用避雷针防雷是目前世界上公认的最早、最成熟的防直击雷方法，它被广泛地应用在需要防护的各种设施上。对于不同类别的被保护物体，要根据国家防雷设计规范和实际情况进行分析计算，来选定合适高度、数量和位置的避雷针，现在，避雷针保护范围已经逐步由定性分析转为定量计算，建立了一些计算保护范围的数学模型，使得保护范围的精确性已基本满足了工程设计的需要。一些含三维可视化技术的计算机辅助设计软件的随之出现，进一步有效避免了工程技术人员手工图纸作业所产生的偏差和导致的安全隐患。然而，这些软件仅仅提供二维线框图和三维效果图的显示，没有相应的智能化设计的功能，对避雷针的设计仍然采用人工形式，设计人员仍然要作出许多本来可以由计算机来完成的繁琐工作。 本文论述了实现一个新的、功能更完善的避雷针保护范围可视化设计与分析软件系统的几个主要模块的实现过程。研究了避雷针空间保护区域的定量计算，分析了国家发布的建筑物防雷设计规范(GB50057-94)和该规范采用“滚球法”建立的计算避雷针保护范围的数学模型。重点研究了基于空间保护区域的避雷针优化分布的原理，发现其中规律，运用了数值计算的一些方法，建立了一个基于空间保护区域的避雷针优化分布的数学模型，根据这个数学模型，结合计算机图形学理论得出了一个算法，该算法引入了智能化的思想，部分完成了避雷针在建筑物(群)中的优化分布的计算要求。利用计算机图形学和计算机可视化技术和面向对象编程的方法，采用VC++软件开发平台使用OpenGL接口，实现了以下一些主要功能： 1.智能化设计：反映多个建筑物、多个避雷针和多个避雷针保护区域之间的相互作用、相互影响、相互匹配的机理，考虑到了避雷针之间相互影响时避雷针保护区域的变化和建筑物不同情况下避雷针保护区域的不同，分析它们之间的匹配关系，找出一个理论最优的避雷针的安装根数、避雷针的高度和避雷针安装位置的设计方案，部分了实现基于空间保护区域智能化计算出避雷针优化分布参数的目的； 2.手工动设计：工程人员可以操作鼠标对显示在计算机屏幕上的三维避雷针施工方案进行直观、实时的人机交互式修改，中加入工程设计人员的主观因素，来得到一个符合实际情况的避雷针设计方案； 3.半自动设计：可以在设计过程中通过对避雷针参数(数量、高度和位置坐标)的改进，来得到一个不但符合实际情况而且符合特殊要求的、更精确和更量化的最佳避雷针施工方案。 4.其它的一些辅助性的功能，如鼠标状态的变换等。 上述所有功能的实现都是在三维的虚拟场景中动态、实时或分时的显示出来的。