土木工程CAD技术发展趋势与展望.docVIP

土木工程CAD技术发展趋势与展望 　　 工程CAD技术的发展已有30多年的历史。它与工业生产实际和社会需求密切相关，与信息技术和信息产业的发展密切联系，随着实际应用的需要，计算机的新技术、新算法、新成果，在CAD中不断得到应用和发展，计算机图形学、虚拟现实技术、建模与仿真技术、特别是多媒体和网络通信技术在近年来快速发展，为CAD的技术和功能带来了巨大的发展和变化。 　　 8．1 多媒体和通信技术在土木工程中的应用 　　 计算机辅助技术是计算机科学的最重要的分支之一，也是兴旺发达的中国土木工程领域十分重视的一个应用研究的热点，是跨学科领域的新技术发展重要方面。 　　 计算机辅助土木工程技术，一方面要求以人为中心对计算机本身不断改进，使之成为适合于工程师使用的多维信息处理机器，另一方面又要求反映土木工程的设计、施工、管理等典型环节的各种活动、变化规律，即信息表征能力强和信息模型科学性，从而能够帮助人们高效率地完成其科学研究和生产创造工作。现在，我们已将这些统称为多媒体计算机辅助工程(MCAE：MultimediaComputerAidedEngineering)。 　　 近年来我国MCAE研究和开发日益令人关注，学术交流活跃。近年来交流和讨论的主题包括：多媒体辅助工程的基础理论研究；多媒体CAD系统的开发理论与技术；分布式虚拟现实技术与工程应用；多媒体通信与计算机支持协同设计、远程工程管理和工程监理系统；工程数据可视化与工程图形图像处理等，内容丰富并且在研究深度上有很大进步。 　　 计算机辅助设计(CAD)和工程计算在我国的发展较快，市场经济将其推向一个至关重要的地位，成为企业在竞争中获胜的关键工具。在多媒体计算机和网络通信技术的支持下，现在能够更好地综合发挥工程师与计算机的互补功能，发挥人们的创造力，提高社会生产效率和工程质量。 　　 下面，对MCAE的研究成果和热点课题，进行综合分析，然后再阐述正在形成的新的理论概念与发展方向。 　　 8．1．1 虚拟现实(vR)技术派生的工程应用系列 　　 虚拟现实技术是一种可以创建和模拟体验现实世界的计算机技术，它将真实世界的各种媒体信息有机地融合进虚拟世界，构造用户能与之进行各个层次的交互处理的虚拟信息空间。这种技术与工程中的应用目标结合，正在派生出一系列应用系统，例如： 　　 城市规划方案的虚拟漫游及环境评测； 　　 室内装饰设计效果展示与体验； 　　 设计方案的演示与论证； 　　 支持远程协同工作的虚拟设计室； 　　 建筑结构的虚拟模型和性能测试等。 　　 在现实的工程设计、管理和分析研究中，人们花了大量的物力、财力和精力，创造特定的工作方式和环境来解决所面临的工程问题，虚拟现实和多媒体技术为我们提供了建立工程的多维信息感知模型，使工程专家获得一个先进的认识和改造世界的工具，并且在开发和使用这些系统中，表现出巨大的热情和创造能力。 　　 8．L 2 分布式多媒体通信技术派生的工程应用系列 　　 由于现代工程设计和建设的基本特征是群体的、协同的、国际化的，因而工程领域对多媒体协同设计环境，从需求到实现，具有极大的热情。 　　 计算机从支持个体工作(单个系统应用)发展到支持群体协同工作(地域分散的不同专业的系统协作)， 第147页 其代表性名称是CSCW(ComputerSupportedCooperativeWorker)或Crroupware群件)。一般认为，CSCW是指群体中的人们，利用计算机系统联网工具，协同完成某项共同承担的工作任务。它适应了现代科学和市场经济的需要，适应了现代工程建设的需要。 　　 计算机支持协同设计，是CSCW在工程应用中最先发展起来的成功范例。从60年代开始，我国研究CAD实现方法，70年代建立起各自独立应用的单功能CAl)系统，80年代建立以工程数据库为核心的开放的集成化CAD系统，而在90年代，随着网络建设发展和信息共享需求，建立了开放的分布式的集成化CAD系统，随后，为大型工程和复杂产品设计、为CIMS推广应用，新一代的开放的分布式集成协同CAD系统建立起来，成为工程界普遍重视的一个应用目标。 　　 目前，在我国的工程领域中应用CSCW的技术研究成果，推出了一批在各个特定范围的应用系统，如：多媒体协作CAD系统，协作式指挥系统，远程多媒体监控系统，分布式协同训练模拟系统，远程多媒体协同会诊系统等。 　　 在“设计中的人工智能”(AID)国际学术会议上，专家们十分重视WWW为工程设计营造的环境优势，认为网络上日渐丰富的设计资源和知识信息，将改变工程设计者现在的工作方式，为全球范围的设计者提供前所未有的发挥创造才能的机会。 　　 我国科技工作者为实现多媒体协同设计环境和虚拟设计室，已作了大量的基础建设工作，对于土木工程高新技术的信息