CAAD方法复习提纲答案.docx

CAAD方法复习提纲第一讲 绪论计算机辅助建筑设计包含的主要内容 （几几射三剑信虚数数）——四大主要内容：参数化设计、建筑信息模型（BIM）、结构分析、数据关联与共享（Link）——计算机相关技术／计算机辅助建筑设计Computer Aided Architectural Design计算机辅助制图 Computer Aided Architectural Drawing设计与建模的软件环境 Design and Modeling Tools参数化与生成式设计 Parametric and Generative Design建筑性能模拟、检验与优化 Simulation, Test, Optimization信息集成与协同设计 Building Information Model虚拟建成环境 Visual Reality数字化加工与建造 Digital Fabrication and Construction数字控制的建成环境 Building Automation, Intelligent Building——具体：—参数化设计：建立可以用参数驱动的几何关联模型，方便设计的调整与修改/使用场地条件、功能需求等作为输入条件，构建参数化模型，生成设计例如基于生成机制的城市空间形态研究、基于涌现算法的城市形态生成研究、基于空间句法的城市空间活力研究建筑的新范式（数字化设计的新语境）、无处不在的运算（高度精确、高度的关联）、高度灵活的适应性（非线性设计调节机制）; 举例：rhino ／Grasshopper （包括从数据、条件、参数输入，到数据、公式、脚本驱动，到数据、模型输出、到共享分析反馈、最后到模型确立和系统选定）－建筑信息模型（BIM）－结构分析、能源分析、光污染分析等－数据关联与分享：比如参数化、信息模型、设计文档三者之间就可以相通的软件链接（参数和BIM运用DXF SAT，参数化和设计文档用excel，设计文档和信息模型用pdf，参数化和信息模型用IFC、Excel和能源分析、结构分析链接）CAAD特点 （三人虚图建数）——参数化设计——人工智能方法人工智能Artificial Intelligence，研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器包括遗传算法、多代理系统、人工神经元网络等可以利用计算机辅助人流模拟研究，数字虚拟与物质世界的连接——虚拟显示技术Virtual Reality利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟——图像处理——建筑信息模型数字化的建筑3D几何模型，模型中包含建筑构建的所有信息，除了几何外同时具有建筑或工程的数据——数控加工与建造使用数字化模型中的数据直接控制数控设备加工建筑构件（激光切割机、数控机床、三维打印机）CAAD未来的发展方向——计算能力的飞速发展－硬件：摩尔定律－软件－互联网－云计算——人与计算机更密切的合作与融合－知识获取、生活方式、信息传播、经济、社会摩尔定律——当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月就会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能耐，将每隔18个月翻一番以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度第二讲 计算机图形学1.1坐标系——空间直角坐标系：空间任何一点都可以用三个坐标（x, y, z）表示空间直角坐标系有两种：右手系和左手系——球坐标系——柱坐标系——世界坐标和局部坐标系几何场景：定义在一个世界坐标系中，有许多物体组成物体的几何描述与空间坐标系密切相关：对于相同的几何物体，在不同的坐标系中会有不同的表示形式 /选择空间坐标系，使得几何物体的表示最简单，该坐标系称为局部坐标系1.2体素、八叉树——体素（Voxel，volumetric pixel/volumetric Picture Element）：用小立方体集合（数组）表示立体。数据结构简单，但存储数据量大——八叉树：用大小不同的立方体集合表示——首先求出立体形状的包围盒（立方体）；沿长宽高三方向二等分，得到8个立方体；判断每个立方体在形状内部、外部还是交于形状边界；对于交于形状边界的情况，进一步进行8等分，反复进行，知道分的小立方体小于某设定值1.3 CSG 原体的集合运算——CGS树：将简单的原体通过一系列几何操作组合起来——原体：立方体、球、圆柱、圆锥等——几何操作：布尔运算：并、交、差、补等；几何变换：平移、旋转、放缩、剪切等——原体：空间形体的数学表示f(x, y, x)=0，它以曲面f(x, y, z)=0为边界（半空间）。原体可表示为：例——集合运算：和、差、积运算等