论文面向对象方法在参数化设计中应用是关于对写作参数化设计论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文solidworks参数化设计论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
摘 要：面向对象是当前程序设计的重要方法,也是描述现实问题的有效思想,通过对面向对象在参数化建筑设计中的两个应用实例的介绍,进而阐释其优势及应用潜力.
关键词：面向对象 参数化设计 面向过程 音乐厅设计
1.程序设计中的“面向过程”和“面向对象”
参数化设计是当代重要的建筑设计方法,能够帮助建筑师获得多解的设计方案,创造新奇的建筑形体,减轻工作负担.在参数化设计中,“将建筑看作众多外部及内在因素综合作用的复杂系统”,把影响设计的因素看成参变量,通过计算机语言构筑参数间的一系列作用规则（即“规则系统”）,建立参数化模型,进而生成建筑体量、空间或结构,并可通过改变参变量获得多解动态的设计方案.在这一过程中,“规则系统”的构筑是核心步骤,而要精确地抽象并描述“规则系统”则必须依赖于合适的计算机语言,因此参数化设计必然要学习参照计算机程序设计中的思想方法.
在计算机程序设计中,“面向过程”和“面向对象”是两种最重要的思想方法.“面向过程”（Procedure Oriented）是一种以过程为中心的编程思想,起源较早,它的核心思路是分析出解决问题所需要的步骤,然后通过编写函数分别实现这些步骤,使用时依次调用函数从而解决整个问题.这种方法思路清晰,能够有效应对许多问题.然而随着性能的不断提高,计算机被用于解决越来越复杂的问题,“面向过程”逐渐无法胜任,随之而来的是“面向对象”思想方法的兴起.“面向对象”（Object Oriented）方法放弃了对过程的抽象,而将现实世界看成一个相互关联、相互作用的复杂系统,系统中的事物被抽象成“对象”（Object）,相似的对象从属于“类”（Class）,对象的特征用“属性”（Attribute）标示,相互关系则被抽象成“消息”（Message）和“方法”（Method）,进而实现对整个系统的抽象和建模.时至今日,面向对象已不仅仅是一种编程方法,更是我们抽象和描述问题的新视角.
以上两种编程思想均能应用于参数化建筑设计,下面通过一个简单的例子说明它们的应用方法和特点.
2.应用案例
2.1应用案例1：不规则立面开窗
不规则开窗是当代建筑立面的常用手法,可通过参数化设计的方式编写程序自动生成,快速获得多种形态的方案并减少建筑师的工作量.我们以妹岛和世设计的德国关税同盟设计学院（图1）为例,并将问题抽象为在30m×30m的建筑立面上以20个点为中心分别开不规则方形窗户,窗洞尺寸不小于1m且不大于5m,窗洞间不能互相重叠且不能超出立面边界（图2）.
解决以上问题的常规思路是采用“面向过程”的方法,逐一添加随机尺寸的窗户,每添加一个窗户都和立面边界和既有窗户进行重叠检测,如重叠则以随机比例缩小窗户,直到其和立面边界和其他任何窗户都不重叠为止（图3）.这种方法能生成一些符合要求的方案,但也可能出现无解的情况：如图4所示,由于既有窗户的尺寸过大侵占了其他窗户的“空间”,后续窗户无法在1-5m的范围内选择尺寸避免和其重叠,导致了无解.可见,这一看似简单的问题却很难采用“面向过程”的方法进行抽象和描述.
我们也可以换一种思路解决以上问题（图5）,即采用“面向对象”的方法,将所有窗户看作一“类”事物（类名为“窗户”）,这类事物具有“中心点”、“宽度”、“高度”和“相交关系”四项“属性”,以及“随机缩小”和“相交判断”两种可能发生的行为（被称作“方法”,这些属性和方法的具体含义详见图5）,从而完成对系统中“类”的抽象和定义.然后分别以给定的20个点作为“中心点”,1-5m间的随机数组作为“宽度”和“高度”,生成从属于“窗户”类的20个具体的窗户实例（被称作“对象”）,并分别计算每一个窗户是否和立面边界或其他窗户重叠,记录在该对象的“相交关系”属性中,这样便生成了20个属性完整的窗户对象,作为系统的初始状态（被称为“初始化”过程）.接下来进入“事件响应”阶段：“消息池”每次对重叠数量最多的窗户发送“消息”,使它和和它重叠的窗户分别执行“随机缩小”方法和“相交判断”方法,并更新“相交关系”属性.重复以上过程,直到所有对象的“相交关系”属性均变为空集,“消息池”便不会再向任何窗户发送“消息”,这时即获得所有窗户均不重叠的立面方案（图6）.这种方法更精准地描述了设计要求,因而能够保证获得有效的方案.
2.2应用案例2：音乐厅参数化设计模型
2.2.1基于“面向过程”方法的音乐厅参数化模型
为了优化音乐厅的设计流程,减少技术错误及反复修改的工作量,笔者试图使用计算机语言描述音乐厅建筑的规则系统,建立智能联动的参数化模型,用户可通过改变输入参数获取多解的设计方案,并能确保其功能和技术符合设计要求（图7,8）.基于对音乐厅设计流程的认识,笔者很自然地尝试了面向过程的方法,以Grasshopper为平台,其具体实现步骤如下：1）以观众厅的长、宽、高及舞台的长、宽、高为参数建立音乐厅的基本体型；2）基于已生成的墙体和每排座椅视线升起值（C值）、座椅排距、视点位置等参数确定门的位置、走廊位置、池座剖面形态等；3）基于已生成的墙体、池座剖面及走廊位置等参数确定池座座椅排布；4）基于已生成的墙体、楼座排数、排距等参数确定楼座座椅排布（图9）.
以上步骤忠实地反映了音乐厅的设计过程,获得了能够“一改皆改、智能联动”的参数化模型,部分实现了原本的设想,但同时也暴露了以下问题.
（1）音乐厅有诸多类型,不同类型对应了不尽相同的规则系统,因此程序实现的每一步“过程”也均有不同的可能性.如果对每一步所涉及的所有可能性均进行枚举,则会造成编程量的“组合爆炸”（系统可能性总数等于每步过程可能性数量的乘积）,很难实现；而如果按照目前的开发方式,每一个“过程”仅对应其一种可能性,那么程序便只能代表某种特定的音乐厅类型（如本例应对了舞台位于尽端的鞋盒形音乐厅）,其灵活性和可修改范围非常有限（不可能旋转墙体角度、不可能移动舞台、不可能改变座椅排布曲线等）.这极大地限制了模型的实用性和设计中的灵活性.
总结:这篇参数化设计论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
参考文献：
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3、 讲练结合教学法在面向对象程序设计课程中的应用 摘 要：针对当代大学自我认知程度低，自我管理能力弱、主动性不强等特点，分析了程序设计类课程特点以及现有教学方法存在主要问题，提出将讲练结合教学方。
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