CN109979019A - 一种星型构件的切割方法 - Google Patents

Abstract

一种星型构件的切割方法，其特征在于，包括：建立一个立方体对象；依据六角星与所述六角星的恒等角的关系初始化所述立方体对象，得到待切割立方体；定义管理所述待切割立方体的变量、表达式和函数；依据所述变量、表达式和函数对所述待切割立方体切割，得到所述星型构件。

Description

一种星型构件的切割方法

技术领域

本发明涉及建筑材料切割领域，特别是指一种星型构件的切割方法。

背景技术

星型构件在建筑中存在广泛的应用，但复杂的结构信息导致星型构件在生产过程中难以切割。目前主流的工具三维GIS主要使用于城市规整模型的构建平台CityEngine，对于星型构件没有对应的三维模型库，欠缺自动化生成的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种能够实现星型构件的切割和自动化生成的方法。

基于上述目的，本发明提供了一种星型构件的切割方法，包括：

建立一个立方体对象；

依据六角星与所述六角星的恒等角的关系初始化所述立方体对象，得到待切割立方体；

定义管理所述待切割立方体的变量、表达式和函数；

依据所述变量、表达式和函数对所述待切割立方体切割，得到所述星型构件。

在一些实施方式中，所述六角星与所述六角星的恒等角的关系具体为：

所述六角星的高度等于四个所述六角星的恒等角高度的和，所述六角星的长度等于三个所述六角星的恒等角一边长度的和。

在一些实施方式中，所述初始化所述立方体对象具体为：

以所述立方体对象的长度作为待切割立方体的长度，所述待切割立方体的长度即所述六角星的长度；根据所述六角星与所述六角星的恒等角的关系和所述待切割立方体的长度确定每个所述六角星恒等角的边长，得到所述六角星的恒等角的高度；根据所述六角星与所述六角星的恒等角的关系确定所述待切割立方体的高度，所述立方体对象的厚度即所述待切割立方体的宽度。

在一些实施方式中，所述变量、表达式和函数具体包括：

定义一个布尔型变量flag_b，初始化为真，当所述布尔型变量flag_b为真时显示六角星为空心，为假时显示六角星为实心；定义一个自定义表达式changeflag(b_vn)，其中b_vn为布尔型的带参地址，所述自定义表达式changeflag(b_vn)借助b_vn传递的参数，使用条件语句判读，反转真或假的数值；定义一个自定义函数VN(b)，其中b是布尔型变量参数，b为真时显示为实体表面，b为假时显示为空。

在一些实施方式中，所述切割具体包括：

步骤1：将所述立方体按1:2:1在第一方向分为上部分、中部分和下部分三部分；

步骤2：将所述立方体的上部分按1:1在第二方向上分为第一左子块和第一右子块两部分，对所述第一左子块或所述第一右子块进行切割，再用同样方法对另一子块进行切割；

步骤3：将所述下部分旋转复制成所述上部分，再执行所述步骤3；

步骤4：将所述中部分按1:1:1在第二方向切割成三部分，分别为第二左子块、第二中子块和第二右子块，对所述第二左子块或第二右子块进行切割，再用同样方法对另一块进行切割。

在一些实施方式中，所述对第一左子块或所述第一右子块进行切割具体为改变所述第一左子块轴向后将其切割为两个单位。

在一些实施方式中，所述两个单元分别为所述第一左子块原轴向长度-h*sin(30)和h*sin(30)，其中h为所述六角星的恒等角的高度。

在一些实施方式中，所述对所述第二左子块或第二右子块进行切割具体为：

将所述第二左子块按1:1在第一方向上分成两部分，分别为第二左子块上部分和第二左子块下部分；

切割改变轴向的所述第二左子块上部分，以同样方法切割改变轴向的第二左子块下部分。

在一些实施方式中，通过修改所述变量改变所述函数和所述表达式实现实心切割或空心切割。

在一些实施方式中，通过建立多个不同大小的所述立方体对象实现批量切割。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种星型构件的切割方法，首次提出了星型构件科学完整的切割方案，并支持灵活地改变实心和空心，本切割方法解决了传统建模工具缺少星型构件模型库的问题，填补了这方面的空白；该切割方法更简单，易于操作，对技术人员更友好，从而提高了工作效率，节省了人力成本；并且本切割方法的思维策略对所有星型都普适，为完善传统建模工具模型库提供了技术支持；同时，采用此切割方法可以以自动化方式批量快速生成各种星型构件，极大的减少了建筑的工作量。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明一个实施例的核心切割策略示意图；

图2为本发明一个实施例的任意拉伸的矩形图；

图3为本发明一个实施例的立方体对象图；

图4为本发明一个实施例的待切割立方体图；

图5为本发明一个实施例的已分为三部分的待切割立方体图；

图6为本发明一个实施例的上部分分为左右子块图；

图7为本发明一个实施例的第一左子块旋转图；

图8为本发明一个实施例的第一左子块切割目标图；

图9为本发明一个实施例的第一左子块切割完成图；

图10为本发明一个实施例的第一右子块切割目标图；

图11为本发明一个实施例的上部分切割完成图；

图12为本发明一个实施例的上部分和下部分切割完成图；

图13为本发明一个实施例的中部分分为三部分图；

图14为本发明一个实施例的第二左子块分为上下两部分图；

图15为本发明一个实施例的第二左子块上部分旋转切割目标图；

图16为本发明一个实施例的第二左子块上部分旋转切割完成图；

图17为本发明一个实施例的第二左子块上部分和下部分旋转切割完成图；

图18为本发明一个实施例的待切割立方体的整体切割完成图；

图19为本发明一个实施例的实心操作切割完成图；

图20为本发明一个实施例的批量切割图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

在三维GIS中，为了提高三维建模的效率，提升批量、快速、支持三维参数交互规则建模操作，主要使用于城市规整模型的构建平台——CityEngine。它的用处不仅能够快速建模，同时支持新的WebGL三维模型的网络发布，为数据的传播与共享提供了有力的推广途径。星型构件在建筑中存在广泛的应用，但复杂的结构信息导致星型构件在生产过程中难以切割。目前主流的工具三维GIS主要使用于城市规整模型的构建平台CityEngine，对于星型构件没有对应的三维模型库，欠缺自动化生成的方法。

本发明提供的一种星型构件的切割方法，首次提出了星型构件科学完整的切割方案，并支持灵活地改变实心和空心，本切割方法解决了传统建模工具缺少星型构件模型库的问题，填补了这方面的空白；该切割方法更简单，易于操作，对技术人员更友好，从而提高了工作效率，节省了人力成本；并且本切割方法的思维策略对所有星型都普适，为完善传统建模工具模型库提供了技术支持；同时，采用此切割方法可以以自动化方式批量快速生成各种星型构件，极大的减少了建筑的工作量。

下面结合图1为本发明一个实施例的核心建模思路示意图、图2为本发明一个实施例的任意拉伸的矩形图、图3为本发明一个实施例的立方体对象图、图4为本发明一个实施例的待切割立方体图、图5为本发明一个实施例的已分为三部分的待切割立方体图、图6为本发明一个实施例的上部分分为左右子块图、图7为本发明一个实施例的第一左子块旋转图、图8为本发明一个实施例的第一左子块切割目标图、图9为本发明一个实施例的第一左子块切割完成图、图10为本发明一个实施例的第一右子块切割目标图、图11为本发明一个实施例的上部分切割完成图、图12为本发明一个实施例的上部分和下部分切割完成图、图13为本发明一个实施例的中部分分为三部分图、图14为本发明一个实施例的第二左子块分为上下两部分图、图15为本发明一个实施例的第二左子块上部分旋转切割目标图、图16为本发明一个实施例的第二左子块上部分旋转切割完成图、图17为本发明一个实施例的第二左子块上部分和下部分旋转切割完成图、图18为本发明一个实施例的待切割立方体的整体切割完成图、图19为本发明一个实施例的实心操作切割完成图和图20为本发明一个实施例的批量切割图对本发明作进一步的详细描述。

本发明的核心策略为：借助绘制的矩形或者正方形任意边的长度，获取到相应六角星表面恒等六个小等角三角形的高度单元h，依据该h执行模型的初始化六角星立方体的生成以及立方体的切割与管理。

具体步骤如下：

S101建立一个立方体对象：

(1)定义一个六角星的每一个小等角三角形的高度为h变量，初始化为3(任意)；

(2)如图2所示，在底面绘制一个矩形或者正方形；

(3)如图3所示，拉伸一个高度10米(高度任意)，形成一个立方体对象。

S102依据六角星与所述六角星的恒等角的关系初始化所述立方体对象，得到待切割立方体：

(1)***根据指定矩形或正方形的x轴方向获取其边长，作为六角星的长度L，且该长度为三个小的等角三角形构成。而对应y轴方向为其六角星宽度，六角星的高度需要借助L进行换算；

(2)更新小等角三角形的高度为h＝L/3*cos(30)；

(3)进而更新初始化的立方体高度为六角星高度h*4，其余保存不变。形成一个符合六角星待切割的外包围立方体模型为hexagon，如图4所示。

S103定义管理所述待切割立方体的变量、表达式和函数：

a)定义flag_b为一个布尔型变量，初始化为真，当布尔型变量flag_b为真时显示六角星为空心，为假时显示六角星为实心。

b)定义一个自定义表达式changeflag(b_vn)，***会反馈一个布尔型的数值回去，其中b_vn为带参地址，为布尔型。

整体表达式借助b_vn传递的参数，使用条件语句判读，反转真或假的数值。即如果b_vn为真，则该表达式返回结果为假反之为真。

c)定义一个自定义函数VN(b)，b是布尔型变量参数，用于控制显示空还是实体表面。如果b为真，显示为实体表面；如果为假，显示为空。

S104依据所述变量、表达式和函数对所述待切割立方体切割，得到所述六角星构件：

(1)如图5所示，把hexagon立方体分为三部分，1/4的上部分hexagonS，1/2中间部分hexagonZ，1/4的下部分hexagonX；

(2)对上部分hexagonS先处理，主要以hexagonS的左侧左尖角进行切割，后续可以复用。具体步骤如下：

a)如图6所示，先等分成两块，左侧为hexagonSz，右侧为hexagonSy。

b)对左侧hexagonSz进行切割操作，主要步骤如下：

1)如图7所示，先将整个(即左侧hexagonSz)立方体改变轴向，按照z轴顺时针旋转30度，变化如下：

2)如图8所示，赋值该立方体为hexagonSzR，按照x轴切割成两个单位，为了让对象能够斜面切割，因此关键在于找到切面切割的单元大小。

具体说明如下：

一个单元大小为：原本该立方体x轴方向长度-h*sin(30),将该单元定义为函数VN(flag_b),用于显示与关闭管理控制的自定义函数，执行参考(1)的c)步骤。由于flag_b初始化为真，因此显示为实体表面操作。

另一个单元大小为h*sin(30),将该单元定义为函数VN(changeflag(flag_b)),由于使用changeflag表达式，会将原始的真变成假，因此显示为空表面。

如图9所示，切割完成。

c)如图10所示，对右侧hexagonSy进行同理切割操作，主要步骤如下：

1)对该部分按照z轴逆时针旋转150

2)赋值为立方体hexagonSzR，同理执行(3)的b)的2)步骤。

上部分切割完成图如图11所示。

(3)如图12所示，下部分hexagonX的尖角和上部分hexagonS只是相对着，旋转即可复用。主要步骤：

a)按照几何对象沿y轴旋转180度。

b)将其复制成hexagonS，执行(3)的操作。

(4)如图13所示，对中间部分hexagonZ进行切割处理，切成主要的左右角部分和中间的部分，即按照X轴方向切割1/3的左侧立方体hexagonZzuo；1/3的中间立方体VN(changeflag(flag_b)，由于flag_b为真，即使用changeflag表达式反转数值为假，使得可见面为空；1/3的右侧立方体hexagonZyou。后续主要继续更新切割左侧立方体和右侧立方体对象。

a)如图14所示，左侧立方体hexagonZzuo借助上部分切割思路，也先区分等分上下两部分，分别是hexagonZzuox和hexagonZzuos。分别切割如下：

1)如图15所示，对中间部分的左侧上半部分hexagonZzuos的处理为：

第一，先改变立方体轴向，旋转Z轴30度

第二，按照X轴切割成两部分：第一部分，大小为hexagonZzuos立方体X轴方向长度小等角三角形高度h，对应的表面为VN(flag_b)，将执行显示表面；第二部分，大小为小等角三角形高度h，对应的表面显示为VN(changeflag(flag_b))，即为空表面。

切割完成图如图16所示。

2)对中间部分的左侧下半部分hexagonZzuox的处理为，同上半部分，只是轴向和切分顺序不同：

第一，先改变立方体轴向，旋转Z轴150度

第二，按照X轴切割成两部分：第一部分，大小为小等角三角形高度h，对应的表面显示为VN(changeflag(flag_b))，即为空表面；第二部分，大小为hexagonZzuox立方体X轴方向长度-小等角三角形高度h，对应的表面为VN(flag_b)，将执行显示表面。

切割完成图如图17所示。

b)右侧立方体hexagonZyou借助左侧立方体hexagonZzuo，直接复制左侧立方体hexagonZzuo，同时调整旋转方向即可。主要步骤为按照立方体对象的Z轴方向旋转180度，使得左右对称；再复制左侧立方体hexagonZzuo。

整体切割完成图如图18所示。

此外，可通过修改所述变量改变所述函数和所述表达式实现实心切割或空心切割：

如果想只显示内侧表面，不出现挖空处理，可以仅修改flag_b为false假，可以更新对应自定义函数和自定义表达式实现显示实心操作，切割结果如图19所示。

并且可通过建立多个不同大小的所述立方体对象实现批量切割，如图20所示，绘制多个不同大小的地块，可以实现批量切割，调整实心或空心，其中有些底面存在，是为了参考当时绘制的地块大小，是一一匹配，自动更新。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种星型构件的切割方法，其特征在于，包括：

建立一个立方体对象；

依据六角星与所述六角星的恒等角的关系初始化所述立方体对象，得到待切割立方体；

定义管理所述待切割立方体的变量、表达式和函数；

依据所述变量、表达式和函数对所述待切割立方体切割，得到所述星型构件。

2.根据权利要求1所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，所述六角星与所述六角星的恒等角的关系具体为：

所述六角星的高度等于四个所述六角星的恒等角高度的和，所述六角星的长度等于三个所述六角星的恒等角一边长度的和。

3.根据权利要求1所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，所述初始化所述立方体对象具体为：

以所述立方体对象的长度作为待切割立方体的长度，所述待切割立方体的长度即所述六角星的长度；根据所述六角星与所述六角星的恒等角的关系和所述待切割立方体的长度确定每个所述六角星恒等角的边长，得到所述六角星的恒等角的高度；根据所述六角星与所述六角星的恒等角的关系确定所述待切割立方体的高度，所述立方体对象的厚度即所述待切割立方体的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，所述变量、表达式和函数具体包括：

定义一个布尔型变量flag_b，初始化为真，当所述布尔型变量flag_b为真时显示六角星为空心，为假时显示六角星为实心；定义一个自定义表达式changeflag(b_vn)，其中b_vn为布尔型的带参地址，所述自定义表达式changeflag(b_vn)借助b_vn传递的参数，使用条件语句判读，反转真或假的数值；定义一个自定义函数VN(b)，其中b是布尔型变量参数，b为真时显示为实体表面，b为假时显示为空。

5.根据权利要求1所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，所述切割具体包括：

步骤1：将所述立方体按1:2:1在第一方向分为上部分、中部分和下部分三部分；

步骤2：将所述立方体的上部分按1:1在第二方向上分为第一左子块和第一右子块两部分，对所述第一左子块或所述第一右子块进行切割，再用同样方法对另一子块进行切割；

步骤3：将所述下部分旋转复制成所述上部分，再执行所述步骤3；

步骤4：将所述中部分按1:1:1在第二方向切割成三部分，分别为第二左子块、第二中子块和第二右子块，对所述第二左子块或第二右子块进行切割，再用同样方法对另一块进行切割。

6.根据权利要求5所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，所述对第一左子块或所述第一右子块进行切割具体为改变所述第一左子块轴向后将其切割为两个单位。

7.根据权利要求6所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，所述两个单元分别为所述第一左子块原轴向长度-h*sin(30)和h*sin(30)，其中h为所述六角星的恒等角的高度。

8.根据权利要求5所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，所述对所述第二左子块或第二右子块进行切割具体为：

将所述第二左子块按1:1在第一方向上分成两部分，分别为第二左子块上部分和第二左子块下部分；

切割改变轴向的所述第二左子块上部分，以同样方法切割改变轴向的第二左子块下部分。

9.根据权利要求1所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，通过修改所述变量改变所述函数和所述表达式实现实心切割或空心切割。

10.根据权利要求1所述的一种星型构件的建模方法，其特征在于，通过建立多个不同大小的所述立方体对象实现批量切割。