視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)

周孟熙 王瑞

摘? 要： 傳統(tǒng)不規(guī)則建筑的平面設(shè)計(jì)能夠展現(xiàn)出來(lái)的元素色彩單一，因此提出一種視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)。分析、歸納不規(guī)則建筑平面設(shè)計(jì)的信息數(shù)據(jù)，完成不規(guī)則建筑的信息模型的構(gòu)建，對(duì)建筑信息數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的挖掘與管理，描述自身的基本情況和屬性?xún)?yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);利用一維數(shù)組XYArray來(lái)描述線(xiàn)路屬性，完成平面設(shè)計(jì)中線(xiàn)路的規(guī)劃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的色素類(lèi)型比傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)的色素類(lèi)型平均高出約30種，展現(xiàn)出來(lái)的元素色彩豐富，在視覺(jué)上能夠給人以美感，驗(yàn)證了視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的有效性。

關(guān)鍵詞： 不規(guī)則建筑造型; 數(shù)字化平面設(shè)計(jì); 視覺(jué)傳達(dá); 構(gòu)建信息模型; 數(shù)據(jù)處理; 線(xiàn)路規(guī)劃

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911.73?34; U291.1? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 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

在數(shù)字技術(shù)高速發(fā)展的背景下，建筑業(yè)依靠數(shù)字化設(shè)計(jì)也在不斷的創(chuàng)新改革。人們不滿(mǎn)足于中規(guī)中矩的建筑，為了追求視覺(jué)上的創(chuàng)新，一系列不規(guī)則的建筑造型走入了人們的視野[1]。傳統(tǒng)不規(guī)則建筑的平面設(shè)計(jì)能夠展現(xiàn)出來(lái)的元素色彩單一，很難給人們留下視覺(jué)上的深刻印象。

本文提出視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)，視覺(jué)傳達(dá)經(jīng)歷了商業(yè)美術(shù)、工藝美術(shù)、印刷美術(shù)設(shè)計(jì)、裝潢設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)等幾大階段的演變，最終成為以視覺(jué)媒介為載體[2]，利用視覺(jué)符號(hào)表現(xiàn)并傳達(dá)信息的設(shè)計(jì)。從構(gòu)建科學(xué)合理的不規(guī)則建筑信息模型入手，設(shè)計(jì)出不規(guī)則建筑平面各設(shè)備的數(shù)據(jù)模型，優(yōu)化建筑數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行設(shè)計(jì)，深入研究不規(guī)則建筑平面設(shè)計(jì)中各種關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)方法，提高不規(guī)則建筑專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)效率、質(zhì)量、水平。

1? 不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面主要功能包括不規(guī)則建筑設(shè)計(jì)相關(guān)信息的收集、分類(lèi)、加工以及輸出，四位一體的數(shù)字化平面設(shè)計(jì)需要科學(xué)合理的不規(guī)則建筑信息模型[3]。以此為基礎(chǔ)，能夠保證不規(guī)則建筑專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)不規(guī)則建筑的平面關(guān)聯(lián)約束設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

1.1? 構(gòu)建不規(guī)則建筑的信息模型

不規(guī)則建筑信息模型的構(gòu)建是數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，通過(guò)分析、歸納不規(guī)則建筑平面設(shè)計(jì)的信息數(shù)據(jù)并且根據(jù)建筑的類(lèi)型，設(shè)計(jì)出可以滿(mǎn)足功能需求的信息模型，以此作為前提定制各種不規(guī)則建筑平面設(shè)計(jì)功能[4]。系統(tǒng)分析不規(guī)則建筑的平面相關(guān)信息，建筑信息模型的總體架構(gòu)如圖2所示。

地理環(huán)境信息主要包括數(shù)字環(huán)境和數(shù)字地質(zhì)地形，綜合了自然與社會(huì)兩種環(huán)境信息的表達(dá)，數(shù)字地質(zhì)地形控制了建筑平面設(shè)計(jì)方案，也影響著不規(guī)則建筑的總體設(shè)計(jì)。信息之間連接的約束條件包括：前一信息與后一信息的坐標(biāo)相連接[5]，切線(xiàn)的方位角保持相等，彎曲度相對(duì)連續(xù)。這些關(guān)聯(lián)約束條件和信息兩端的幾何邊界參數(shù)相關(guān)，統(tǒng)一使用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，設(shè)置前一信息的列向量為：

后一信息參數(shù)則為：

[P1]中的前4位參數(shù)為用戶(hù)指定，相當(dāng)于已知前4位參數(shù)求后4位參數(shù)的計(jì)算。根據(jù)前一信息的自身性質(zhì)，求解后一信息參數(shù)的計(jì)算模型如下：

1） 當(dāng)[n]的取值為1時(shí)，得到：

式中：[φ]為切線(xiàn)方位角;[a，m，x，y]都為列向量中的值。

2） 當(dāng)[n]的取值為3，4時(shí)，得到一個(gè)信息緩和曲線(xiàn)，其長(zhǎng)度可以表示為：[l0=a2b]，那么得到：

1.2? 優(yōu)化平面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在建筑信息模型建立成功之后，便需要確定建筑平面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不僅能夠?qū)ψ陨淼幕厩闆r和屬性進(jìn)行描述[6]，例如經(jīng)緯度（位置信息）、比例尺、數(shù)據(jù)類(lèi)型等，還需要能夠達(dá)到建筑數(shù)據(jù)模型和行為模型的要求，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)優(yōu)化。

在優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，將不規(guī)則建筑的平面方案重新命名為*.mbb文件，建筑中的各個(gè)位置的信息以表格的形式而存在[7]，每個(gè)表格的結(jié)構(gòu)需要依據(jù)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，也就是說(shuō)需要將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中信息表中的字段與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的變量進(jìn)行對(duì)應(yīng)，這樣方便平面數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)入與保存，具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表如表1所示。

1.3? 規(guī)劃不規(guī)則建筑中的平面設(shè)計(jì)路線(xiàn)

在不規(guī)則建筑造型數(shù)字化的平面設(shè)計(jì)中，線(xiàn)路設(shè)計(jì)中單開(kāi)道岔的主線(xiàn)為直線(xiàn)，側(cè)線(xiàn)由主線(xiàn)向左側(cè)或右側(cè)岔出，分為左開(kāi)及右開(kāi)兩種形式[8]。在實(shí)際應(yīng)用中，為了滿(mǎn)足數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的需要，用道岔處的兩線(xiàn)路中心線(xiàn)及其交點(diǎn)表示道岔，這樣繪圖比較簡(jiǎn)便。道岔的幾何示意圖如圖3所示。

圖中：a為基本線(xiàn)路起始段至道岔中心的距離;b為道岔中心至線(xiàn)路撤叉后軌縫的距離;L為道岔全長(zhǎng)，也就是道岔基本線(xiàn)路起始至線(xiàn)路撤叉后軌縫的距離;α為道岔撤叉角。根據(jù)圖3，在設(shè)計(jì)中采用一維數(shù)組XYArray來(lái)描述線(xiàn)路屬性，其含義以及取值如表2所示。

線(xiàn)路的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括線(xiàn)路的新建、移動(dòng)以及保存。線(xiàn)路并不是獨(dú)立的，它與平面上的其他設(shè)施存在關(guān)聯(lián)，并能夠根據(jù)關(guān)聯(lián)道岔來(lái)計(jì)算信號(hào)設(shè)備的位置[9?10]。所以在線(xiàn)路設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)關(guān)注與線(xiàn)路相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)，主要分為兩種：

1） 線(xiàn)路設(shè)備與道岔的關(guān)聯(lián)，道岔位于線(xiàn)路之上，通過(guò)道岔引出線(xiàn)路，在道岔結(jié)構(gòu)體中采用ACHAR? InTrackNo[20]和ACHAR OutTrackNo[20]兩個(gè)變量進(jìn)行記錄，方便得到與之關(guān)聯(lián)的線(xiàn)路設(shè)備。

2） 線(xiàn)路設(shè)備與信號(hào)設(shè)備的關(guān)聯(lián)，信號(hào)設(shè)備的確定與其兩側(cè)的線(xiàn)路設(shè)備是相關(guān)的，由于線(xiàn)路設(shè)備與道岔的關(guān)聯(lián)[10]，采用整型變量SwitchBH記錄信號(hào)機(jī)、警沖標(biāo)與道岔關(guān)聯(lián)的道岔編號(hào)。

2? 實(shí)? 驗(yàn)

本文提出的視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)就是為了能夠更加直觀地展現(xiàn)出建筑中的元素色彩。因此為了保證視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的有效性，將該設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，分析其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.1? 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

選取5套建筑方案，每個(gè)方案中都包含一個(gè)不規(guī)則建筑，分別采用本文方法和傳統(tǒng)方法對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化平面設(shè)計(jì)，并對(duì)平面設(shè)計(jì)中包含的色素類(lèi)型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器與參數(shù)如表3所示。

2.2? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在上述的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，得到5套方案的傳統(tǒng)方法平面設(shè)計(jì)與本文方法平面設(shè)計(jì)的色素類(lèi)型結(jié)果對(duì)比圖，為方便對(duì)比，繪制成統(tǒng)計(jì)圖，如圖4所示。

從圖4平面設(shè)計(jì)效果對(duì)比圖可以看出，傳統(tǒng)方法的色素類(lèi)型均在17種左右，色彩較為單一，而本文提出的視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的色素類(lèi)型均在47種左右，色素類(lèi)型多，所以展現(xiàn)出來(lái)的平面設(shè)計(jì)色彩豐富，在視覺(jué)上能夠給人以美感，驗(yàn)證了視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的有效性。

3? 結(jié)? 語(yǔ)

本文提出視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)，來(lái)豐富建筑造型平面設(shè)計(jì)的視覺(jué)效果。通過(guò)分析、歸納不規(guī)則建筑平面設(shè)計(jì)的信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建不規(guī)則建筑的信息模型，確定建筑平面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，描述自身的基本情況和屬性對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化;采用一維數(shù)組XYArray來(lái)描述線(xiàn)路屬性，從而對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行規(guī)劃。所提視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)展現(xiàn)出來(lái)的元素色彩豐富，在視覺(jué)上能夠給人以美感，驗(yàn)證了視覺(jué)傳達(dá)下不規(guī)則建筑造型數(shù)字化平面設(shè)計(jì)的有效性。

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