淺談城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)的應(yīng)用

周鵬

摘 要：科技的不斷發(fā)展，推動(dòng)了的各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)城市數(shù)字模型三維可視化，加強(qiáng)相關(guān)部門對(duì)城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，提高城市規(guī)劃的合理性。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)主要包括景觀的仿真效果、設(shè)備需求、使用條件等方面的內(nèi)容。本文主要通過(guò)城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，并且依據(jù)實(shí)際情況提出了一些意見(jiàn)，希望能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃設(shè)計(jì)的合理性提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)；城市規(guī)劃建設(shè)；應(yīng)用分析

計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)的利用，將相應(yīng)的圖形構(gòu)成三維數(shù)據(jù)模型編制到計(jì)算機(jī)中，從而形成一定的逼真畫面。在傳統(tǒng)的城市規(guī)劃過(guò)程中，都采用的是二維地形平面圖，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行平面規(guī)劃，不具備一定的立體空間感，導(dǎo)致一些規(guī)劃不夠合理全面。計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)的應(yīng)用，有效的打破了傳統(tǒng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的局限性，讓相關(guān)的城市規(guī)劃工作人員能身臨其境，極大提高了設(shè)計(jì)的合理性以及科學(xué)性[1]。

一、計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)

1.靜態(tài)渲染分析

在實(shí)際的工作中，靜態(tài)渲染圖的制作主要包括以下步驟：首先，由工作人員構(gòu)建出物體的三維幾何模型，然后對(duì)模型的材質(zhì)、采光、照明等進(jìn)行設(shè)定，其次，由工作人員選取科學(xué)合理的角度進(jìn)行觀察，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行渲染，使之形成靜態(tài)圖，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行演示或打印。渲染圖像可以采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際拍攝的照片進(jìn)行合成，從而烘托出背景與建筑之間的關(guān)系。另外，工作人員還可以增加一些物體，例如：樹木、花草、行人等[2]。

在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑物的三維幾何模型的構(gòu)建工作量相對(duì)較大。通常來(lái)說(shuō)，靜態(tài)圖的視點(diǎn)具有一定的固定性，所以，工作人員可以將那些被遮擋以及看不到的物體進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而有效的減輕工作量。

2.固定路徑的動(dòng)畫分析

在實(shí)際的工作過(guò)程中，所謂的靜態(tài)渲染主要是針對(duì)某個(gè)或者幾個(gè)建筑單體進(jìn)行表達(dá)，適用范圍較窄。如果建筑的數(shù)量較多，俯瞰才能看到城市的全景，因此，對(duì)于數(shù)量較多的建筑群來(lái)說(shuō)，靜態(tài)渲染已經(jīng)不能滿足實(shí)際的工作需求，不能準(zhǔn)確的的將景觀的特點(diǎn)展現(xiàn)出來(lái)。只有將多個(gè)靜態(tài)圖進(jìn)行連接，使其在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行連續(xù)播放，形成動(dòng)畫，例如：風(fēng)吹樹搖、車輛行駛等，都能充分的展現(xiàn)出來(lái)。在實(shí)際的動(dòng)畫制作過(guò)程中，工作人員要積極對(duì)相關(guān)的觀察路徑進(jìn)行設(shè)置、選擇合適的試點(diǎn)，然后在通過(guò)計(jì)算機(jī)將相應(yīng)的幀計(jì)算出來(lái)，通過(guò)這些關(guān)鍵幀對(duì)中間的一些畫面進(jìn)行填充，最后形成動(dòng)畫數(shù)據(jù)。動(dòng)畫以及靜態(tài)兩者之間，靜態(tài)所表現(xiàn)的較為單一，動(dòng)畫展現(xiàn)的內(nèi)容較為全面，主要是其中融合的數(shù)據(jù)較多，但是工作量也相應(yīng)增大[3]。

3.動(dòng)態(tài)、交互式景觀仿真分析

通過(guò)簡(jiǎn)單的動(dòng)畫以及相應(yīng)的觀察路徑并不能的將城市景觀以及城市的空間動(dòng)態(tài)完整的展現(xiàn)出來(lái)，動(dòng)態(tài)、交互式景觀仿真技術(shù)的應(yīng)用更為全面，極大的提高了城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性。工作過(guò)程中，所謂的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)指的是計(jì)算機(jī)可以依據(jù)工作人員的觀察位置以及視角等方面進(jìn)行控制，快速形成渲染圖；交互則更加靈活，由于觀察角度的自由，所以包含的物體更多，一定程度上增加了各個(gè)方面的工作量，最主要的是容易出現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)提高問(wèn)題，就算采用高性能計(jì)算機(jī)，依舊不能保證動(dòng)畫以及靜態(tài)的渲染程度，需要耗費(fèi)的時(shí)間很多，主要原因是由于不管是渲染還是圖像設(shè)計(jì)都需要事先計(jì)算好。在實(shí)際的播放過(guò)程中，不能顯示時(shí)間延遲，所以，動(dòng)態(tài)交互仿真技術(shù)雖然具有一定的靈活性，但是，其對(duì)于計(jì)算機(jī)的性能要求較高，嚴(yán)重影響了此種技術(shù)的普及應(yīng)用。

就現(xiàn)階段而言，比較實(shí)用的仿真技術(shù)有：（1）簡(jiǎn)化三維幾何模型；這種方式主要采用的是縱向拉伸的方法，將平面圖改變成為垂直方面不變的立體體塊，同時(shí)，還能將一些復(fù)雜的地形進(jìn)行拉伸，一定程度上簡(jiǎn)化了三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種方式工作量較小，不能有效表達(dá)出一些復(fù)雜的物體；在實(shí)際的應(yīng)用中，工作人員常常將現(xiàn)場(chǎng)攝影的建筑面通過(guò)紋理形式貼在建筑上，從而增加三維的逼真性。（2）基于圖像的環(huán)視仿真。這種技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中，工作人員首先應(yīng)該選擇一個(gè)固定點(diǎn)，對(duì)周圍景物進(jìn)行全方位攝影，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)相關(guān)的圖像進(jìn)行處理，使得觀察人員在觀察過(guò)程中能夠身臨其境，從而大大提高了城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用分析

1.有效的提高了城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的工作效率

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用使得工作人員在相應(yīng)的模型中模擬穿行，對(duì)城市規(guī)劃方案進(jìn)行全面觀察，提高工作效率。在方案審核階段，工作人員積極的結(jié)合周邊環(huán)境，對(duì)一些重要地段規(guī)劃進(jìn)行審核。方案在審批階段，工作人員可以直接通過(guò)三維模型進(jìn)行講解，有效的提高了審批的工作效率[4]。

2.能夠有效的提高城市規(guī)劃的質(zhì)量

仿真技術(shù)的應(yīng)用，能夠更加真實(shí)的反映出城市的現(xiàn)狀，更加直觀的對(duì)一些三維數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的快速統(tǒng)計(jì)，促進(jìn)城市規(guī)劃工作更深層次的開展。

3.應(yīng)用要求

（1）設(shè)備要求

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的三維動(dòng)畫，另外 ，對(duì)于大量的3D數(shù)據(jù)，還要通過(guò)計(jì)算機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其的管理以及維護(hù)，有效的實(shí)現(xiàn)圖形以及數(shù)據(jù)之間可視化關(guān)系。

（2）數(shù)據(jù)采集以及更新

在實(shí)際的工作過(guò)程中，工作人員通過(guò)三維模型的建立，將城市規(guī)劃的現(xiàn)狀展現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速采集及分析。另外，還能利用城市遙感技術(shù)，對(duì)城市的相關(guān)資料進(jìn)行匯總分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的快速更新。

（3）能夠加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)集成

在城市規(guī)劃工作中，不同的數(shù)據(jù)源決定著工作人員對(duì)于數(shù)據(jù)獲取方式、內(nèi)容、準(zhǔn)確性以及模型建立方式的不同。工作人員應(yīng)該使用多種方式相結(jié)合的數(shù)據(jù)采集方式，彌補(bǔ)不同方式之間的局限性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成[5]。

（4）成果數(shù)據(jù)

通過(guò)三維虛擬所形成的成果可以采用Avi、Scm、Mov、Wrl等媒體進(jìn)行推廣。在相應(yīng)的三維數(shù)字模型建設(shè)成功以后，城市規(guī)劃可以依據(jù)不同的需求，進(jìn)行多重管理，從而保證城市規(guī)劃的合理性。

三、總結(jié)

綜上所述，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，有效的提高了城市規(guī)劃的合理性。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，三維模型的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜結(jié)合，具有身臨其境的感覺(jué)，保證城市規(guī)劃的全面完整性，推動(dòng)了城市的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉滿倉(cāng).計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].太原科技，2003，（6）：34-35.

[2] 彭國(guó)強(qiáng).計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)在城市規(guī)劃及建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].信息通信，2014，（7）：80-80.

[3] 顏景旸.城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及其應(yīng)用[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，22（3）：38-41.

[4] 張化蘭.淺談給排水工程設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（21）.

[5] 高梓維.探究計(jì)算機(jī)景觀仿真技術(shù)在城市規(guī)劃及建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)， 2015（39）：22-22.