视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计

周孟熙 王瑞

摘  要： 传统不规则建筑的平面设计能够展现出来的元素色彩单一，因此提出一种视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计。分析、归纳不规则建筑平面设计的信息数据，完成不规则建筑的信息模型的构建，对建筑信息数据进行一系列的挖掘与管理，描述自身的基本情况和属性优化数据结构;利用一維数组XYArray来描述线路属性，完成平面设计中线路的规划。实验结果表明，视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计的色素类型比传统平面设计的色素类型平均高出约30种，展现出来的元素色彩丰富，在视觉上能够给人以美感，验证了视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计的有效性。

关键词： 不规则建筑造型; 数字化平面设计; 视觉传达; 构建信息模型; 数据处理; 线路规划

中图分类号： TN911.73?34; U291.1              文献标识码： A                      文章编号： 1004?373X（2020）08?0154?04

Digital graphic design of irregular architectural modeling under visual communication

ZHOU Mengxi， WANG Rui

（Hainan Tropical Ocean University， Sanya 572000， China）

Abstract： A digital graphic design of the irregular architecture modeling under visual communication is proposed to enrich the color element showed by the graphic design of the traditional irregular architecture. The information data of irregular architecture graphic design is analyzed and summarized to complete the construction of the information model of irregular architecture， and the architectural information′s data is conducted a series of mining and management to describe its own basic situation and attribute to optimize the data structure. A one?dimensional array XYArray is used to describe the line property to complete the line planning in the graphic design. The experimental results show that the type of color element of the digital graphic design of irregular architecture modeling under visual communication are about 30 kinds higher than that of the traditional graphic design. The presented element is colorful， and gives a person with aesthetic feeling on the vision， which verifies the effectiveness of digital graphic design of irregular architectural modeling under visual communication.

Keywords： irregular architecture modeling; digital graphic design; visual communication; information modeling; data process; route planning

0  引  言

在数字技术高速发展的背景下，建筑业依靠数字化设计也在不断的创新改革。人们不满足于中规中矩的建筑，为了追求视觉上的创新，一系列不规则的建筑造型走入了人们的视野[1]。传统不规则建筑的平面设计能够展现出来的元素色彩单一，很难给人们留下视觉上的深刻印象。

本文提出视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计，视觉传达经历了商业美术、工艺美术、印刷美术设计、装潢设计、平面设计等几大阶段的演变，最终成为以视觉媒介为载体[2]，利用视觉符号表现并传达信息的设计。从构建科学合理的不规则建筑信息模型入手，设计出不规则建筑平面各设备的数据模型，优化建筑数字化平面设计的数据结构，对线路进行设计，深入研究不规则建筑平面设计中各种关联设计方法，提高不规则建筑专业的设计效率、质量、水平。

1  不规则建筑造型数字化平面设计

设计的不规则建筑造型数字化平面主要功能包括不规则建筑设计相关信息的收集、分类、加工以及输出，四位一体的数字化平面设计需要科学合理的不规则建筑信息模型[3]。以此为基础，能够保证不规则建筑专业数据库的建立，进一步实现不规则建筑的平面关联约束设计。设计流程如图1所示。

1.1  构建不规则建筑的信息模型

不规则建筑信息模型的构建是数字化平面设计的基础，通过分析、归纳不规则建筑平面设计的信息数据并且根据建筑的类型，设计出可以满足功能需求的信息模型，以此作为前提定制各种不规则建筑平面设计功能[4]。系统分析不规则建筑的平面相关信息，建筑信息模型的总体架构如图2所示。

地理环境信息主要包括数字环境和数字地质地形，综合了自然与社会两种环境信息的表达，数字地质地形控制了建筑平面设计方案，也影响着不规则建筑的总体设计。信息之间连接的约束条件包括：前一信息与后一信息的坐标相连接[5]，切线的方位角保持相等，弯曲度相对连续。这些关联约束条件和信息两端的几何边界参数相关，统一使用数学表达式来简化计算过程，设置前一信息的列向量为：

后一信息参数则为：

[P1]中的前4位参数为用户指定，相当于已知前4位参数求后4位参数的计算。根据前一信息的自身性质，求解后一信息参数的计算模型如下：

1） 当[n]的取值为1时，得到：

式中：[φ]为切线方位角;[a，m，x，y]都为列向量中的值。

2） 当[n]的取值为3，4时，得到一个信息缓和曲线，其长度可以表示为：[l0=a2b]，那么得到：

1.2  优化平面数据结构

在建筑信息模型建立成功之后，便需要确定建筑平面的数据结构，不仅能够对自身的基本情况和属性进行描述[6]，例如经纬度（位置信息）、比例尺、数据类型等，还需要能够达到建筑数据模型和行为模型的要求，因此需要对数据结构进行专业优化。

在优化数据结构的过程中，将不规则建筑的平面方案重新命名为*.mbb文件，建筑中的各个位置的信息以表格的形式而存在[7]，每个表格的结构需要依据数据的结构进行确定，也就是说需要将数据结构中信息表中的字段与数据结构中的变量进行对应，这样方便平面数据在数据结构中的导入与保存，具体的数据结构表如表1所示。

1.3  规划不规则建筑中的平面设计路线

在不规则建筑造型数字化的平面设计中，线路设计中单开道岔的主线为直线，侧线由主线向左侧或右侧岔出，分为左开及右开两种形式[8]。在实际应用中，为了满足数字化平面设计的需要，用道岔处的两线路中心线及其交点表示道岔，这样绘图比较简便。道岔的几何示意图如图3所示。

图中：a为基本线路起始段至道岔中心的距离;b为道岔中心至线路撤叉后轨缝的距离;L为道岔全长，也就是道岔基本线路起始至线路撤叉后轨缝的距离;α为道岔撤叉角。根据图3，在设计中采用一维数组XYArray来描述线路属性，其含义以及取值如表2所示。

线路的设计内容主要包括线路的新建、移动以及保存。线路并不是独立的，它与平面上的其他设施存在关联，并能够根据关联道岔来计算信号设备的位置[9?10]。所以在线路设计中要重点关注与线路相关联的设计，主要分为两种：

1） 线路设备与道岔的关联，道岔位于线路之上，通过道岔引出線路，在道岔结构体中采用ACHAR  InTrackNo[20]和ACHAR OutTrackNo[20]两个变量进行记录，方便得到与之关联的线路设备。

2） 线路设备与信号设备的关联，信号设备的确定与其两侧的线路设备是相关的，由于线路设备与道岔的关联[10]，采用整型变量SwitchBH记录信号机、警冲标与道岔关联的道岔编号。

2  实  验

本文提出的视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计就是为了能够更加直观地展现出建筑中的元素色彩。因此为了保证视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计的有效性，将该设计与传统的平面设计进行对比，分析其实验结果。

2.1  实验准备

选取5套建筑方案，每个方案中都包含一个不规则建筑，分别采用本文方法和传统方法对其进行数字化平面设计，并对平面设计中包含的色素类型进行统计，需要用到的实验仪器与参数如表3所示。

2.2  实验结果与分析

在上述的实验环境下，得到5套方案的传统方法平面设计与本文方法平面设计的色素类型结果对比图，为方便对比，绘制成统计图，如图4所示。

从图4平面设计效果对比图可以看出，传统方法的色素类型均在17种左右，色彩较为单一，而本文提出的视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计的色素类型均在47种左右，色素类型多，所以展现出来的平面设计色彩丰富，在视觉上能够给人以美感，验证了视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计的有效性。

3  结  语

本文提出视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计，来丰富建筑造型平面设计的视觉效果。通过分析、归纳不规则建筑平面设计的信息数据，构建不规则建筑的信息模型，确定建筑平面的数据结构，描述自身的基本情况和属性对数据结构进行优化;采用一维数组XYArray来描述线路属性，从而对线路进行规划。所提视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计展现出来的元素色彩丰富，在视觉上能够给人以美感，验证了视觉传达下不规则建筑造型数字化平面设计的有效性。

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