虛擬現(xiàn)實技術(shù)在輔助城市規(guī)劃設(shè)計的運用論文
摘要:虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計中的使用，大大提升了設(shè)計工作的效率及質(zhì)量，能夠使設(shè)計師在城市規(guī)劃中設(shè)計初出優(yōu)化且完善的設(shè)計方案。主要是因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸感和交互作用兩個基本特征，其關(guān)鍵技術(shù)有3D建模技術(shù)、實時動態(tài)繪制技術(shù)、人及自然交互技術(shù)以及立體顯示和傳感器技術(shù)，這些技術(shù)是實現(xiàn)虛擬世界創(chuàng)建的關(guān)鍵。在城市規(guī)劃設(shè)計中，依靠虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實時輔助，首先需要獲取城市規(guī)劃設(shè)計的具體信息，然后選擇合適的VＲ系統(tǒng)，將具體數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為圖像，進行虛擬場景建模及渲染，最后進行合成調(diào)試及漫游，確保場景能給人以真實感受。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);實時輔助;城市規(guī)劃設(shè)計
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VＲ)是一個可以根據(jù)使用者提供的信息創(chuàng)建虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多源信息的融合，創(chuàng)建出交互式的三維動態(tài)視景和實體行為，讓使用者融入其中親身體驗［1］。一個城市的規(guī)劃設(shè)計是否科學(xué)合理，關(guān)系到這個城市在未來數(shù)十年的發(fā)展態(tài)勢，因此必須確保規(guī)劃方案的科學(xué)合理性，在城市規(guī)劃設(shè)計的過程中，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)驗證設(shè)計方案的質(zhì)量，是一種極為便捷且高效的方式，能夠讓設(shè)計師及相關(guān)審核人員親身直觀全面地感受整個設(shè)計，提出具有建設(shè)性的修改意見，不斷優(yōu)化城市規(guī)劃設(shè)計方案。
1虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，必須滿足兩個基本要求，其一為沉浸感，即能夠讓使用者有身臨其境的感覺，這要求該系統(tǒng)必須通過一定的技術(shù)措施創(chuàng)造出逼真的具有視覺、觸覺、聽覺、嗅覺等感官形式的虛擬世界;其二為交互作用，就是使用者的行為會對虛擬世界產(chǎn)生影響，并且將這種影響反饋給使用者［2］。目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用，還不能達到預(yù)期的效果，需要不斷改進不斷磨合，且隨著城市的不斷發(fā)展，不斷調(diào)整規(guī)劃方案，不斷改變構(gòu)建的虛擬世界。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用效果顯著，設(shè)計師能夠直接在虛擬世界中進行體驗和考察，感受空間設(shè)計的合理性，同時結(jié)合其他審核人員及城市居民的感受及建議改進設(shè)計方案，大大提升了城市規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量及其工作效率。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)實時輔助城市規(guī)劃設(shè)計的過程中，主要應(yīng)用的技術(shù)有:①3D建模技術(shù)，包括幾何建模和行為建模兩種，是實現(xiàn)虛擬世界創(chuàng)建的基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計部門提供的信息建立大量的三維模型;②實時動態(tài)繪制技術(shù)，這一技術(shù)能夠根據(jù)使用者的方位創(chuàng)建出相應(yīng)的畫面，并且隨著其方位的變化改變其所體驗到的環(huán)境，這一過程數(shù)據(jù)處理量極大，且難度較高;③人及自然交互技術(shù)，能夠消除人與虛擬世界之間的界限，以視覺、觸覺、聽覺等多種形式讓使用者真實感受到虛擬世界，并且對其產(chǎn)生真實的影響;④立體顯示和傳感器技術(shù)，利用全息技術(shù)能夠真實還原物體的三維信息，逼真效果更佳，再通過傳感器技術(shù)讓使用者獲得真實的感知。
2虛擬現(xiàn)實技術(shù)實時輔助城市規(guī)劃設(shè)計的具體流程
2．1獲取城市規(guī)劃設(shè)計信息
一般情況下虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，都是以相關(guān)設(shè)計院與專業(yè)的VＲ技術(shù)公司合作的形式進行的，所以首先VＲ技術(shù)部門需要先了解虛擬世界創(chuàng)新的一些基本信息。以廣州珠江新城的城市仿真系統(tǒng)為例，珠江新城連接著廣州越秀區(qū)、海珠區(qū)和天河區(qū)，地理位得天獨厚，交通便利，在規(guī)劃設(shè)計方案中，該地區(qū)被劃分為以居住為主的東區(qū)和以商務(wù)辦公為主的東區(qū)。在了解這些信息時，需明確該區(qū)域城市規(guī)劃的空間設(shè)計，以及相關(guān)標志建筑物的地理位置，然后結(jié)合當?shù)氐牡匦蔚丶畔ⅰ⒁?guī)劃設(shè)計方案建立三維模型。
2．2選擇合適的'VＲ系統(tǒng)
在城市規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)的組成部分為:①硬件系統(tǒng)，包括服務(wù)器、工作站等形式的計算機平臺，頭盔、立體眼鏡等形式的顯示系統(tǒng)，以及虛擬音效系統(tǒng)、交互設(shè)備系統(tǒng)等虛擬外設(shè);②軟件系統(tǒng)，包括建模軟件和演示軟件。根據(jù)城市規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量的要求選擇合適的VＲ系統(tǒng)，配置合適的開發(fā)工具，一般為了保證虛擬世界的運行效果，會選擇較高的配置。
2．3具體數(shù)據(jù)信息的采集轉(zhuǎn)換
虛擬世界的創(chuàng)建，其實就是將真實的場景轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息，再將這些信息轉(zhuǎn)化為仿真場景的過程。因此，在城市規(guī)劃設(shè)計中建立虛擬世界，首先需要獲取大量的真實測繪信息，采用航拍等方式獲取真實影像并通過相關(guān)測繪軟件轉(zhuǎn)化提取出模型數(shù)據(jù)信息，包括各個區(qū)域的建筑模型地理位置及相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，然后將這些信息分門別類，輸入VＲ軟件技術(shù)系統(tǒng)中。
2．4虛擬場景建模及渲染
在收集到足夠的建模信息后，就可以開始建立虛擬的場景，利用專業(yè)的虛擬形式建模語言VＲML解決實景建模問題，制作大量的以建筑物為主體的是三維實體模型，然后利用MultiGenCrestor軟件生成實體的紋理、質(zhì)地、光影變化等三位效果，讓實體模型在視覺效果上更加真實。三維效果是確保場景真實性的必要因素，而且隨著使用者視角的變化這些效果也應(yīng)該隨之改變，這樣能夠提升虛擬世界的沉浸感，消除使用者與虛擬世界之間的隔閡。
2．5虛擬環(huán)境的合成調(diào)試及漫游
在最終階段，需要對虛擬世界的漫游系統(tǒng)進行調(diào)試，然后再調(diào)整相關(guān)的使用設(shè)備，比如說投影屏幕和頭盔等。在這一階段，技術(shù)人員通常會讓設(shè)計師或者是找一些群粽體驗一下，抗是否在感官上有異常的或者不真實的感覺，不斷調(diào)試，設(shè)置最佳的感官路線，確定最佳的創(chuàng)建方案。
3結(jié)語
一個城市要想長期穩(wěn)定地發(fā)展，必須要找準城市發(fā)展的定位，制定符合城市發(fā)展現(xiàn)狀的長期戰(zhàn)略，同時做好規(guī)劃設(shè)計工作，確保各項城市基礎(chǔ)設(shè)施的建立及相關(guān)區(qū)域劃分的科學(xué)性［3］。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用，能夠讓設(shè)計師及其他使用者真真切切地感受到設(shè)計方案實施之后整個城市的模樣，全面而直觀感受到設(shè)計方案是否科學(xué)合理，做出真實的評價，這對于設(shè)計部門而言是最大的幫助，能夠大大提高其工作效率，確保規(guī)劃設(shè)計方案的質(zhì)量，給人民交出一份滿意的答卷。
參考文獻：
［1］王瓊．多媒體DLLs在數(shù)字城市規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用［J］．四川建筑，2012，01:29－30．
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