探析建筑工程多媒体仿真系统研制及应用

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1、探析建筑工程多媒体仿真系统研制及应用【摘　要】为了扩展现有阶段建筑工程计算机仿真的内容以及表现模式，建立起了集成建筑场景的三维建模、结构动静态响应分析、仿真结果的三维实时动态显示的SIMUWHIS的仿真系统。在该系统的研制中提出并实现集建筑建模器—结构分析器—仿真演示器三位一体化的建筑工程辅助设计及软件开发的思维过程。通过实际操作证明了广泛运用于建筑工程领域的多种开发以及研究的范围，特别在求解建筑结构的时态运动的描述上，更加适用于建筑科学以及工程设计的需求。【关键词】建筑工程；多媒体仿真传统的数字仿真技术对于多媒体技术的发展而言，从方法、概念、体系上不单具有扩展、改造，还具有重新构造的意义。多

2、媒体仿真指的是使用不一样的媒体形态描述不同性质的模型信息，建立起反映系统外在表现形态以及内在运动规律的仿真模型，在仿真的运行过程中可以产生定量、定性相互结合的系统动态演变过程[1]。7当前中国用户建筑工程设计分析的软件仍无法达到上述要求。美国的SAP软件则具备较为完整的动力的分析功能，并且可以用三维线框的方法来表示各个阶段振型，可以仍不具有三维实体结构动力响应的实时动态显示等等多媒体的仿真功能。希腊的Nautl大学的SymakexzisC.等人使用了真实试验图像同计算机模型配合的方法建立塔架在地震荷载作用下的行为模型，这个试验在实体的可视化方面获得了较为积极的结果。美国的国家宇航局Amesr研

3、究中心研制的分布式虚拟风洞是在虚拟现实技术的大型系统基础上完成的，要求的设备条件不单单是独立微机可以完成的，也无法在一般的设计院中应用推广。笔者认为多媒体的仿真系统软件的设计关键点在于技术，建立仿真系统的动态的多媒体表现模型让其外在媒体表现、形态模式、行为模式、抽象的时空形象与内在的数理规律具有一定的一致性。所以，在对多媒体体仿真原型系统进行设计时，笔者提出了集建筑建模型、动态传真演示器、结构力学的分析器三位一体化的设计方案，并且在高档的微机上实现了关于风荷载用下高耸结构多媒体的仿真系统SIMUWHIS。1.建筑工程多媒体仿真技术的理论与方法建筑工程多媒体仿真系统所强调的是：工程中建筑实体、场

4、景物理属性建模、自然表现属性建模的结合、建筑结构系统响应定性与定量分析结合、仿真表现的抽象结合、形象媒体表现的时空上的结合。不管从建模机制、成果表现、仿真环境上看，多媒体仿真技术在建筑工程领域中都有相应的突破性的发展。71.1面对建筑实体的新型建模的机制关于建筑工程的多媒体仿真系统是面对仿真对象的。仿真对象和现实中的真实建筑实体是相互对应的，不单单是系统分析的基本概念单位，同样也是系统设计的基本的模型单位，而且同时还是仿真程序的基本编程的单位。建筑结构的仿真模型的组成是由层次化、多媒体属性的仿真对象、对象之间的关系组成的。仿真对象包括了关于此对对象所有属性的定义、物理数字模型以及在仿真中所具有

5、的可能操作性。而仿真模型描述仿真所包括的所有对象、对象与对象之间的层次关系和仿真对对象之间的相互作用、相互限制的关系[2]。1.2建筑工程多媒体体环境设计的新的特点建筑工程多媒体的仿真环境的与传统的仿真有着非常大的不同性，从功能以及核心的技术来看，主要有以下的各个方面：（1）支持建筑实体的仿真对象从建模到仿真过程的多种的媒体的表现。（2）所建的建筑实体的仿真对象一定的仿真机制下进行运行的时候，能够体现其固有的、虚拟的媒体特征，包括了自动生成的运动方程。（3）支持建筑工程仿真系统的实验校正、实验交互控制。7（4）支持仿真数据的管理、查询、操作。针对建筑工程的仿真而方，还需要特别要求以下的核心技术

6、进行支持：（1）三维的工程数据场的显示技术。（2）四维的曲面空间数据场静态、动态显示以及控制的技术。（3）不一样的媒体对象的归一化的处理以及集成技术。2.SIMUWHIS系统设计机制系统体系的结构:SIMUWHIS系统是根据建筑工程领域自己的特点结合建筑工程的建模、结构分析等等的技术而建立的，研究高耸结构随机荷载的作用下的运用规律，并且经过多种媒体的表现方式反映出来的建筑工程多媒体仿真的原型系统。SIMUWHIS系统的整体设计是以建筑工程的设计过程为指导思想（建模—分析—表现）作为基本的思路，把整体的结构分布成为仿真对象的建模、仿真执行求解、仿真表现三大方面的模块。该系统的功能模块的实现了跨专

7、业、跨学科，涉及到了多媒体技术、计算机图形图像学、计算机视觉、仿真技术、可视化技术、结构分析理论等多学科的领域的探索以及运用。7SIMUWHIS系统的每个功能模块都是分成行为模型、形态模型的实现。这样的操作不单单可以确立建立了SIMUWHIS系统仿真对象的多媒体模型，又非常有利于仿真执行以及演示的多媒体表现，有着独特的多媒体仿真系统的特点，如图2所示的体系结构：3.SIMUWHIS系统的主要功能模