摘要：在传统的城市规划过程中，都采用的是二维地形平面图，在此基础上，进行平面规划，不具备一定的立体空间感，导致一些规划不够合理全面。计算机景观仿真技术的应用，有效的打破了传统城市规划设计的局限性，让相关的城市规划工作人员能身临其境，极大提高了设计的合理性以及科学性。
关键词：城市规划；计算机；三维仿真；应用
1仿真技术在城市规划中的应用背景
城市规划的连续性和超越性使得三维技术在这之中得到广泛的发展，总体建设规划和仔细规划以及建设单体规划，都必须运用其本身在现实中和将来的设计来创建居民的生活的环境，这样，城市的规划就更加具有理论性和客观性。城市建设设计的决策人员和设计人员以及群众的合作性是进行城市化设计的关键。仿真技术是和群众建成合作关系的媒介，政府相关单位、工程开发单位、仿真技术人员和群众能够在任何角度切实相互的了解其作用的所在，这样就更有利于技术人员掌握和认识到设计师的设计意图，使规划者的宏观战略决策与公众参与得以有效结合。
2 计算机景观仿真技术
2.1 静态渲染分析
在实际的工作中，静态渲染图的制作主要包括以下步骤：首先，由工作人员构建出物体的三维几何模型，然后对模型的材质、采光、照明等进行设定，其次，由工作人员选取科学合理的角度进行观察，采用计算机进行渲染，使之形成静态图，并在计算机上进行演示或打印。渲染图像可以采用现场实际拍摄的照片进行合成，从而烘托出背景与建筑之间的关系。
2.2 固定路径的动画分析
在实际的工作过程中，所谓的静态渲染主要是针对某个或者几个建筑单体进行表达，适用范围较窄。如果建筑的数量较多，俯瞰才能看到城市的全景，因此，对于数量较多的建筑群来说，静态渲染已经不能满足实际的工作需求，不能准确的的将景观的特点展现出来。只有将多个静态图进行连接，使其在计算机上进行连续播放，形成动画，例如：风吹树摇、车辆行驶等，都能充分的展现出来。在实际的动画制作过程中，工作人员要积极对相关的观察路径进行设置、选择合适的试点，然后在通过计算机将相应的帧计算出来，通过这些关键帧对中间的一些画面进行填充，最后形成动画数据。
2.3 动态、交互式景观仿真分析
通过简单的动画以及相应的观察路径并不能的将城市景观以及城市的空间动态完整的展现出来，动态、交互式景观仿真技术的应用更为全面，极大的提高了城市规划设计的合理性。工作过程中，所谓的实时动态指的是计算机可以依据工作人员的观察位置以及视角等方面进行控制，快速形成渲染图；交互则更加灵活，由于观察角度的自由，所以包含的物体更多，一定程度上增加了各个方面的工作量，最主要的是容易出现几何级数提高问题，就算采用高性能计算机，依旧不能保证动画以及静态的渲染程度，需要耗费的时间很多，主要原因是由于不管是渲染还是图像设计都需要事先计算好。
3 虚拟现实技术在城市居民区规划中的应用
3.1 城市居民区虚拟建模的规划与实现步骤
通过AutoCAD、3DMAX和VRML等虚拟建模软件，完成对城市居民区虚拟规划设计。在城市居民区虚拟建模之前，需要对居民区内的整体布局，以及空间环境规划的实现步骤进行设计，主要分为以下几个方面：（1）首先要对城市居民区内的建筑场景进行分析，得出不同建筑物的具体分布状况，以及建筑物的高度、长度、宽度、方向和色彩等数据信息。然后进行不同建筑物间隔、建筑风格与形式、环境景观、楼层等的布置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）其次运用AutoCAD、3DMAX、VRML、SketchUP、OpenGL等建模软件，来完成对城市居民区域的建模工作。虚拟城市居民区域的建筑模型，主要分为建筑模型、环境模型、植物模型等，住宅楼、公园和运动场为主要的建筑模型，天空、地面、花草树木为主要的环境模型。（3）针对城市居民区的规划设计方案，构建出多种不同的三维虚拟模型，然后将其与设计的虚拟场景进行融合，从中比较出各个建筑模型方案的优劣。通过若干套设计方案的比对与调整，构建完整的城市居民区虚拟模型数据库，并引入后台管理模块进行后续的场景维护。
3.2 城市居民区虚拟场景的设计及三维建模
城市居民区的真实数据信息，要按照相应比例纳入到虚拟空间坐标系中，才能完成对小区环境的真实模拟。当前主要使用AutoCAD建模软件，来完成对城市居民区整体框架的搭建。城市居民区设计人员应根据真实的楼盘方位与建筑布局，进行虚拟三维场景的设计和调整，最后对不同建筑物的模块参数进行修改与优化。
城市居民区虚拟场景的三维建模步骤为：（1）利用AutoCAD建模软件，进行城市居民区原始模型的分类构建。将完成的CAD平面图导入至3DMAX建模软件中，通过3DMAX软件的修剪、焊接命令，来完成墙体轮廓线条的封闭处理。（2）之后运用绘图大师SketchUP，进行城市居民区虚拟模型的填充与完善，使其有着更加立体的三维特性。在城市居民区虚拟模型建构完成后，通过运用场景绘制技术，来提高整个三维模型的逼真程度。（3）然后进行城市居民区虚拟场景的渲染，主要使用OpenGL扩展插件进行空间场景的渲染，使其达到更加逼真的效果。通常会将城市居民区分为小的空间场景，来依次完成各个场景的渲染工作。（4）根据不同的设计方案，构建城市居民区虚拟三维模型数据库，并比较不同规划设计方案的优劣，选择出最佳的设计方案。
4 计算机仿真技术在城市规划中的应用分析
4.1 有效的提高了城市规划设计的工作效率
计算机仿真技术的应用使得工作人员在相应的模型中模拟穿行，对城市规划方案进行全面观察，提高工作效率。在方案审核阶段，工作人员积极的结合周边环境，对一些重要地段规划进行审核。方案在审批阶段，工作人员可以直接通过三维模型进行讲解，有效的提高了审批的工作效率
4.2 能够有效的提高城市规划的质量
（1）设备要求：在实际应用过程中，主要是通过计算机实现相应的三维动画，另外，对于大量的3D数据，还要通过计算机平台实现对其的管理以及维护，有效的实现图形以及数据之间可视化关系。（2）数据采集以及更新：在实际的工作过程中，工作人员通过三维模型的建立，将城市规划的现状展现出来，通过读取相应的数据进行处理，实现了数据的快速采集及分析。另外，还能利用城市遥感技术，对城市的相关资料进行汇总分析，实现对数据的快速更新。（3）能够加强对数据集成：在城市规划工作中，不同的数据源决定着工作人员对于数据获取方式、内容、准确性以及模型建立方式的不同。工作人员应该使用多种方式相结合的数据采集方式，弥补不同方式之间的局限性，实现数据集成。（4）成果数据：通过三维虚拟所形成的成果可以采用Avi、Scm、Mov、Wrl等媒体进行推广。在相应的三维数字模型建设成功以后，城市规划可以依据不同的需求，进行多重管理，从而保证城市规划的合理性。
5 结语
虚拟现实技术与仿真系统的结合，能够完成对城市交通、城市照明、房地产和工商业的三维模拟，构建出可视化与数字化的城市规划方案图。通过运用虚拟现实技术，完成三维仿真模型的搭建后，就可以借助VRMLPAD 三维仿真平台进行人机交互。随着城市规划中 VR 技术的发展成熟，虚拟人机交互与漫游将成为未来城市规划的主流趋势。
参考文献：
[1]陈一民，李启明，马德宜，等.增强虚拟现实技术研究及其应用[J].上海大学学报：自然科学版，2011（4）：412-428.
[2]高建华，邓亚明.虚拟现实技术在现代教学中的应用研究[J].电脑开发与应用[J]，2011（1）：22-23.
论文作者: 周超月
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/30
标签：居民区论文; 模型论文; 城市规划论文; 城市论文; 建模论文; 仿真技术论文; 场景论文; 《建筑模拟》2018年第9期论文;