，再由上一切面的rp点队列，和当前切面的rp点队列，使用strip方式组合成新的挤出模型的侧面三角面片，或将拐角面因步骤s322的替换，会出现一侧整体丢失，从而使拐角本身丢失，还可通过选择拐角中正中间的一个切面为固定切面，此切面的采样点不经过步骤s322，同时前侧的采样点，会同时与这个固定切面做半空间比较，来最大化兼顾拐角保留和畸形防护的效果。
[0017]
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。