淺析動態(tài)透視圖設(shè)計對公路設(shè)計的輔助作用

王紅艷

(新疆緯地公路設(shè)計研究院有限公司)

1 透視圖原理

公路透視圖包括全景透視圖、線形透視圖、符合透視圖以及動態(tài)透視圖。公路透視圖是指利用透視這一原理，用三維空間的方式將公路表現(xiàn)出來，當(dāng)然設(shè)計最初要先根據(jù)公路的基本設(shè)計參數(shù)進行設(shè)計，用三維方式表現(xiàn)出來以后來檢驗設(shè)計參數(shù)。

在公路設(shè)計計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)中，公路透視圖是其重要的組成部分，利用先進的計算機輔助軟件對公路進行三維立體模型的建立，利用計算機形成動態(tài)透視圖，動態(tài)透視圖技術(shù)在公路設(shè)計中是一種應(yīng)用比較廣泛的透視圖技術(shù)。

2 動態(tài)透視圖設(shè)計對公路設(shè)計的輔助作用

2.1 動態(tài)透視圖設(shè)計的主要內(nèi)容

在一般的動態(tài)透視圖設(shè)計中，其設(shè)計的內(nèi)容主要包括借助先進的計算機輔助系統(tǒng)軟件進行三維立體模型的建立、收集整理原始的資料、現(xiàn)場的調(diào)查、渲染制作以及最終合成等幾個部分。

首先是關(guān)于借助先進的計算機輔助系統(tǒng)軟件進行三維立體模型的建立部分。在動態(tài)透視圖設(shè)計中，三維模型的建立是核心，關(guān)于三維建模的方法主要有三種，即三維軟件建模、儀器設(shè)備測量建模以及圖像或視頻建模，三維模型是由網(wǎng)格以及紋理構(gòu)成的，對于三維模型的建立可以用AutoCAD制圖軟件、3DMAX軟件、SOFTIMAGE3D軟件或者Maya軟件進行三維模型的建模。AutoCAD制圖軟件可以將整個公路的立體情況勾勒出來，而3DMAX則是針對三維動畫而進行渲染以及制作的一個軟件，SOFTIMAGE3D軟件是一種高端的三維動畫制作的系統(tǒng)軟件，Maya軟件是美國Autodesk這個公司出品的，是一種世界級別的高端三維動畫軟件，它渲染真實感特別強。公路的動態(tài)透視圖的設(shè)計可以用海地公路三維仿真系統(tǒng)(Hard3D)以及捷力地理信息系統(tǒng)進行設(shè)計。海地公路三維仿真系統(tǒng)(Hard3D)是由西安海地計算機軟件開發(fā)有限公司開發(fā)研制的，系統(tǒng)的功能主要包括三維世界的制作以及三維世界播放及演示，運用此軟件系統(tǒng)將公路的三維立體模型建立之后進行動態(tài)播放，就可以清楚地看見軟件所設(shè)計的公路的路基寬度、公路的填挖高度、斷面填挖面積以及大地坐標(biāo)等一系列公路斷面的相關(guān)指標(biāo)，公路設(shè)計者可以在播放的過程中任意了解每一個公路斷面的相關(guān)信息。這個軟件的優(yōu)勢在于不用像3DMAX軟件一樣要經(jīng)過軟件的預(yù)渲染之后再播放，而是能夠直接進行三維建模、動態(tài)渲染、動態(tài)播放。捷力地理信息系統(tǒng)是在GIS地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上由武漢捷力公司研發(fā)出來的，是一種公路路線平縱橫一體化的系統(tǒng)軟件，它可以根據(jù)公路路線的相關(guān)文件以及公路設(shè)計所需要設(shè)定的公路路線信息直接產(chǎn)生相當(dāng)真實的三維立體模型，此軟件能夠正確的顯示出公路交通的地理信息，在生成公路三維坐標(biāo)圖形之后進行平縱橫集中數(shù)據(jù)處理，公路的橫斷面可以由公路設(shè)計者自主的進行設(shè)計，按照相關(guān)數(shù)據(jù)可以自動的將公路的三維動態(tài)透視圖顯示出來。

收集整理原始的資料要在借助先進的計算機輔助系統(tǒng)軟件進行三維立體模型的建立之前就要完成的，原始資料的收集主要包括公路的設(shè)計資料、公路沿線地形的相關(guān)資料以及所要設(shè)計公路沿線景觀的所有素材，準(zhǔn)確可靠的原始資料信息對公路設(shè)計動態(tài)透視圖是非常重要的。

2.2 動態(tài)透視圖設(shè)計的輔助作用

(1)使公路設(shè)計具有很強的靈活性

在以往的公路設(shè)計中，公路設(shè)計者以國家規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)以及工程造價為基本的標(biāo)準(zhǔn)，在對這兩者進行控制的時候，往往會忽略公路設(shè)計的線形、行車是否安全舒適、公路與周圍的環(huán)境是否協(xié)調(diào)，以及公路是否影響到周邊景觀的美化等問題。在公路設(shè)計中，設(shè)計的相關(guān)指標(biāo)都是根據(jù)國家規(guī)定的范圍進行控制的，而在公路設(shè)計之前，所搜集的相關(guān)公路的信息資料是不可能非常準(zhǔn)確的，那么在對公路相關(guān)技術(shù)指標(biāo)取用的時候，由于規(guī)范的限制而不夠明確，對于超出范圍的部分設(shè)計不夠靈活，并且這種公路設(shè)計也得不到相關(guān)的驗證，其效果分析也是不能夠順利進行的。動態(tài)透視圖的設(shè)計就解決了這個問題，它能夠?qū)⒐返南嚓P(guān)信息通過動態(tài)視圖表現(xiàn)出來，對于不符合規(guī)定的部分能夠很容易的分析出來，并且能夠及時的改正，對于公路設(shè)計的效果分析也是很明確的，而且動態(tài)透視圖的設(shè)計將公路設(shè)計的線形、行車是否安全舒適、公路與周圍的環(huán)境是否協(xié)調(diào)，以及公路是否影響到周邊景觀的美化等問題全都考慮進去了。

(2)公路設(shè)計時的安全因素考慮周全

現(xiàn)如今的公路設(shè)計是根據(jù)車輛行駛的動力學(xué)以及力學(xué)的安全性與舒適性進行考慮的，而對于人在駕駛時對公路的使用過程中視覺效應(yīng)、心理接受以及生理上的需求等不能充分地考慮，這就容易造成行駛的安全隱患。動態(tài)透視圖的設(shè)計能夠?qū)④囕v行駛中的視覺情況反映出來，駕駛員能夠清楚地看到公路的平縱橫三維立體視圖的詳細公路線形的情況，在車輛行駛的過程中，駕駛員能夠根據(jù)視覺中的情況安全駕駛，這就消除了駕駛員在駕車行駛過程中的安全隱患。

(3)使公路設(shè)計更具有文化內(nèi)涵

以往的公路設(shè)計只是局限于二維空間的公路設(shè)計，那么在駕駛員駕駛車輛行駛過程中，在視覺的范圍內(nèi)憑借感覺進行行駛，這就是說公路的設(shè)計完全忽略了文化內(nèi)涵的體現(xiàn)。每個地區(qū)都有其獨特的景點與地域文化，而在以往的公路設(shè)計中，忽略了對周邊環(huán)境以及景觀的考慮，大部分駕駛者只是一味地駕駛，其文化內(nèi)涵一點也沒有體現(xiàn)出來。動態(tài)透視圖的設(shè)計將公路周邊的環(huán)境以及景觀全都考慮進去，駕駛員在駕車行駛過程中，在安全駕駛的基礎(chǔ)上又能夠領(lǐng)略周邊的風(fēng)景，能夠很好地將文化內(nèi)涵體現(xiàn)出來。

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