专利名称：构件多特征点的动态对齐及显示方法
技术领域：
本发明涉及计算机软件开发与应用领域，特别是涉及一种在建筑工程行业应用的 计算机图形操作软件中构件多特征点的动态对齐及显示方法。
背景技术：
在建筑工程行业应用软件中，以图形操作方式交互式建立建筑工程模型(简称 交互式建模)的过程是该类软件的主要工作过程之一。例如，在计算机辅助建筑设计软件、 建筑工程量自动计算软件中，都需要进行交互式建模。为操作者提供方便快捷的方法，让操 作者精确地确定每一个建筑构件的平面位置，一直是这类软件重点解决的技术问题。以AutoCAD为代表的通用计算机辅助设计软件，以图元的几何特征点作为图形交 互操作的目标捕捉对象，实现了在所绘制图元与已有图元之间建立精确位置关系的目的。 例如，假设图中已经存在一条直线线段，软件操作者要绘制一个圆，并使要绘制的圆的圆心 与这条线段的中点重合，则可以这样操作选择合适的绘制圆的命令，使鼠标靶点位于要绘 制的圆的圆心上，移动鼠标带动圆心靠近这条直线的中点，当鼠标靶点距离直线中点足够 近时，在该直线线段的中点上显示出一个小三角符号，操作者按下鼠标左键，将以这条直线 线段的中点为圆心，准确地绘制出圆。这种方法是单个几何特征点对齐的方法。在建筑工程中相交或相邻的建筑构件之间具有某些特定的相对位置关系，如墙体 与柱之间，一般存在着两方向上中心线重合、单个方向上的边缘重合和两个方向的边缘同 时重合等关系；图1展示了矩形断面柱2与拐角墙体1之间的9种常见位置关系。在建筑 工程行业应用软件中，依据构件之间的相对位置关系来调整某些构件的平面位置，是常用 的构件平面位置编辑方法。参见图2所示，如果想使某根柱一个向上的中心线与轴线重合、另一方向上边缘 线与墙体边缘线重合，则使用现有的方法确定其位置时，需要先后执行以下步骤第一步，首先使用几何特征点对齐的方法，将柱2布置在轴线交点上，(参见图 2a)；第二步，启动专用的“构件对齐”命令，分别选择墙体1和柱2，并指定对齐的构件 边缘，用编辑命令移动柱2，将所选柱2移动到与墙体1边缘重合的位置上(参见图2b)。采用这种方法实现交互式建模需要多次操作，对操作者来说不够简捷、方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种构件多特征点的动态对齐及显示方法，在建 筑工程行业应用的计算机图形操作软件中能够一次性精确确定建筑构件平面位置。为解决上述技术问题，本发明的构件多特征点的动态对齐及显示方法是采用如下 技术方案实现的在构件定位操作过程中，在动态构件上同时显示出多个构件特征点，操作 者在移动鼠标的过程中不需要任何附加操作，以动态构件上的任何一个构件特征点作为靶 点，瞄准并自动对齐背景构件上的相关构件特征点。
采用本发明的方法，能够一次性将柱精确定位在一个方向的中心线与轴线重合、 另一个方向的边缘线与墙体边缘线重合的位置上，使交互式建模过程简单化。本发明在建筑工程行业应用软件范围内针对交互式建模操作，在构件定位过程中 允许操作者以动态构件上的任何一个构件特征点为靶点，瞄准背景构件上的构件特征点并 对齐，实现一次性精确定位建筑构件；另外，在任何一种屏幕显示比例下，能够清晰地显示 动态构件上的构件特征点以及背景构件上的构件特征点，使操作者在精确确定构件位置的 操作中感觉舒适。采用本发明的方法简便快捷，为建筑工程行业应用软件的交互式建模操作提供了 方便。
图1是矩形断面的柱与拐角墙体常见的9种位置关系示意图；图2是使用现有方法布置矩形断面柱的过程示意图；图3是本发明中作为动态构件的柱上的三种构件特征点示意图；图4是本发明中作为背景构件的墙体上的两种构件特征点示意图；图5是本发明的一实施例，在屏幕显示比例较小的情况下，动态构件上仅显示出 优先级最高的中心特征点示意图；图6是本发明的一实施例，在屏幕显示比例较大的情况下，动态构件上显示出全 部的构件特征点示意图；图7是本发明的一实施例，用鼠标拖动动态构件及其多个特征点的过程中，以一 个角特征点瞄准背景构件上的对应特征点的示意图；图8是本发明的一实施例，在瞄准的情况下，操作者按下鼠标左键构件对齐后的 示意图。
具体实施例方式本发明的构件多特征点的动态对齐及显示方法是(1)在构件定位操作过程中，在动态构件上同时显示出多个构件特征点，允许操作 者在移动鼠标的过程中，在不需要附加操作的情况下，以动态构件上的任何一个构件特征 点作为靶点，瞄准并对齐背景构件上的相关构件特征点。所述附加操作包括按下键盘上的 某些键、或者启动附加的交互过程。(2)动态构件上的构件特征点与背景构件上的构件特征点，按照下述规则对齐a)允许动态构件上的中心特征点与背景构件上的中心特征点对齐；b)允许动态构件上的中心特征点与背景构件上的中轴特征点对齐；c)允许动态构件上的中心特征点与轴线交点对齐；d)允许动态构件上的边中特征点与背景构件上的中轴特征点对齐；e)允许动态构件上的边中特征点与轴线交点对齐；f)允许动态构件上的边中特征点与背景构件上的边轴特征点对齐；g)允许动态构件上的边中特征点与背景构件上的边中特征点对齐；h)允许动态构件上的角特征点与轴线交点对齐；
i)允许动态构件上的角特征点与背景构件上的角特征点对齐。当动态构件上的构件特征点瞄准到所述规则中的背景构件上的构件特征点时，自 动对齐动态构件上的构件特征点和背景构件上的对应构件特征点，实现对新建构件的精确 定位；当操作者将动态构件上的构件特征点瞄准到上述规则之外的背景构件上的构件特征 点时，计算机系统不执行自动对齐的操作。(3)当两个构件特征点之间的屏幕显示距离小于设定数值DS时，自动关闭显示优 先级较低的构件特征点，保留显示优先级较高的构件特征点。设定距离DS的具体取值由软 件操作者根据自己的视觉敏感程度自由调节。所述显示优先级可以由软件操作者自行设定。本发明中所述建筑工程模型是指在计算机系统中描述建筑物的数据集，该数据 集主要包含建筑物中建筑构件的位置、形状、材料、构件关系等数据，其中，构件的平面位置 是模型中重要数据之一。根据需要计算机系统可以将这些数据显示为三维可视化模型或者 二维可视化模型。本发明中所述交互式建模是指操作者通过交互方式，在计算机上输入建筑物的 数据、建立建筑工程模型的过程。本发明中所述构件定位是指采用交互方式确定建筑构件平面位置的过程，是交 互式建模的一部分，具体过程为在图形交互环境下，进入到确定某种构件平面位置的状态 中，操作者移动鼠标带动构件到合适的平面位置，按下鼠标左键系统记录下构件的平面位置。本发明中所述几何特征点是指基本图形元素上的特定点，包括线段的端点、线段 的中点、直线的垂点、圆弧或圆的圆心、圆弧或圆的切点、两条线段之间的交点等等。本发明中所述中心特征点是指在建筑构件平面轮廓中两条构件边缘线的中垂线 的交点(参见图3所示)。本发明中所述中轴特征点是指在建筑构件平面轮廓中某条构件边缘线的中垂线 与建筑轴线的交点(参见图4所示)。本发明中所述边中特征点是指在建筑构件平面轮廓上构件边缘线的中点(参见 图3所示)。本发明中所述边轴特征点是指在建筑构件平面轮廓上某条轮廓线与建筑轴线的 交点(参见图4所示)。本发明中所述角特征点是指在建筑构件平面轮廓上两条相邻轮廓线的交点(参 见图3所示)。本发明中所述构件特征点是指建筑构件的中心特征点、中轴特征点、边中特征 点、边轴特征点和角特征点的总称。本发明中所述靶点是指在绘制图元或者构件的过程中随鼠标移动的目标点。本发明中所述瞄准是指在绘制图元或者构件的过程中将靶点靠向图形中已有目 标点的操作。本发明中所述对齐是指在绘制图元或者构件的过程中，操作者瞄准以后，系统将 靶点锁定在已有目标点上的行为，该行为可以通过将动态构件移动到目标位置，或者在目 标位置上显示附加图形、文字、符号等方式在屏幕上反应出来。
本发明中所述动态构件是指在构件定位过程中，在屏幕上显示的随鼠标一起移 动或者因鼠标移动而改变形状和改变方位的构件轮廓。本发明中所述背景构件是指在构件定位过程中，在计算机屏幕上显示出的建筑 工程模型中已经存在的建筑构件的轮廓。下面以建筑工程的工程量计算为例进一步描述本发明建筑工程量计算的大致工作过程是由操作者比照工程图纸，使用软件进行交互 式建模，建立工程的模型，然后由软件自动从模型中计算出建筑构件的工程量。当软件处于 添加构件的状态下时，软件根据构件参数形成构件的平面轮廓，要添加的构件作为动态构 件，鼠标在屏幕上显示为“十”字光标，动态构件的一个中心特征点与“十”字光标的交叉点 重合。软件根据屏幕显示比例，将构件特征点之间的工程距离换算成屏幕距离，并依据软件 内定的构件特征点的显示优先级，显示出优先级较高的特征点。在本发明中，动态构件上的 一种构件特征点的优先级排列顺序从高到低依次为中心特征点，边中特征点，角特征点。 如图5所示，是当屏幕显示比例较小(小于设定数值DS)的情况下，在动态构件上仅显示出 中心特征点，图中与“十”字光标重合的小正方形点是中心特征点。图6则是在屏幕显示比 例较大(具体取值可由软件操作者根据自己的视觉敏感程度自由调节)的情况下，在动态 构件上显示出所有特征点的情况，这种能够显示全部特征点的屏幕比例，是交互式建模过 程中出现较为频繁的情况。从图5、6中可以看出，在不同的显示比例下，软件通过自动调整 所显示的特征点的多少，保证特征点能够显示清晰，避免视觉上的相互干扰或重叠。在本发明中，构件特征点的优先级，可以通过一个设定程序变更，以便在显示比例 较小的情况下，能够显示出操作者所希望的特征点。当鼠标带动动态构件靠近背景构件时，如果动态构件上的某构件特征点瞄准背景 构件的对应构件特征点距离足够近时，在该对构件特征点上将显示一个锁定框，向操作者 反馈该对构件特征点已经等待被对齐；图7是鼠标所带动的动态构件的右上角特征点与作 为背景构件的墙体的一个角特征点瞄准的状态。在构件特征点已经瞄准的状态下，当计算机接收到鼠标左键被按下的信息时，自 动将动态构件移动到使对应特征点重合的位置上，从而完成构件对齐的操作过程。图8是 使用本发明的方法一次性将一根柱子的右上角点与墙体拐角点对齐的操作结果，即按下鼠 标左键后，按对应的构件特征点对齐关系，由程序自动完成使动态构件和背景构件两边缘
线重合。本发明以动态构件上的多个构件特征点同时作为交互操作的靶点，使构件的定位 操作能够一次性完成，从而减少辅助编辑操作，提高交互建模的工作效率和可视化水平。图2、4、5、6、7、8中圆圈内的字母和数字是建筑轴线名称。以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限 制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视 为属于本发明的保护范围。
权利要求
一种构件多特征点的动态对齐及显示方法，其特征在于在构件定位操作过程中，在动态构件上同时显示出多个构件特征点，操作者在移动鼠标的过程中不需要任何附加操作，以动态构件上的任何一个构件特征点作为靶点，瞄准并自动对齐背景构件上的相关构件特征点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述构件特征点包括角特征点、边中特征 点、中心特征点、边轴特征点和中轴特征点。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述动态构件上的构件特征点与背景 构件上的构件特征点，按照下述规则对齐a)动态构件上的中心特征点与背景构件上的中心特征点对齐；b)动态构件上的中心特征点与背景构件上的中轴特征点对齐；c)动态构件上的中心特征点与轴线交点对齐；d)动态构件上的边中特征点与背景构件上的中轴特征点对齐；e)动态构件上的边中特征点与轴线交点对齐；f)动态构件上的边中特征点与背景构件上的边轴特征点对齐；g)动态构件上的边中特征点与背景构件上的边中特征点对齐；h)动态构件上的角特征点与轴线交点对齐；i)动态构件上的角特征点与背景构件上的角特征点对齐；当动态构件上的构件特征点瞄准到所述规则中的背景构件上的构件特征点时，自动 对齐动态构件上的构件特征点和背景构件上的对应构件特征点，实现对新建构件的精确定 位；当动态构件上的构件特征点瞄准到上述规则之外的背景构件上的构件特征点时，不执 行自动对齐的操作。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于当两个构件特征点之间的屏幕显示距 离小于设定数值时，自动关闭显示优先级较低的构件特征点，保留显示优先级较高的构件 特征点。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述构件定位是指采用交互方式确定建筑构件平面位置的过程，具体过程为在图 形交互环境下，进入到确定某种构件平面位置的状态中，操作者移动鼠标带动构件到合适 的平面位置，按下鼠标左键系统记录下构件的平面位置；所述靶点是指在绘制图元或者构件的过程中随鼠标移动的目标点；所述瞄准是指在绘制图元或者构件的过程中将靶点靠向图形中已有目标点的操作；所述对齐是指在绘制图元或者构件的过程中操作者瞄准以后，系统将靶点锁定在已 有目标点上的行为，该行为通过将动态构件移动到目标位置、或者在目标位置上显示附加 图形、文字和符号方式反应出来；所述动态构件是指在构件定位过程中在屏幕上显示的随鼠标一起移动或者因鼠标移 动而改变形状和改变方位的构件轮廓；所述背景构件是指在构件定位过程中在计算机屏幕上显示出的建筑工程模型中已经 存在的建筑构件的轮廓；所述构件特征点是指建筑构件的中心特征点、中轴特征点、边中特征点、边轴特征点 和角特征点的总称。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述中心特征点是指在建筑构件平面轮廓中两条构件边缘线的中垂线的交点； 所述中轴特征点是指在建筑构件平面轮廓中某条构件边缘线的中垂线与建筑轴线的 夺占.所述边中特征点是指在建筑构件平面轮廓上构件边缘线的中点； 所述边轴特征点是指在建筑构件平面轮廓上某条轮廓线与建筑轴线的交点； 所述角特征点是指在建筑构件平面轮廓上两条相邻轮廓线的交点。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于当鼠标带动动态构件靠近背景构件时， 如果动态构件上的某构件特征点瞄准背景构件的对应构件特征点距离足够近时，在该对构 件特征点上将显示一个锁定框，向操作者反馈该对构件特征点已经等待被对齐。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于在构件特征点已经瞄准的状态下，当 计算机接收到鼠标左键被按下的信息时，自动将动态构件移动到使对应特征点重合的位置 上，从而完成构件对齐的操作过程。
全文摘要
本发明公开了一种构件多特征点的动态对齐及显示方法，在构件定位操作过程中，在动态构件上同时显示出多个构件特征点，操作者在移动鼠标的过程中不需要任何附加操作，以动态构件上的任何一个构件特征点作为靶点，瞄准并自动对齐背景构件上的相关构件特征点。本发明在建筑工程行业应用的计算机图形操作软件中能够一次性精确确定建筑构件平面位置。适用于计算机辅助建筑设计，建筑工程量自动计算等建筑工程行业。
文档编号G06F9/44GK101894016SQ200910057279
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者刘守奎, 吴家正, 左超, 赵银真, 阮祺, 黄宇军 申请人:上海同颉软件有限公司