数字建筑的构建与增强打印技术

当代的建筑建模工具是四十几年来，对计算机工具进行3D互动设计研究与开发的产出物，最终演变为以对象为基础的参数式建模。自1960年代起，3D几何建模一直是个重要的研究领域，新发展出来的3D呈现方式有许多潜在的用途，包括电影、建筑和工程设计、游戏。在60年代后期首次发展出来，而可观看多面体组合物的展示能力，造就了第一部计算机动画影片。1973年往此目标迈进了重要的一步，建立和编辑任意3D实体和体积封闭形状的能力，由三个欧美的团队分别开发出来：Ian Braid （Cambridge University）、Bruce Baumgart （Stanford），及 Ari Requicha ＆ Herb Voelcker （University of Rochester），这些努力产生了实际3D建模的第一代工具。

最初有两种实体建模的方式被开发出来，并且互相竞争主导权，其中边界表示法（boundary representation， B-rep）是以一组封闭的、有方向性的有边界之表面来表示形状。另一个方法是构造实体几何（Constructive Solid Geometry， CSG），它是使用一组能定义原始多面体的函数（functions）来表示形状。这些函数是代数表达式的组合，也使用布尔运算。然而，CSG依赖多种方式来评估代数表达式定义的最终形状，例如它可能会在显示的时候被画出来，但并没有生成一组有界限的曲面。两者的差别是明显的，CSG中的元素可以被任意编辑和重新生成，使用文字符串描述形状的方法是很简要的，但在那个时代，桌面计算机得花几秒来计算形状。另一方面，B-rep在直接交流、计算大量属性、立体绘制和动画及检查空间冲突是很强的。最初，这两种方法竞争谁是较佳的方法，但很快就发现两种方法应该合并。允许在CSG树状结构（有时称为未评估形状，内进行编辑；使用B-rep于显示和互动，以编辑形状，形状的组成可以被制作成更复杂的形状，B-rep被称之为评估的形状。目前所有参数建模工具和所有建筑模型，都合并两个表现方式，用类似CSG来编辑，B-rep则用来进行可视化、测量、冲突检测和其他非编辑用途。第一代工具在3D多面和圆柱体对象建模，支持关联属性，允许对象可组成为工程组件，如引擎、加工厂或建筑物。这种合并的建模方式为现代建模重要的前身。(www.xing528.com)

1970年代末80年代初，建筑建模首次以3D实体建模来发展CAD系统， 如 RUCAPS，卡内基美浓大学和密西根大学以研究为主的系统，开发了它们的基本功能。此成果是由机械、航空航天、建筑和电气产品设计团队，同时分享产品建模及整合分析与模拟的概念和技术而得来的。从CAD进化到参数式建模的另一阶段，就是知道多个形状可以分享参数。3D建模后来的发展中，定义形状的参数可以自动进行再运算，并且可以重生形状，首先由用户随意控制指令，然后软件会标识出已变更之处， 仅有变更的部分会被重新生成。通常在参数式建模系统内，定义一个对象个体之内部构架是一个方向性的图形，其节点是具有参数或操作的对象类别，此操作可建模或修改此对象个体；图的联机表示节点与节点之间的关系，有些系统可提供参数图，能图像化编辑。在现今的参数化对象建模系统中，内部可标记哪里被编辑过，并只重新产生受影响的部分模型图形，可将需要更新的过程减到最少。范围规则可嵌入一参数化图形，控制了系统的一致性。参数化对象群组是使用和距离、角度和规则有关的参数来定义。