王景阳2016 《计算机图形学》 数字化建筑设计理论与方法 1-建筑与数字技术概论 曾旭东 废火季 CHONGOING UNIVEKSITY
王景阳 2016 1-建筑与数字技术概论 《计算机图形学》 ——数字化建筑设计理论与方法 曾旭东
@第1章建筑数字技术概论 景阳2016 1.1建筑数字技术及其发展概况 1.2建筑数字技术在建筑设计中的应用 1.3数字化建筑设计软件简介 CHONGOING UNIVEKSITY
王景阳 2016 1.1 建筑数字技术及其发展概况 1.2 建筑数字技术在建筑设计中的应用 1.3 数字化建筑设计软件简介 第1章 建筑数字技术概论
@11建筑数宇技术及其发展概况 阳2016 111CAAD和建筑数字技术 CAD( Computer Aided Design计算机辅助设计)是 数字技术在工程设计领域中的一种应用技术。CAAD ( Computer Aided Architectural design计算机辅助建 筑设计)技术是CAD技术的一个分支,是数字技术在 建筑设计领域中的一种应用技术。CAAD技术在当今 的建筑设计界已是一项普遍采用的基本技术。CAD技 术带来了设计工作的高质量和高效率,在建筑设计中, 正发挥着越来越大的作用。 废火季 CHONGOING UNIVEKSITY
王景阳 2016 1.1建筑数字技术及其发展概况 1.1.1 CAAD和建筑数字技术 CAD（Computer Aided Design 计算机辅助设计）是 数字技术在工程设计领域中的一种应用技术。CAAD （Computer Aided Architectural Design计算机辅助建 筑设计）技术是CAD技术的一个分支，是数字技术在 建筑设计领域中的一种应用技术。CAAD技术在当今 的建筑设计界已是一项普遍采用的基本技术。 CAAD技 术带来了设计工作的高质量和高效率，在建筑设计中， 正发挥着越来越大的作用
@11建筑数宇技术及其发展概况 阳2016 “数字技术”指的是运用0和1两位数字编码, 通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备来表达、 传输和处理所有信息的技术。数字技术一般包括数 字编码、数字压缩、数字传输与数字调制解调等技 术。自1998年以来,国际上出现了“数字地球”、 “数字城市”等的提法,是以数字信息来描述地球 或城市。在建筑领域内的“数字建筑”就是以二进 制的数字信息来描述建筑,而相应的应用技术就称 为“建筑数字技术” 废火季 CHONGOING UNIVEKSITY
王景阳 2016 1.1建筑数字技术及其发展概况 “数字技术”指的是运用0和1两位数字编码， 通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备来表达、 传输和处理所有信息的技术。数字技术一般包括数 字编码、数字压缩、数字传输与数字调制解调等技 术。自1998年以来，国际上出现了“数字地球”、 “数字城市”等的提法，是以数字信息来描述地球 或城市。在建筑领域内的“数字建筑”就是以二进 制的数字信息来描述建筑，而相应的应用技术就称 为“建筑数字技术
@11建筑数宇技术及其发展概况 阳2016 新华网 “建筑数字技术”不再是一种绘图工具和表现 手段,而是一项能将全部设计信息贯穿于建筑设计 乃至整个建筑工程生命周期,全面提高设计质量、 工作效率、经济效益的先进技术 废火李
王景阳 2016 1.1建筑数字技术及其发展概况 “建筑数字技术”不再是一种绘图工具和表现 手段，而是一项能将全部设计信息贯穿于建筑设计 乃至整个建筑工程生命周期，全面提高设计质量、 工作效率、经济效益的先进技术
@11建筑数宇技术及其发展概况 阳2016 112建筑数字技术发展概况 1946年2月世界上第一台电子计算机 ENIAC在美国宾西法尼亚大学诞生 1950年第一台图形显示器(CRT)在美国麻省理工学院诞生 1958年,美国 Ellerbe associates建筑师事务所安装了一台 Bendix g15电子计算 机 1958年美国 CALCOMP公司研制成功滚筒式绘图仪 1959年起第二代电子计算机诞生 ●1962年美国麻省理工学院(MI)的萨塞兰( Ivan e sutherland)首次使用了 “ Computer Graphics”术语并于1963年被安装在该校林肯实验室的TX-2型计 算机上。开创了计算机辅助绘图和设计的新时代。 1964年第三代电子计算机诞生 ●60年代中期起,美国SOM等大型建筑事务所有的引进了CAD设备,CAD在美国 逐步成为一项新兴的高科技产业,蓬勃发展起来 1970年之后第四代电子计算机诞生 ●70年代初,美国波士顿的佩里··斯图尔联合建筑事务所开发成功ARK-2系统 ●70年代初, Autotro软件公司首先打入了建筑工程设计领域 废火季 CHONGOING UNIVEKSITY
王景阳 2016 1.1.2 建筑数字技术发展概况 1946年2月世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾西法尼亚大学诞生 1950年第一台图形显示器(CRT)在美国麻省理工学院诞生 1958年，美国Ellerbe Associates 建筑师事务所安装了一台Bendix G15电子计算 机 1958年美国CALCOMP公司研制成功滚筒式绘图仪 1959年起第二代电子计算机诞生 1962年美国麻省理工学院 (MIT)的萨塞兰 （Ivan E Sutherland） 首次使用了 “Computer Graphics” 术语并于1963年被安装在该校林肯实验室的TX-2型计 算机上。开创了计算机辅助绘图和设计的新时代。 1964年第三代电子计算机诞生 60年代中期起，美国SOM等大型建筑事务所有的引进了CAD设备, CAD在美国 逐步成为一项新兴的高科技产业，蓬勃发展起来 1970年之后第四代电子计算机诞生 70年代初，美国波士顿的佩里•丁•斯图尔联合建筑事务所开发成功ARK-2系统 70年代初，Autotrol软件公司首先打入了建筑工程设计领域 1.1建筑数字技术及其发展概况
@11建筑数宇技术及其发展概况 阳2016 1973年,美国国防部 DARPA研究机构着手研究计算机网络之间通讯连接的协议 技术(TCP/P) 1974年,美国 ALTAIR公司推出第一台具有微处理器CPU芯片微型计算机 1977年美国计算机协会(ACM)首次制定了计算机图形系统规范—“核心图形系 统( Core Graphics System)”,为CAD制造产业制定了统一的图形规范 80年代之后微机CAD应用软件空前繁荣,其主要的代表是1982年 Autodesk公司推 出的 AutoCad通用绘图软件,并不断升版完善,成为工程设计界进行CAD二维 绘图的主要软件。1990年 Autodesk公司又推出了适用于微机的3 D Studio三维视 觉造型软件,它是3 dsma软件的DOS版前身。它们与 Adobe公司的 Photoshop和 Premiere图像处理软件一起,组成了微机建筑制图和表现CAD系统的主流软件 1998年 Autodesk公司又推出了以BIM建筑信息模型为基础的 Revit建筑软件。 1984年美国宇航局NASA的Ames研究中心在虚拟现实技术的研究方面取得了突 破。在随后的90年代进一步完善了这项技术。 与建筑数字技术发展配套,还有建筑数字技术标准的研发制订,代表性的有 IGES, STEPIFO等 废火李
王景阳 2016 1973年， 美国国防部DARPA研究机构着手研究计算机网络之间通讯连接的协议 技术(TCP/IP) 1974年， 美国ALTAIR公司推出第一台具有微处理器CPU芯片微型计算机 1977年美国计算机协会(ACM)首次制定了计算机图形系统规范—“核心图形系 统 (Core Graphics System)”，为CAD制造产业制定了统一的图形规范 80年代之后微机CAD应用软件空前繁荣 ,其主要的代表是1982年Autodesk公司推 出的AutoCAD通用绘图软件，并不断升版完善，成为工程设计界进行CAD二维 绘图的主要软件。 1990年Autodesk公司又推出了适用于微机的3D Studio三维视 觉造型软件，它是3dsmax软件的DOS版前身。它们与Adobe公司的Photoshop和 Premiere图像处理软件一起，组成了微机建筑制图和表现CAD系统的主流软件。 1998年Autodesk公司又推出了以BIM建筑信息模型为基础的Revit建筑软件。 1984年美国宇航局NASA的Ames研究中心在虚拟现实技术的研究方面取得了突 破。 在随后的90年代进一步完善了这项技术 。 与建筑数字技术发展配套，还有建筑数字技术标准的研发制订，代表性的有 IGES,STEP,IFC等. 1.1建筑数字技术及其发展概况
11建筑数字技术及其发展概况 阳2016 ●IGES:(初始化图形交换规范) The Initial Graphics Exchange Specification(IGES)是被定义基于 Computer-Aided Design(CAD)& Computer-Aided Manufacturing(CAM) systems(电脑辅助设计& 电脑辅助制造系统)不同电脑系统之间的通用ANSI信息交换标准。3 D Studio max 可以实现这种IGES格式以用于机械、工程、娱乐和研究等不同领域。可以读取从 不同平台来的 NURBS数据,例如:Maya、Pro/ ENGINEER SOFTIMAGE, CATIA 等等软件。 ●STEP: STEP( Standard for the Exchange of product model data-产品模型数据交互规范)1标 准是国际标准化组织制定的描述整个产品生命周期内产品信息的标准,STEP标准 是一个正在完善中的“产品数据模型交换标准”。 ●IFC ( Industry Foundation Classes)工业基础类的缩写。国际协同联盟95年提出的直接面 向建筑对象的工业基础类数据模型标准,目的是促成建筑业中不同专业以及同一专 业中的不同软件可以共享同一的数据源,从而达到数据的共享及交互。IFC数据模 型覆盖了AEC/FM中大部分领域,并且随着新需求的提出还在不断的扩充IFC标准 (IFC2 x platform版本)已经被ISO组织接纳为ISO标准( ISO/PAS16739,可出 版应用版本),成为 AEC/FM(建筑、工程、施工、设备管理)领域中的数据统 标准。 废火季 CHONGOING UNIVEKSITY
王景阳 2016 IGES:（初始化图形交换规范） The Initial Graphics Exchange Specification(IGES）是被定义基于Computer-Aided Design (CAD)&Computer-Aided Manufacturing (CAM) systems （电脑辅助设计& 电脑辅助制造系统）不同电脑系统之间的通用ANSI信息交换标准。3D Studio MAX 可以实现这种IGES格式以用于机械、工程、娱乐和研究等不同领域。可以读取从 不同平台来的NURBS数据，例如：Maya、Pro/ENGINEER,SOFTIMAGE,CATIA 等等软件。 STEP: STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data－产品模型数据交互规范)[1]标 准是国际标准化组织制定的描述整个产品生命周期内产品信息的标准，STEP标准 是一个正在完善中的“产品数据模型交换标准”。 IFC （Industry Foundation Classes）工业基础类的缩写。国际协同联盟95 年提出的直接面 向建筑对象的工业基础类数据模型标准，目的是促成建筑业中不同专业以及同一专 业中的不同软件可以共享同一的数据源，从而达到数据的共享及交互。IFC数据模 型覆盖了AEC/FM中大部分领域，并且随着新需求的提出还在不断的扩充IFC标准 （IFC 2x platform. 版本）已经被ISO 组织接纳为ISO 标准（ISO/PAS 16739，可出 版应用版本），成为AEC/FM（建筑、工程、施工、设备管理）领域中的数据统一 标准。 1.1建筑数字技术及其发展概况
@11建筑数宇技术及其发展概况 阳2016 113国内外主要相关研究组织及其发展概况 )国际上主要的相关研究组织 1981年成立“北美计算机辅助建筑设计协会 1985年“国际计算机辅助建筑设计未来研讨会”荷兰代尔夫特大学; ●1987年成立“欧洲计算机辅助建筑设计教育与研究协会”; ●1995年“拉丁美洲数字图形协会”; ●1996年成立亚洲地区计算机辅助建筑设计研究协会; 以上5个组织在2002年联合组建料 Architectural Computing0 rganization,负 责出版IJAC杂志。 2)我国的相关研究和学术组织概况 ●上世纪70年代末,我国某些大学和研究单位已开始研究计算机图形学 1984年建设部设召开“计算机在建筑设计中的应用座谈会” 1985年建设部召开“建筑CAD技术应用交流会; ●1985年东南大学建立建筑CAD实验室; 1996年开始参加国际 CAADRIA学术年会; ●2006年全国高校建筑学学科专业指导委员会“建筑数字技术教学工作委员 ”成立,即首届全国尚校建筑数学技术教学研讨会废大字 CHONGOING UNIVEKSITY
王景阳 2016 1.1.3 国内外主要相关研究组织及其发展概况 1）国际上主要的相关研究组织 1981年成立“北美计算机辅助建筑设计协会”； 1985年“国际计算机辅助建筑设计未来研讨会”荷兰代尔夫特大学； 1987年成立“欧洲计算机辅助建筑设计教育与研究协会”； 1995年“拉丁美洲数字图形协会”； 1996年成立亚洲地区计算机辅助建筑设计研究协会； 以上5个组织在2002年联合组建料Architectural Computing Organization,负 责出版IJAC杂志。 2）我国的相关研究和学术组织概况 上世纪70年代末，我国某些大学和研究单位已开始研究计算机图形学； 1984年建设部设召开“计算机在建筑设计中的应用座谈会”； 1985年建设部召开“建筑CAD技术应用交流会； 1985年东南大学建立建筑CAD实验室； 1996年开始参加国际CAADRIA学术年会； 2006年全国高校建筑学学科专业指导委员会“建筑数字技术教学工作委员 会”成立，即首届全国高校建筑数字技术教学研讨会召开. 1.1建筑数字技术及其发展概况
@11建筑数宇技术及其发展概况 阳2016 1.14建筑数字技术发展进程中的先驱人物 ● Herbert Simon(司马贺,1916-2001) 取有中文名司马贺,美国芝加哥大学经济学博士。1969年他出版了“ The sciences artificial”一书,他被誉为“人工智能”之父。也是建筑界“人工智能”研究的先行 者。因为他卓越的研究成果,获得了1978年诺贝尔经济学奖 ● William mitchell(威廉米歇尔) 1967年墨尔本大学建筑系毕业,1970年美国耶鲁大学建筑硕士。后在加州大学洛杉 矶分校任教16年。1977年出版了“ Computer-Aided Architectural Design”,这是第一本 推广建筑CAD应用的专著,也是CAAD名称的由来。1986年后在哈佛大学任教6年。其间 著作甚丰他是当代CAAD最重要的领导学者。 Thomas maver(托马斯·梅弗尔) 1968年英国斯特拉斯克拉特大学( Strathclyde Univ.)在梅弗尔教授领导下成立了 “ Architecture& Building Aids Computer Unit( ABACUS)”研究中心。数十年来坚持 CAAD的研究方向,是世界上最早成立的CAAD研究中心之一。著名CAAD先驱人物 John gero(约翰·捷罗) 1968年澳大利亚悉尼大学在捷罗教授领导下成立了“ Key Center of design Computing and Cognition( KCDCC)”中心,也是世界上最早成立的CAAD研究中心之一。 他的CAAD研究可分为四个阶段:模拟( Simulation:1968-75)、最佳化 ( Optimization:1972-83)、人工智能及知识系统( AI and Knowledge-Based System 1980-)、设计认知( Cognition:1992-)。著名的CAAD先驱人 CHONGOING UNIVEKSITY
王景阳 2016 1.1.4 建筑数字技术发展进程中的先驱人物 Herbert Simon (司马贺，1916-2001) 取有中文名司马贺，美国芝加哥大学经济学博士。1969年他出版了“The Sciences of Artificial”一书，他被誉为“人工智能”之父。也是建筑界“人工智能”研究的先行 者。因为他卓越的研究成果，获得了1978年诺贝尔经济学奖。 William Mitchell（威廉•米歇尔） 1967年墨尔本大学建筑系毕业，1970年美国耶鲁大学建筑硕士。后在加州大学洛杉 矶分校任教16年。1977年出版了“Computer-Aided Architectural Design”，这是第一本 推广建筑CAD应用的专著，也是CAAD名称的由来。1986年后在哈佛大学任教6年。其间 著作甚丰他是当代CAAD最重要的领导学者。 Thomas Maver（托马斯•梅弗尔） 1968年英国斯特拉斯克拉特大学(Strathclyde Univ.)在梅弗尔教授领导下成立了 “Architecture & Building Aids Computer Unit (ABACUS)”研究中心。数十年来坚持 CAAD的研究方向，是世界上最早成立的CAAD研究中心之一。著名CAAD先驱人物。 John Gero（约翰•捷罗） 1968年澳大利亚悉尼大学在捷罗教授领导下成立了“Key Center of Design Computing and Cognition (KCDCC)”中心，也是世界上最早成立的CAAD研究中心之一。 他的CAAD研究可分为四个阶段：模拟（Simulation ：1968-75）、最佳化 （Optimization : 1972-83）、人工智能及知识系统（AI and Knowledge-Based System ： 1980-）、设计认知（Cognition : 1992-）。著名的CAAD先驱人物。 1.1建筑数字技术及其发展概况