构建古代建筑木结构虚拟保护修缮系统的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种构建古代建筑木结构虚拟保护修缮系统的方法，根据建筑物图纸信息进行计算机三维建模生成计算机图形，根据生成的计算机图形输出虚拟现实建模语言ＶＲＭＬ文件，对ＶＲＭＬ格式文件的处理；进行数据库设计，数据库设计完成后进行网页的页面设计、木结构功能模块、病害功能模块和连接关系功能模块设计，最后，将处理过的ＶＲＭＬ文件与系统ＨＴＭＬ页面、木结构模块、病害模块和连接关系模块进行交互，实现古代建筑木结构虚拟修复，三维建模和信息保护各项任务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于虚拟现实技术在古代建筑保护的应用研究，特别涉及一种。现有技术目前我国古代建筑木结构保护维修工作大多沿用传统的手工抄写和纸质文本存档的方法，科技含量不足，不但耗费大量的人力物力，而且不易长久保存信息，导致古建筑木结构的保护维修工作遇到一定的困难，流传多年的古建筑维修技术水平有明显下降甚至失传的趋势。古建筑保护维修的质量与周期也越来越不理想。另外，随着对文化遗产保护修复理念认识的提高深入，具有典型性、代表性古代建筑的原真性保护维修越来越重要，但是目前这方面的研究还比较薄弱，存在很多技术难题。这些问题与我国目前大量古代建筑保护维修的需求相比很不相称，并影响着古代建筑保护修复的水平。经查阅，国内目前还没有把虚拟现实和互联网等技术应用在古代建筑木结构保护修复工作中，所以建立古建筑木结构的计算机虚拟仿真和保护修复是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种古代建筑木结构虚拟保护修缮系统，该系统通过建立三维立体模型和模拟修复技术，提高古代建筑保护修复的安全性和可靠性，降低古代建筑修复的风险和工作量。本专利技术的技术方案是这样实现的本专利技术以古建筑的多项数据信息为基本素材，在古代建筑保护的研究领域中运用虚拟现实技术、三维立体建模和JAVA WEB技术设计并实现古代建筑木结构虚拟保护和修复系统。具体步骤如下首先，根据建筑物图纸信息进行计算机三维建模生成计算机图形，根据生成的计算机图形输出虚拟现实建模语言VRML文件，在VRML格式文件中添加事件和触发器来响应用户请求，完成对VRML格式文件的处理；其次，根据建筑物的结构信息，病害信息和修复信息进行数据库设计，数据库设计完成后进行网页的页面设计、木结构功能模块、病害功能模块和连接关系功能模块设计；最后，将处理过的VRML文件与系统HTML页面、木结构模块、病害模块和连接关系模块进行交互，即HTML页面从数据库中检索构件的数据信息，采用JavaScript修改VRML文件中构件的颜色、显示消隐、透明度属性，使三维模型展示在HTML页面上，从而构建古代建筑木结构虚拟保护修缮系统。所述的木结构功能模块设计包括构件浏览、构件信息管理和查询统计三部分，构件浏览实现用户根据页面树形菜单浏览相关构件，用户通过树形菜单提出请求调用JavaScript代码，JavaScript代码修改VRML文件中各个构件switch节点中的which choice属性，which choice属性有0禾卩1两个值，0和1分别表示构件的消隐和显示，JavaScript修改这两个值改变构件在三维模型上的显示状态，用户根据树形菜单的构件名称浏览对应构件；所述的构件信息管理是在VRML文件中添加anchor节点，anchor节点可定义链接，链接中传递链接参数与HTML页面链接，链接到页面后从页面录入/显示构件信息，链接参数査询数据库后返回构件信息，把新录入和修改的信息保存到数据库中；所述的査询统计是根据用户的请求检索数据库中符合条件的构件，在VRML文件中修改检索出来的构件的材质属性，从数据库中返回用户的査询结果。所述的病害模块设计包括病害管理、病害査询和修复管理三部分，病害管理提供病害信息录入和病害信息管理的功能，用户录入单个构件的病害类型、病害程度、处理意见以及相关图片视频病害信息，然后数据库进行数据完整性检验和重复性检验，检验通过后把数据存储到数据库中，用户通过模型上的单个构件查看该构件是否存在病害，如果存在病害，则从数据库中调出相应数据显示病害内容；所述的病害查询分为整体查询、分类查询和组合查询三种方式，整体査询过程中，在模型上显示全部病害，采用分类着色方法用不同的颜色对病害动态标注，整体査询完成后进行整体统计，整体统计页面检索病害信息数据库，根据病害类型和构件类型分组查询数据库，统计出每种病害类型的具体数据，以工程周期为索引按照时间顺序显示；所述的分类查询分为基于构件类型査询，基于病害类型査询和基于工程周期查询三种査询方式，选择不同的査询方式输入关键字检索数据库，数据库返回针对输入的关键字的病害信息，其中基于病害类型查询方式，采用分类着色方法把病害程度的分布在模型上显示出来，分类査询同样可实现统计功能；组合査询允许用户最多选择五条病害类型条件进行查询，这五条病害类型条件是或关系，把具备条件的病害信息在模型上显示出来；修复管理是将具体病害的修复建议和修复视频图片保存到数据库中，用 户以此为参考指导如何修复该类病害，用户在病害査询页面上针对该类病害 选择修复建议，该页面访问检索数据库返回保存过的修复建议和修复视频图 片的数据信息，实现对病害的修复建议和修复展示。所述的连接关系功能模块的设计包括榫卯关系录入、榫卯分布和斗拱三 部分，榫卯关系录入是在VRML文件中添加anchor节点，anchor节点可定 义链接，链接中传递链接参数与HTML页面链接，链接到页面后从页面录 入构件的连接关系，同时把新录入连接关系数据保存到数据库中；所述的榫卯分布是用户通过树形菜单提出请求后检索数据库中用户所 提请求的榫卯关系，采用JavaScript代码修改VRML文件中的材质属性， 返回用户请求的结果；所述的斗拱是在VRML文件中的数据和页面进行交互的过程中，采用 JavaScript修改VRML文件中构件的消隐显示属性，控制单个构件按时间差 消隐和显示，实现连接、拆分和安装的三维动画。所述的分类着色方法是在数据库中建立颜色对照表，即对病害类型、病 害程度和RGB值建立相互对应关系，数据库中査询构件病害类型和病害程 度，在颜色对照表中给该类型赋予R、 G、 B对应值，构件模型上显示出颜 色，实现了对木结构的病害分类动态标注。本专利技术综合运用虚拟现实和三维建模技术在古建木结构领域实现古代建 筑木结构虚拟修复，三维建模和信息保护各项任务。本专利技术是应用于网络环境下的实现对古代建筑木结构虚拟保护和修缮的应用系统，通过三维立体模型虚拟展现出古代建筑为用户观赏，记载了古代 建筑木结构的构件、病害和修复的数据信息。实现古代建筑木结构模型的信 息聚合与展示，根据时间点来査询各工程的详细信息，对木结构构件可进行 浏览和病害查询，动态标注构件的病害种类，针对构件的病害种类和残损程 度提出修复建议和视频图像指导用户进行虚拟修复。 附图说明图l是本专利技术的系统流程图。图2是本专利技术的总体设计框图。图3是本专利技术的系统功能架构图。 图4是本专利技术的一个具体实施例。 图5是本专利技术的三维模型建立原理步骤图。 下面结合附图对本专利技术的内容作进一步详细说明。 具体实施例方式参照图1所示，是本专利技术的流程图，首先进行三维建模和数据库的设计， 由建立好的三维模型输出VRML文件并对其进行处理，处理过的VRML文 件通过页面和系统的功能模块与数据库交互，完成系统的设计。参照图2所示，是本专利技术总体设计图，系统分为应用层和数据层，应用 层实现系统各项功能，数据层为应用层存储需要调用的数据。应用层包括 用户登录系统，构件信息，病害标注及修复，连接关系四大模块。参照图3所示，主要包括三大功能木结构，病害，连接关系。木结构的子功能模块是构件浏览，构件信息管理，查询统计；病害子功能模块是 病害管理，病害查询，修复管理；连接关系子功能模块是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构建古代建筑木结构虚拟保护修缮系统的方法，其特征在于，　首先，根据建筑物图纸信息进行计算机三维建模生成计算机图形，根据生成的计算机图形输出虚拟现实建模语言ＶＲＭＬ文件，在ＶＲＭＬ格式文件中添加事件和触发器来响应用户请求，完成对ＶＲ ＭＬ格式文件的处理；　其次，根据建筑物的结构信息，病害信息和修复信息进行数据库设计，数据库设计完成后进行网页的页面设计、木结构功能模块、病害功能模块和连接关系功能模块设计；　最后，将处理过的ＶＲＭＬ文件与系统ＨＴＭＬ页面、木结构 模块、病害模块和连接关系模块进行交互，即ＨＴＭＬ页面从数据库中检索构件的数据信息，采用ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ修改ＶＲＭＬ文件中构件的颜色、显示消隐、透明度属性，使三维模型展示在ＨＴＭＬ页面上，从而构建古代建筑木结构虚拟保护修缮系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，赵季中，侯玉岗，金见，刘国栋，王嘉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]