沈陽膜結(jié)構(gòu)生成設(shè)計(jì)框架
雙曲面單元是組成膜結(jié)構(gòu)形狀的基本單位，就如生物界的基本單位一一細(xì)胞。在生物界中細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位;有單細(xì)胞生物、有多細(xì)胞生物，但不論個(gè)體的形象差別，其組成細(xì)胞的基本構(gòu)造是相同的。一群相似的細(xì)胞構(gòu)成了組織，同樣的一組相似的雙曲面單元連接在一起就形成了膜造型基本單元，我們歸納為 10 類。一個(gè)生命有機(jī)體或是一個(gè)器官，是由一種或多種組織構(gòu)成的，那么一種或多種膜造型基本單元也可以組合形成豐富的膜結(jié)構(gòu)造型。這個(gè)過程主要包含以下三個(gè)方面。
1.正常進(jìn)化
正常的進(jìn)化過程是指:膜造型單元在限定的空間內(nèi)按照一定組織原則進(jìn)行排列組合，生成初步模型，在這個(gè)基礎(chǔ)上再進(jìn)行模型優(yōu)化整理，后經(jīng)過結(jié)構(gòu)找形掃描得出終造型模型。
在這個(gè)過程中，對(duì)參與進(jìn)化的膜造型單元要事先設(shè)定矢跨比范圍，對(duì)每一類單元可以單獨(dú)定義范圍。對(duì)限定的空間要預(yù)先設(shè)定生成網(wǎng)格，實(shí)際上網(wǎng)格尺寸是對(duì)造型單元的尺度限制;網(wǎng)格是立體的，按照設(shè)計(jì)可接受空間的范圍在網(wǎng)格球上劃定，可以調(diào)整網(wǎng)格球的經(jīng)緯線密度來改變網(wǎng)格的數(shù)量。一定的組織原則即是進(jìn)化基因編碼，一系列的組織原則按順序排列就是進(jìn)化基因鏈。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)正常進(jìn)化的過程，需要制定一個(gè)理想化的樣本基因鏈。在純凈的環(huán)境中考慮問題，不加人諸如環(huán)境氣候等因素，不加人相關(guān)的判斷選擇因素，在限定的空間進(jìn)行有限的膜造型單元排列組合，這可以看作是一個(gè)理想的模式下的判斷、分析與選擇。實(shí)質(zhì)上，排列組合產(chǎn)生的每一結(jié)果都是膜造型基本單元的控制點(diǎn)、線在空間的分布，按照一定原則將這些點(diǎn)、線就近擬合，形成在空間的重新分布，生成新的網(wǎng)格面，再進(jìn)行找形，點(diǎn)、線屬性即是結(jié)構(gòu)找形初始模型的支座類型和邊界條件，在適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力下得出曲面造型。單元的排列組合將會(huì)在選定的空間網(wǎng)格內(nèi)產(chǎn)生一系列組合造型。這些造型數(shù)量是有限的，造型雖會(huì)隨著矢跨比和空間網(wǎng)格變化而變形，總體上看是穩(wěn)定的、勻質(zhì)的，進(jìn)化是可重復(fù)的。
2.受控進(jìn)化
生成設(shè)計(jì)不是單一的、純凈的，如同有機(jī)體需要由多個(gè)器官共同協(xié)作構(gòu)成，膜造型也需要多樣的形狀。在生成進(jìn)化過程中加人一段控制基因編碼一一進(jìn)化基因，控制某一部分基本造型單元在某一條件下向著特定方向進(jìn)化，以形成新的“器官”。受進(jìn)化基因和樣本
基因共同作用的進(jìn)化過程稱為受控進(jìn)化。受控進(jìn)化產(chǎn)生的造型群體仍是相對(duì)有限的，變形趨勢(shì)是可預(yù)測(cè)的。
3.變異進(jìn)化
為了繼承優(yōu)良特質(zhì)或產(chǎn)生新的物種，基因工程采用切割、重組、轉(zhuǎn)移和表達(dá)等手段.基本步驟為:取得所需要的 DNA 特定片段 (目的基因);選擇基因的合適運(yùn)載體 (另-種 DNA 分子);使目的基因和運(yùn)載體結(jié)合，得到重組 DNA; 將重組 DNA 引人細(xì)菌或動(dòng)植物細(xì)胞并使其增殖復(fù)制，達(dá)到目的基因的屬性在新的機(jī)體中體現(xiàn)。相同的機(jī)理，為表現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)造型的多樣性和復(fù)雜性，在受控進(jìn)化過程中，在進(jìn)化基因鏈上運(yùn)用切割、重組、轉(zhuǎn)移、表達(dá)等技術(shù)，把參照基因加人到或進(jìn)化基因鏈中合成新的進(jìn)化基因鏈。受參照基因鏈生成進(jìn)化的過程稱為變異進(jìn)化。變異進(jìn)化的結(jié)果是不可預(yù)測(cè)的，這為未來的空間形式的產(chǎn)生創(chuàng)造出不可限量的可能。
一個(gè)細(xì)胞可以發(fā)育為個(gè)體，不同的細(xì)胞會(huì)生長成不同的個(gè)體，即便是來自同父母基因的受精卵也會(huì)因?yàn)樯L環(huán)境 (位置)的不同而發(fā)育成差異的個(gè)體。與此類似，模型中膜造型基本單元的基因是相對(duì)穩(wěn)定的，在發(fā)育基因的控制下生成個(gè)體，我們改變基本單元基因和發(fā)育基因上任何點(diǎn)位都會(huì)引起終賦形結(jié)果的變化。而且，還可以把主觀判斷為否的形狀模型的基因鏈同樣本基因鏈相比較，減小差異調(diào)整出新的基因鏈，重新進(jìn)入進(jìn)化程序來修正終的舛觥滅疚耍郴狀。
參照基因即是目的基因，是用戶從其他形狀、物體中取得的基因編碼，我們可以把基因編碼看成是一組能夠描繪和確定某種特殊設(shè)計(jì)行為的語言，期望它可以影響終的生成結(jié)果。然而，這些語言不是客觀的，這些語言表現(xiàn)了用戶對(duì)于美的理解，反映出用戶的特征，帶有用戶的個(gè)人色彩。正是這種開放的特性，才使得生成設(shè)計(jì)法可以終的形狀表現(xiàn)出人工的個(gè)性化特征，表現(xiàn)用戶的特殊要求。
