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计算机辅助设计(CAD)近十年来在我国建筑设计领域的应用日益普遍,越来越多的设计单位和企业采用这一技术来提高设计效率、产品质量和改善劳动条件。除了从国外引进CAD软件,国内的一些科研机构、高校和软件公司也都立足本土,开发自己的CAD软件,投放市场,景象喜人。而CAD技术在经历了从二维平面绘图到三维产品建模,然后到三维线框造型、曲面造型以及实体造型技术之后,参数化技术、变量化技术和特征造型技术已成为当今CAD的主流技术。
传统的应用于建筑设计上的CAD技术用基于坐标的同一等级的几何元素去创建图像实体,实际上模型的都是一些单一的2D图形,虽然随着软件的发展,通过图形实体的组合可以表现一些设计元素了,但它们仍然是基于坐标的几何实体,在生成图纸时也只是从模型中提取坐标而后生成单一的2D图形。而且模型与图纸的联系很少,几乎不可能实现图纸与模型的同步。同时在设计过程中不可避免要反复修改,于是更改这些单调的图形不仅很枯燥而且容易出错。这样的设计系统不支持初步设计的过程,设计周期长、费用高,存在大量的重复劳动,严重影响设计效率,无法适应市场的发展需求。这种情况下,参数化设计方法应运而生。
参数化设计是指通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸,自动完成对图形中相关部分的改动,从而实现尺寸对图形的驱动,其中进行驱动所需的几何信息和拓扑信息由计算机自动提取。参数化设计则可以避免传统CAD技术的先天不足,通过改动模型中一个或一组参数,自动完成模型中相关部分的改动,从而实现参数对模型的驱动。而这个驱动的过程则是根据计算机提供的各元素之间的约束关系来实现的。因此,在古建筑设计中建筑师对于那些有标准化建造法的古建筑进行参数化设计。
参数化设计自出现以来在机械上的应用较为广泛,慢慢渗透到各行各业。目前国外已经开始应用这项技术建筑设计领域中来,而且是否能实现参数化已经成为评价CAD系统优劣的一项 重要指标了。然而我国对参数化技术用于建筑设计的研究还不是很成熟,与国外相比,我国在此课题的科研进展还有很大的差距。因此,本课题亟待做一些系统的研究。