明清古建筑信息模型设计平台建设分析

孙朗富 （盐城工业职业技术学院 224000）

古建筑是凝固的文物，所体现的不仅仅是艺术价值，通过解读建筑构件，还可以从中探析当时的社会历史状况。对古建筑进行解析，首先要从其设计结构开始研究。中国的一些明清古建筑保留至今，经历社会历史的变迁，已经遭到不同程度的损坏。要对这些建筑进行研究，就需要运用建筑信息模型技术，对古建筑建模处理，使古建筑的本来面貌得以恢复，然后运用参数化的设计方法对几何模型进行分解，并对古建筑各个重点部位设置参数。运用建筑信息模型技术，就是对古建筑参数化建模之后，经过技术处理形成古建筑三维信息模型。古建筑三维信息模型将建筑虚拟复原，建筑的内部结构设计都可以立体而直观地呈现出来。

一、古建筑信息模型设计平台的架构

（一）收集明清古建筑构件信息，生成建筑信息模式

将明清古建筑生成为建筑信息模式，就要收集古建筑构件的信息，包括古建筑的构造、构建的材质和几何信息、物理信息，古建筑所用油漆彩绘等。采用信息模型设计，可以获得相关信息的扩展功能。对扩展数据的存储，系统所采用的是字段信息，存储的信息值为扩展字典存储值，不仅可以使信息的扩展性得以实现，还发挥信息存储的可制定性。用户在使用数据信息的同时，还可以将一些数据信息添加进去。当这些信息都被纳入到三维模型中之后，就可以将建造建筑的一些规律归纳出来，基于此而提出古建筑的管理措施。

（二）建立明清古建筑三维模式

关于明清古建筑三维模式的建立，可以采用两种方式建模：其一是系统软件将古建筑构件的信息按照软件本身所提供的参数建模；其二是将dwg格式的模型或者dxf格式的模型直接导入进去，所获得的参数通常可以采取手工输入的方式，也可以导入测绘数据。

当明清古建筑构件的各项信息数据在图形数据库中储存之后，就可以作为信息模型以备使用。在明清古建筑的建模中，还要详细分析特定构件的参数，包括几何参数、特定形式以及装配参数，将所归纳出来的参数与其他参数建立关系，从数据库中调用表达建筑结构规律与构件关系的函数，将古建筑构件三维模型建立起来。

（三）明清古建筑构件的管理

明清古建筑的构成具有模数制的特点，建筑形制分为大式和小式。大式的建筑形制以斗口作为模数；小式的建筑形制以斗檐柱作为模数。建筑构件以及建筑各个部位的尺寸与模数之间都存在着一定的比例关系，相互之间存在着构成的层次性；尺寸与模数之间所建立的计算关系表达不同构件之间所存在的内在关系。明清古建筑由大量的构件所构成，将不同构件之间建立起关联，有助于对明清古建筑的各个构件进行管理。

二、明清古建筑信息模型设计平台建设的关键技术

（一）明清古建筑构件参数化建模

在建模的过程中，要将建筑构件的结构规律总结出来，包括各种参数在内，都要输入到设计界面中，就会自动生成构件三维模型所需要的参数，古建筑构件的参数关系由此而建立起来。除了存储参数的数据库之外，构件结构规律的数据库也是非常重要的。在这个数据库中存储了根据古建筑构件参数而设定部件名称、构件结构和构件形状。明清古建筑的三维模型就是按照参数以及结构规律而创建的。在三维模型中，古建筑各个构件的名称、规格以及结构等等都输入到所创建的模型中，在此打开三维信息模型，所需要的古建筑设计模型就会呈现出来，而且信息模型的相关信息会经过图形数据库操作函数读取出来，显示在界面上。

（二）明清古建筑构件信息模型的附加信息

明清古建筑构件信息包括构造、材质、油漆彩绘信息，以及相关的物理信息和备注信息。将这些信息在选项卡中存储。在选项卡中有系统自带信息，用户可以根据实际需要进行选择，包括建筑构件的尺寸、样式等，选择好之后，就会将建筑构造的层次自动生成。可见，选项卡中的信息与古建筑信息模型之间存在着驱动关系，只要选项卡中的信息发生改变，模型就会相应地有所改变。当然，如果模型尺寸发生变动，随着模型的构造关系发生改变，选项卡中的相应选项也会有所改变。

以油漆彩绘信息选项卡为例。在对明清古建筑构件的油漆彩绘信息进行设置中，信息要与古建筑的材质之间建立驱动关系。软件中所存储的彩绘信息包括各种彩画，诸如烟琢墨斗、浑金斗棋以及金琢墨斗彩画等，跟中花样都能够将古建筑所属类型和等级反映出来。要选择符合明清古建筑的油漆彩绘信息，就要对明清古建筑的彩绘特点有所了解，必要的时候可以对所选择的相似信息进行技术处理，形成新的油漆彩绘信息，存储在选项卡中。

三、明清古建筑信息模型设计平台的构建

中国明清古建筑有其自身特点，包括单个构件的形状，不同构件直接的组合，都存在着一定的规律。那么，在系统构建上，就要将构件参数与建筑模型之间的驱动关系建立起来，运用三维模型的检索算法，以获得更为准确的检索信息。然后按照古建筑的安装位置信息和结构信息组装古建筑信息模块，使古建筑按照明清时期的建造规律呈现出来。

设计平台建设所采用的是数据库是AutoCAD图形数据库。所有的实体追加附加信息的实现都可以通过扩展数据来实现。随着扩展数据在实体上添加，信息与相应的图形就会共同被存储在数据库中。扩展字典也是实现附加信息的有效途径，其隶属于某一个特定的实体，为实体的自定义提供了有效途径。所有的扩展记录都会在扩展字典中储存，为实体的自定义提供实现途径。

四、明清古建筑信息模型的组装

在系统的菜单中有“组装”栏，点击后就会有相关的组装信息弹出来。将与古建筑信息模型相关的各种参数确定下来，包括步举架、开间等参数设置好之后，将构件模型参数采用信息检索的方法从构件库中获得。当所有的参数确定之后，系统就会将古建筑的组装模型自动生成。

综上所述，本论文通过对明清古建筑的各项信息基于建模系统进行研究，并建立了建筑信息模型设计平台。古建筑信息模型构建过程中，所有的构件都被参数化并存储在模型库中，为三维建筑模型设计构件的选取提供方便。此外，本设计平台还支持信息扩展功能，使古建筑信息模型设计平台上所展示的建筑信息更为真实、精细。

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