建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及建筑設(shè)計(jì)以及圖形學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種建筑物表面結(jié) 構(gòu)對(duì)稱化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑外表面的設(shè)計(jì)往往在建筑設(shè)計(jì)中占有極為重要的地位。它的設(shè)計(jì)直接決定整 棟建筑的設(shè)計(jì)基調(diào)。同時(shí)，它也是建筑物對(duì)外界最直接的呈現(xiàn)，其設(shè)計(jì)的好壞，往往直接決 定了人們對(duì)于這棟建筑的直觀的影響。許多著名的建筑，正是因?yàn)槠渫獗砻娴脑O(shè)計(jì)與周圍 環(huán)境融為一體的同時(shí)，能給觀者以極大的視覺感染力。建筑設(shè)計(jì)往往對(duì)于設(shè)計(jì)人員的美感 以及經(jīng)驗(yàn)有著很高的要求。而建筑設(shè)計(jì)作品中，往往體現(xiàn)著設(shè)計(jì)師對(duì)于周圍世界與建筑物 交流的把握。通過從建筑外表面圖像中提取相應(yīng)的關(guān)系，重新生成相應(yīng)的建筑圖像。而新的 圖像在保留原有設(shè)計(jì)風(fēng)格的同時(shí)，可以根據(jù)用戶的要求，進(jìn)行擴(kuò)展，或者加入其它的元素。
[0003] 對(duì)稱的建筑比較嚴(yán)肅，突出莊嚴(yán)肅穆感。而且結(jié)構(gòu)的對(duì)稱符合力學(xué)規(guī)律。
[0004] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種至少解決上述部分問題的建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化的方 法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了以下技術(shù)方案：
[0007] -種建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化的方法，該方法包括：
[0008] 從所述建筑物表面圖像中標(biāo)注出建筑物中的基本元素；
[0009] 計(jì)算建筑布局中水平方向各點(diǎn)的對(duì)稱性，并通過所述各點(diǎn)的對(duì)稱性確定所述建筑 布局中原有的對(duì)稱軸；
[0010] 根據(jù)所述建筑物的基本元素，確定相應(yīng)的側(cè)邊欄區(qū)域、對(duì)稱區(qū)域以及對(duì)稱軸；
[0011]定義操作單元和對(duì)稱，其中，所述操作單元為相互重疊的元素或者單個(gè)元素；
[0012] 根據(jù)所述對(duì)稱軸，提取所述建筑布局中的所述操作單元之間的對(duì)稱對(duì)或者潛在的 對(duì)稱對(duì)；
[0013] 指定能量函數(shù)，以及操作算子，并通過模擬退火算法優(yōu)化所述能量函數(shù)，以對(duì)稱化 所述各操作單元，從而實(shí)現(xiàn)建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案至少具有以下有益效果：
[0015]本發(fā)明實(shí)施例先對(duì)建筑物表面圖像進(jìn)行標(biāo)注，接著確定建筑布局中原有的對(duì)稱 軸、側(cè)邊欄區(qū)域、對(duì)稱區(qū)域以及對(duì)稱軸，然后，根據(jù)對(duì)稱軸，提取建筑布局中的操作單元之間 的對(duì)稱對(duì)或者潛在的對(duì)稱對(duì);最后，利用一組有效的操作算子，通過模擬退火的方式，對(duì)稱 化各操作單元，從而實(shí)現(xiàn)建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化。
【附圖說明】
[0016] 圖1為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化的方法的流程示意圖；
[0017] 圖2a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的原始對(duì)稱軸的示意圖；
[0018] 圖2b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的側(cè)邊欄和對(duì)稱區(qū)域的示意圖；
[0019] 圖2c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的補(bǔ)齊側(cè)邊欄后的布局結(jié)果的示意圖；
[0020] 圖3為根據(jù)另一示例性實(shí)施例示出的建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化的方法的流程示意 圖；
[0021] 圖4a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的用戶標(biāo)注的元素布局示意圖；
[0022] 圖4b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的進(jìn)行提取建筑布局中的操作單元之間的對(duì)稱 對(duì)或者潛在的對(duì)稱對(duì)的結(jié)果示意圖；
[0023]圖4c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的去掉標(biāo)簽代價(jià)項(xiàng)的優(yōu)化結(jié)果示意圖；
[0024] 圖4d為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的去掉標(biāo)簽數(shù)量變化代價(jià)項(xiàng)的優(yōu)化結(jié)果示意圖；
[0025] 圖4e為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的去除相對(duì)位置代價(jià)項(xiàng)的優(yōu)化結(jié)果示意圖；
[0026] 圖4f為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的去除面積占比代價(jià)項(xiàng)的優(yōu)化結(jié)果示意圖；
[0027]圖4g為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的包含所有代價(jià)項(xiàng)的優(yōu)化結(jié)果示意圖；
[0028]圖5a為根據(jù)另一示例性實(shí)施例示出的用戶標(biāo)注的元素布局示意圖；
[0029]圖5b為根據(jù)一不例性實(shí)施例不出的對(duì)稱化結(jié)果不意圖；
[0030] 圖5c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的規(guī)則化結(jié)果示意圖；
[0031] 圖5d為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法所獲得的最終 結(jié)果示意圖；
[0032] 圖6a為根據(jù)再一示例性實(shí)施例示出的用戶標(biāo)注的元素布局示意圖；
[0033]圖6b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的對(duì)稱以及規(guī)則化后結(jié)果示意圖；
[0034] 圖6c為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法所獲得的最終 結(jié)果示意圖；
[0035] 圖7a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的在去除布局中標(biāo)注誤差的過程中用戶標(biāo)注的 元素以及指定的對(duì)稱區(qū)域示意圖；
[0036] 圖7b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法來去除布局中 標(biāo)注誤差的最終規(guī)則化結(jié)果示意圖；
[0037] 圖8a為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的使用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行建筑布局 多樣性合成中輸入布局不意圖；
[0038] 圖8b為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的使用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行建筑布局 多樣性合成處理后的結(jié)果示意圖；
[0039] 圖8c為根據(jù)另一示例性實(shí)施例示出的使用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行建筑布 局多樣性合成處理后的結(jié)果示意圖；
[0040] 圖8d為根據(jù)再一示例性實(shí)施例示出的使用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行建筑布 局多樣性合成處理后的結(jié)果示意圖；
[0041] 圖8e為根據(jù)又一示例性實(shí)施例示出的使用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行建筑布 局多樣性合成處理后的結(jié)果示意圖；
[0042]圖8f為根據(jù)又一示例性實(shí)施例示出的使用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行建筑布 局多樣性合成處理后的結(jié)果示意圖；
[0043] 圖8g為根據(jù)又一示例性實(shí)施例示出的使用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行建筑布 局多樣性合成處理后的結(jié)果示意圖；
[0044] 圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示出的建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化的方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明技術(shù)方案中所涉及的各個(gè)細(xì)節(jié)問題。應(yīng)指出的是， 所描述的實(shí)例僅旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。
[0046] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化的方法，如圖1所示，該方法包括：
[0047] S1:從建筑物表面圖像中標(biāo)注出建筑物中的基本元素。
[0048] S2:計(jì)算建筑布局中水平方向各點(diǎn)的對(duì)稱性，并通過各點(diǎn)的對(duì)稱性確定建筑布局 中原有的對(duì)稱軸。
[0049] S3:根據(jù)建筑物的基本元素，確定相應(yīng)的側(cè)邊欄區(qū)域、對(duì)稱區(qū)域以及對(duì)稱軸。
[0050] S4:定義操作單元和對(duì)稱，其中，操作單元為相互重疊的元素或者單個(gè)元素。
[0051 ] S5:根據(jù)對(duì)稱軸，提取建筑布局中的操作單元之間的對(duì)稱對(duì)或者潛在的對(duì)稱對(duì)。 [0052] S6:指定能量函數(shù)，以及操作算子，通過模擬退火算法優(yōu)化能量函數(shù)，以對(duì)稱化各 操作單元，從而實(shí)現(xiàn)建筑物表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱化。
[0053]本發(fā)明實(shí)施例通過穩(wěn)定配對(duì)算法可以有效地提取現(xiàn)有對(duì)稱結(jié)構(gòu)中的潛在對(duì)稱對(duì)； 同時(shí)，通過定義一系列代價(jià)函數(shù)，然后利用一組有效的操作算子，通過模擬退火的方式，優(yōu) 化現(xiàn)有布局。最后，通過優(yōu)化改進(jìn)的BVT代價(jià)函數(shù)，來實(shí)現(xiàn)元素間在水平方向上的均勻分布。 同時(shí)，利用對(duì)齊方法，將相應(yīng)的元素沿水平、豎直方向中心對(duì)齊。從而解決了建筑物外表面 結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的問題。
[0054] 在步驟S1中，可由用戶使用布局標(biāo)注工具人工手動(dòng)標(biāo)注完成，不做累述。基本元 素，也即建筑元素，其可以為門窗、陽臺(tái)、裝飾物、門梁等?；驹匦畔⒖梢园ㄎ恢谩⒊叽?以及標(biāo)簽。
[0055] 在步驟S2中，首先根據(jù)Zhang的方法(Hao Zhang，Kai Xu，Wei Jiang, Jinjie Lin, Daniel Cohen_0r，and Baoquan Chen.2013.Layered analysis of irregular facades via sy_etry maxim