建筑物表面结构对称化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例涉及建筑设计以及图形学技术领域，尤其是涉及一种建筑物表面结 构对称化的方法。
【背景技术】
[0002] 建筑外表面的设计往往在建筑设计中占有极为重要的地位。它的设计直接决定整 栋建筑的设计基调。同时，它也是建筑物对外界最直接的呈现，其设计的好坏，往往直接决 定了人们对于这栋建筑的直观的影响。许多著名的建筑，正是因为其外表面的设计与周围 环境融为一体的同时，能给观者以极大的视觉感染力。建筑设计往往对于设计人员的美感 以及经验有着很高的要求。而建筑设计作品中，往往体现着设计师对于周围世界与建筑物 交流的把握。通过从建筑外表面图像中提取相应的关系，重新生成相应的建筑图像。而新的 图像在保留原有设计风格的同时，可以根据用户的要求，进行扩展，或者加入其它的元素。
[0003] 对称的建筑比较严肃，突出庄严肃穆感。而且结构的对称符合力学规律。
[0004] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种至少解决上述部分问题的建筑物表面结构对称化的方 法。
[0006] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了以下技术方案：
[0007] -种建筑物表面结构对称化的方法，该方法包括：
[0008] 从所述建筑物表面图像中标注出建筑物中的基本元素；
[0009] 计算建筑布局中水平方向各点的对称性，并通过所述各点的对称性确定所述建筑 布局中原有的对称轴；
[0010] 根据所述建筑物的基本元素，确定相应的侧边栏区域、对称区域以及对称轴；
[0011]定义操作单元和对称，其中，所述操作单元为相互重叠的元素或者单个元素；
[0012] 根据所述对称轴，提取所述建筑布局中的所述操作单元之间的对称对或者潜在的 对称对；
[0013] 指定能量函数，以及操作算子，并通过模拟退火算法优化所述能量函数，以对称化 所述各操作单元，从而实现建筑物表面结构对称化。
[0014]与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果：
[0015]本发明实施例先对建筑物表面图像进行标注，接着确定建筑布局中原有的对称 轴、侧边栏区域、对称区域以及对称轴，然后，根据对称轴，提取建筑布局中的操作单元之间 的对称对或者潜在的对称对;最后，利用一组有效的操作算子，通过模拟退火的方式，对称 化各操作单元，从而实现建筑物表面结构对称化。
【附图说明】
[0016] 图1为根据一示例性实施例示出的建筑物表面结构对称化的方法的流程示意图；
[0017] 图2a为根据一示例性实施例示出的原始对称轴的示意图；
[0018] 图2b为根据一示例性实施例示出的侧边栏和对称区域的示意图；
[0019] 图2c为根据一示例性实施例示出的补齐侧边栏后的布局结果的示意图；
[0020] 图3为根据另一示例性实施例示出的建筑物表面结构对称化的方法的流程示意 图；
[0021] 图4a为根据一示例性实施例示出的用户标注的元素布局示意图；
[0022] 图4b为根据一示例性实施例示出的进行提取建筑布局中的操作单元之间的对称 对或者潜在的对称对的结果示意图；
[0023]图4c为根据一示例性实施例示出的去掉标签代价项的优化结果示意图；
[0024] 图4d为根据一示例性实施例示出的去掉标签数量变化代价项的优化结果示意图；
[0025] 图4e为根据一示例性实施例示出的去除相对位置代价项的优化结果示意图；
[0026] 图4f为根据一示例性实施例示出的去除面积占比代价项的优化结果示意图；
[0027]图4g为根据一示例性实施例示出的包含所有代价项的优化结果示意图；
[0028]图5a为根据另一示例性实施例示出的用户标注的元素布局示意图；
[0029]图5b为根据一不例性实施例不出的对称化结果不意图；
[0030] 图5c为根据一示例性实施例示出的规则化结果示意图；
[0031] 图5d为根据一示例性实施例示出的采用本发明实施例提供的方法所获得的最终 结果示意图；
[0032] 图6a为根据再一示例性实施例示出的用户标注的元素布局示意图；
[0033]图6b为根据一示例性实施例示出的对称以及规则化后结果示意图；
[0034] 图6c为根据一示例性实施例示出的采用本发明实施例提供的方法所获得的最终 结果示意图；
[0035] 图7a为根据一示例性实施例示出的在去除布局中标注误差的过程中用户标注的 元素以及指定的对称区域示意图；
[0036] 图7b为根据一示例性实施例示出的采用本发明实施例提供的方法来去除布局中 标注误差的最终规则化结果示意图；
[0037] 图8a为根据一示例性实施例示出的使用本发明实施例提供的方法进行建筑布局 多样性合成中输入布局不意图；
[0038] 图8b为根据一示例性实施例示出的使用本发明实施例提供的方法进行建筑布局 多样性合成处理后的结果示意图；
[0039] 图8c为根据另一示例性实施例示出的使用本发明实施例提供的方法进行建筑布 局多样性合成处理后的结果示意图；
[0040] 图8d为根据再一示例性实施例示出的使用本发明实施例提供的方法进行建筑布 局多样性合成处理后的结果示意图；
[0041] 图8e为根据又一示例性实施例示出的使用本发明实施例提供的方法进行建筑布 局多样性合成处理后的结果示意图；
[0042]图8f为根据又一示例性实施例示出的使用本发明实施例提供的方法进行建筑布 局多样性合成处理后的结果示意图；
[0043] 图8g为根据又一示例性实施例示出的使用本发明实施例提供的方法进行建筑布 局多样性合成处理后的结果示意图；
[0044] 图9为根据本发明实施例示出的建筑物表面结构对称化的方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图详细说明本发明技术方案中所涉及的各个细节问题。应指出的是， 所描述的实例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
[0046] 本发明实施例提供一种建筑物表面结构对称化的方法，如图1所示，该方法包括：
[0047] S1:从建筑物表面图像中标注出建筑物中的基本元素。
[0048] S2:计算建筑布局中水平方向各点的对称性，并通过各点的对称性确定建筑布局 中原有的对称轴。
[0049] S3:根据建筑物的基本元素，确定相应的侧边栏区域、对称区域以及对称轴。
[0050] S4:定义操作单元和对称，其中，操作单元为相互重叠的元素或者单个元素。
[0051 ] S5:根据对称轴，提取建筑布局中的操作单元之间的对称对或者潜在的对称对。 [0052] S6:指定能量函数，以及操作算子，通过模拟退火算法优化能量函数，以对称化各 操作单元，从而实现建筑物表面结构对称化。
[0053]本发明实施例通过稳定配对算法可以有效地提取现有对称结构中的潜在对称对； 同时，通过定义一系列代价函数，然后利用一组有效的操作算子，通过模拟退火的方式，优 化现有布局。最后，通过优化改进的BVT代价函数，来实现元素间在水平方向上的均匀分布。 同时，利用对齐方法，将相应的元素沿水平、竖直方向中心对齐。从而解决了建筑物外表面 结构不对称的问题。
[0054] 在步骤S1中，可由用户使用布局标注工具人工手动标注完成，不做累述。基本元 素，也即建筑元素，其可以为门窗、阳台、装饰物、门梁等。基本元素信息可以包括位置、尺寸 以及标签。
[0055] 在步骤S2中，首先根据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