淺談城市規劃和建筑設計中計算機景觀仿真技術的應用

周鵬

摘 要：科技的不斷發展，推動了的各個行業的發展，計算機景觀仿真技術的應用能夠實現城市數字模型三維可視化，加強相關部門對城市的規劃設計的指導，提高城市規劃的合理性。計算機仿真技術主要包括景觀的仿真效果、設備需求、使用條件等方面的內容。本文主要通過城市規劃和建筑設計中計算機景觀仿真技術的應用進行分析，并且依據實際情況提出了一些意見，希望能夠為城市規劃設計的合理性提供相應的參考依據。

關鍵詞：計算機景觀仿真技術；城市規劃建設；應用分析

計算機景觀仿真技術主要是通過對計算機的利用，將相應的圖形構成三維數據模型編制到計算機中，從而形成一定的逼真畫面。在傳統的城市規劃過程中，都采用的是二維地形平面圖，在此基礎上，進行平面規劃，不具備一定的立體空間感，導致一些規劃不夠合理全面。計算機景觀仿真技術的應用，有效的打破了傳統城市規劃設計的局限性，讓相關的城市規劃工作人員能身臨其境，極大提高了設計的合理性以及科學性[1]。

一、計算機景觀仿真技術

1.靜態渲染分析

在實際的工作中，靜態渲染圖的制作主要包括以下步驟：首先，由工作人員構建出物體的三維幾何模型，然后對模型的材質、采光、照明等進行設定，其次，由工作人員選取科學合理的角度進行觀察，采用計算機進行渲染，使之形成靜態圖，并在計算機上進行演示或打印。渲染圖像可以采用現場實際拍攝的照片進行合成，從而烘托出背景與建筑之間的關系。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]。

在建筑設計的過程中，建筑物的三維幾何模型的構建工作量相對較大。通常來說，靜態圖的視點具有一定的固定性，所以，工作人員可以將那些被遮擋以及看不到的物體進行簡化，從而有效的減輕工作量。

2.固定路徑的動畫分析

在實際的工作過程中，所謂的靜態渲染主要是針對某個或者幾個建筑單體進行表達，適用范圍較窄。如果建筑的數量較多，俯瞰才能看到城市的全景，因此，對于數量較多的建筑群來說，靜態渲染已經不能滿足實際的工作需求，不能準確的的將景觀的特點展現出來。只有將多個靜態圖進行連接，使其在計算機上進行連續播放，形成動畫，例如：風吹樹搖、車輛行駛等，都能充分的展現出來。在實際的動畫制作過程中，工作人員要積極對相關的觀察路徑進行設置、選擇合適的試點，然后在通過計算機將相應的幀計算出來，通過這些關鍵幀對中間的一些畫面進行填充，最后形成動畫數據。動畫以及靜態兩者之間，靜態所表現的較為單一，動畫展現的內容較為全面，主要是其中融合的數據較多，但是工作量也相應增大[3]。

3.動態、交互式景觀仿真分析

通過簡單的動畫以及相應的觀察路徑并不能的將城市景觀以及城市的空間動態完整的展現出來，動態、交互式景觀仿真技術的應用更為全面，極大的提高了城市規劃設計的合理性。工作過程中，所謂的實時動態指的是計算機可以依據工作人員的觀察位置以及視角等方面進行控制，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方面的工作量，最主要的是容易出現幾何級數提高問題，就算采用高性能計算機，依舊不能保證動畫以及靜態的渲染程度，需要耗費的時間很多，主要原因是由于不管是渲染還是圖像設計都需要事先計算好。在實際的播放過程中，不能顯示時間延遲，所以，動態交互仿真技術雖然具有一定的靈活性，但是，其對于計算機的性能要求較高，嚴重影響了此種技術的普及應用。

就現階段而言，比較實用的仿真技術有：（1）簡化三維幾何模型；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，還能將一些復雜的地形進行拉伸，一定程度上簡化了三維數據結構。這種方式工作量較小，不能有效表達出一些復雜的物體；在實際的應用中，工作人員常常將現場攝影的建筑面通過紋理形式貼在建筑上，從而增加三維的逼真性。（2）基于圖像的環視仿真。這種技術在實施過程中，工作人員首先應該選擇一個固定點，對周圍景物進行全方位攝影，然后通過計算機對相關的圖像進行處理，使得觀察人員在觀察過程中能夠身臨其境，從而大大提高了城市規劃設計的質量。

二、計算機仿真技術在城市規劃中的應用分析

1.有效的提高了城市規劃設計的工作效率

計算機仿真技術的應用使得工作人員在相應的模型中模擬穿行，對城市規劃方案進行全面觀察，提高工作效率。在方案審核階段，工作人員積極的結合周邊環境，對一些重要地段規劃進行審核。方案在審批階段，工作人員可以直接通過三維模型進行講解，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劃的質量

仿真技術的應用，能夠更加真實的反映出城市的現狀，更加直觀的對一些三維數據進行處理，實現對信息的快速統計，促進城市規劃工作更深層次的開展。

3.應用要求

（1）設備要求

在實際應用過程中，主要是通過計算機實現相應的三維動畫，另外 ，對于大量的3D數據，還要通過計算機平臺實現對其的管理以及維護，有效的實現圖形以及數據之間可視化關系。

（2）數據采集以及更新

在實際的工作過程中，工作人員通過三維模型的建立，將城市規劃的現狀展現出來，通過讀取相應的數據進行處理，實現了數據的快速采集及分析。另外，還能利用城市遙感技術，對城市的相關資料進行匯總分析，實現對數據的快速更新。

（3）能夠加強對數據集成

在城市規劃工作中，不同的數據源決定著工作人員對于數據獲取方式、內容、準確性以及模型建立方式的不同。工作人員應該使用多種方式相結合的數據采集方式，彌補不同方式之間的局限性，實現數據集成[5]。

（4）成果數據

通過三維虛擬所形成的成果可以采用Avi、Scm、Mov、Wrl等媒體進行推廣。在相應的三維數字模型建設成功以后，城市規劃可以依據不同的需求，進行多重管理，從而保證城市規劃的合理性。

三、總結

綜上所述，計算機仿真技術的在城市規劃中的應用，有效的提高了城市規劃的合理性。在實際的應用過程中，三維模型的構建，實現動靜結合，具有身臨其境的感覺，保證城市規劃的全面完整性，推動了城市的發展。

參考文獻

[1] 劉滿倉.計算機景觀仿真技術在城市規劃設計中的應用[J].太原科技，2003，（6）：34-35.

[2] 彭國強.計算機景觀仿真技術在城市規劃及建筑設計中的應用[J].信息通信，2014，（7）：80-80.

[3] 顏景旸.城市規劃設計中的計算機仿真技術及其應用[J].金陵科技學院學報，2006，22（3）：38-41.

[4] 張化蘭.淺談給排水工程設計中計算機仿真技術的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2012，（21）.

[5] 高梓維.探究計算機景觀仿真技術在城市規劃及建筑設計中的應用[J].工程技術， 2015（39）：22-22.