摘 要 本文主要分析了多軟件結(jié)合的方式在城市規(guī)劃方針教學過程中的應用，以發(fā)現(xiàn)這些教學軟件存在的問題，并對實驗室仿真技術(shù)平臺建設進行了探討。其中3ds max主要為制作直觀性的三維效果圖，AutoCAD主要為制作平面效果圖，Photoshop可以在精美平面效果圖的基礎上對三維效果圖進行后期的處理與修飾，另外Multigen Creator與Vega在三維模型創(chuàng)建與場景管理方面有很好的處理效果，這些軟件相結(jié)合對于規(guī)劃圖紙的效果起到?jīng)Q定性的作用。虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)通過對高新技術(shù)的利用，分析了虛擬環(huán)境下的建模應用，有效促進了城市規(guī)劃的整體性和美感性。

關鍵詞 多軟件；城市規(guī)劃；仿真；教學

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，中國一些大中城市及沿海城市也出現(xiàn)了迅速發(fā)展的趨勢，一些傳統(tǒng)的城市規(guī)劃模型已經(jīng)不能與現(xiàn)代化城市發(fā)展相融合，因此本文以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為切入點，分析了目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃和仿真中的應用。計算機輔助設計用于城市規(guī)劃主要包括計算機輔助繪圖，而關于輔助設計、場地分析與規(guī)劃等則相對較少[1]，這一方面是由于學科的復雜性決定的，另一方面就表現(xiàn)在目前還缺乏一個相對權(quán)威的權(quán)計算機輔助城市規(guī)劃的設計軟件。

1.規(guī)劃仿真教學軟件分析

1.1 3ds max

3ds max（3D Studio Max）是一種高級的三維動畫軟件，主要構(gòu)成包括靜態(tài)與動態(tài)兩部分[2]。其中靜態(tài)的部分主要負責3D完美效果圖的制作，而動態(tài)的部分則主要用于對動畫模擬空間及一些三維動畫的制作。在城市規(guī)劃方針教學與設計中通常會使用3dx max制作一些比較精美的效果圖，比如多視點的鳥瞰圖、局部的透視圖、頂視圖及虛擬空間動畫或者環(huán)境表現(xiàn)圖等。

1.2 Auto CAD

Auto CAD主要用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔及一些基本的三維設計[3]。近年來，Auto CAD在城市規(guī)劃的設計中的內(nèi)容涉及到總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、園林景觀規(guī)劃、控制性詳規(guī)等方面，以小區(qū)規(guī)劃為例，Auto CAD首先將規(guī)劃的草案輸入到計算機中經(jīng)過軟件識別與分析，然后修改完善，繪制出平面圖，并在此基礎上，將結(jié)構(gòu)分析圖、道路、綠化景觀、給排水規(guī)劃及電力通訊規(guī)劃圖等設計出來。

1.3 Photoshop

Photoshop是集圖像掃描、編輯修改、廣告創(chuàng)意、圖像制作、圖像輸入與輸出于一體的圖形圖像處理軟件，通常CAD圖紙中的色彩相對單調(diào)、死板，而Photoshop則可以任意的將CYMK9和RGB中的各種色彩比重進行調(diào)節(jié)從而獲得設計中所需要的顏色[4]。Photoshop軟件中包含了眾多的噴槍工具及漸變模式，同時能夠插入多種配景，提高了規(guī)劃圖紙的美感。

1.4 Multigen Creator

Multigen Creator是一種三維、交互式的實時建模軟件，其主中MultiGen是一種層次結(jié)構(gòu)可視的數(shù)據(jù)庫，而Creator則提供了一種可視化的工作環(huán)境。Multigen的主要功能在于分析如何生成能夠真實反映大面積地形地貌的環(huán)境類型，從而提高模型的實時性。Multigen Creator的主要工作目標是將建模工具有效反映給三維仿真開發(fā)的設計人員，另外其多個三維試點可視的圖像格式還可以方便有效的提取數(shù)據(jù)。

2.實驗室教學仿真技術(shù)平臺

城市規(guī)劃專業(yè)的某些教學課程內(nèi)容需要通過現(xiàn)場進行制作模型或者用真實的產(chǎn)品輔助進行，因此需要實驗室平臺的支持，在實驗室建設中需要突出城市規(guī)劃專業(yè)要求，從而有效促進教學理論與實踐的結(jié)合。在實際教學過程中，可以組織學生在實驗室內(nèi)進行計算機的模擬實踐聯(lián)系，不斷豐富學生視野，拓展學生實踐的空間。實驗室實驗平臺一方面可以提高學生的實踐能力，另一方面還能夠有效縮短城市規(guī)劃專業(yè)畢業(yè)學生在進入工作崗位后的磨合期，提高人才質(zhì)量，提升人才素質(zhì)。

目前山東藝術(shù)學院在城市規(guī)劃專業(yè)的課程教學過程中，積極開展情境仿真教學，根據(jù)城市規(guī)劃專業(yè)建立了三個實驗室，分別是動畫虛擬仿真、規(guī)劃仿真設計與數(shù)字城市仿真實驗室等多個模型制作室與電腦機房。有效保證了城市規(guī)劃專業(yè)對計算機輔助設計教學的要求。另外教師在實際教學過程中，通過仿真實驗教學，在向?qū)W生傳授城市規(guī)劃基礎知識理論的過程中，提高了學生運用計算機進行三維空間仿真模擬設計的能力。

3.實例分析

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃和仿真的研究中，能夠?qū)⒁?guī)劃方案有效定位在虛擬的環(huán)境中，并考慮到這些方案對實際環(huán)境的影響，進而對方案進行科學評價。另外用戶也可以在虛擬的環(huán)境中感受到空間設計是否合理，進而根據(jù)自身的需要提出建議或者發(fā)現(xiàn)問題，從而避免在實際的建造中對物資的浪費，提高了城市規(guī)劃的可靠性，縮短了城市規(guī)劃的時間。以X科技園區(qū)為例，采用VR技術(shù)模擬漫游系統(tǒng)，分析如下。

3.1 系統(tǒng)的硬件平臺分析

在整個園區(qū)內(nèi)部，綠化精細，建筑物也比較多，紋理量很大，系統(tǒng)硬件采用SGI ONYX2超級圖形工作站，ONYX2超級圖形工作站是目前圖形圖像處理的最高端產(chǎn)品，速度很快，其硬件性能十分優(yōu)秀，能夠進行大運算量可視化的計算[5]。這一系統(tǒng)有CC-NUMA體系結(jié)構(gòu)及可視化的流水線，因此能夠?qū)⑵鋸姶蟮挠嬎隳芰蛨D形性能進行結(jié)合，并進行大場景范圍的實時仿真，從而獲得交互式視覺仿真。采用這種技術(shù)在XX科技園區(qū)的開發(fā)中實現(xiàn)了園區(qū)內(nèi)漫游系統(tǒng)、色彩逼真、圖像流暢的效果，達到了相對較高的仿真水平。

3.2 系統(tǒng)的軟件平臺分析

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在近年來獲得了長足的發(fā)展，一些商品化的虛擬環(huán)境漫游軟件也不斷出現(xiàn)，比如Performer、OpenGL、Vega，以及WTK（Sun J2ME Wireless Toolkit —— Sun的無線開發(fā)工具包）、OpenGVS等。

本實例設計主要是采用Creator-Pro進行三維建模，場景漫游驅(qū)動采用Vega的Lynx。其中CreatorPro能夠?qū)pen Flight數(shù)據(jù)格式進行優(yōu)化，具有強大的矢量建模和多邊形建模功能，從而生成實時的三維數(shù)據(jù)庫，并與后續(xù)的實時仿真軟件結(jié)合。Lynx能夠?qū)崿F(xiàn)三維模型調(diào)入、窗口可視、多種欲動模式定位和特殊效果顯示等的實現(xiàn)，從而形成科技園區(qū)內(nèi)的局部場景設計。

3.3 實際設計分析與研究

XX科技園區(qū)在城市主次干道之間，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要是在單體設計及規(guī)劃方案的基礎上進行的。首先采用ArcGIC技術(shù)根據(jù)等高線建立其原始地形的數(shù)字高程模型，在結(jié)合當?shù)氐匦?，最大化減少填挖量的基本原則基礎上，進行了多種方案的規(guī)劃設計，為建筑基地準備了合適高程的臺地。之后采用Creator建立了虛擬對象三維模型，從而建立了模型庫。

另外XX科技園區(qū)的虛擬動畫場景主要是采用SiteBiulder技術(shù)實現(xiàn)的，因為模型庫中關于多種建筑單體，包括數(shù)目模型等都有很多儲存，因此在ArcGIS視圖中，準備了多種布局方案，所以有多種虛擬科技園區(qū)的場景方案，每更換一種方案僅花費幾分鐘，因此其交互性效果相對較好?？梢哉f，科技園區(qū)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)有效保證了最優(yōu)化的設計方案及施工設計的實現(xiàn)。

4.結(jié)論

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展，其在城市規(guī)劃與城市仿真中的應用范圍也得到了進一步的擴大，本文從規(guī)劃仿真教學軟件分析入手，通過對3ds max、AutoCAD、Photoshop、 Multigen Creator和Vega等軟件的分析，并結(jié)合實驗教學平臺和X科技園區(qū)內(nèi)實行的漫游系統(tǒng)，討論了虛擬漫游系統(tǒng)中有關數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建、多邊形數(shù)量的優(yōu)化和遠景設置等方面的問題，使整個系統(tǒng)畫面的仿真性及逼真度均達到了相對高的水平，體現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃仿真中的作用。

參考文獻：

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