浅谈城市规划和建筑设计中计算机景观仿真技术的应用

周鹏

摘 要：科技的不断发展，推动了的各个行业的发展，计算机景观仿真技术的应用能够实现城市数字模型三维可视化，加强相关部门对城市的规划设计的指导，提高城市规划的合理性。计算机仿真技术主要包括景观的仿真效果、设备需求、使用条件等方面的内容。本文主要通过城市规划和建筑设计中计算机景观仿真技术的应用进行分析，并且依据实际情况提出了一些意见，希望能够为城市规划设计的合理性提供相应的参考依据。

关键词：计算机景观仿真技术；城市规划建设；应用分析

计算机景观仿真技术主要是通过对计算机的利用，将相应的图形构成三维数据模型编制到计算机中，从而形成一定的逼真画面。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[1]。

一、计算机景观仿真技术

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。另外，工作人员还可以增加一些物体，例如：树木、花草、行人等[2]。

在建筑设计的过程中，建筑物的三维几何模型的构建工作量相对较大。通常来说，静态图的视点具有一定的固定性，所以，工作人员可以将那些被遮挡以及看不到的物体进行简化，从而有效的减轻工作量。

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。动画以及静态两者之间，静态所表现的较为单一，动画展现的内容较为全面，主要是其中融合的数据较多，但是工作量也相应增大[3]。

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。在实际的播放过程中，不能显示时间延迟，所以，动态交互仿真技术虽然具有一定的灵活性，但是，其对于计算机的性能要求较高，严重影响了此种技术的普及应用。

就现阶段而言，比较实用的仿真技术有：（1）简化三维几何模型；这种方式主要采用的是纵向拉伸的方法，将平面图改变成为垂直方面不变的立体体块，同时，还能将一些复杂的地形进行拉伸，一定程度上简化了三维数据结构。这种方式工作量较小，不能有效表达出一些复杂的物体；在实际的应用中，工作人员常常将现场摄影的建筑面通过纹理形式贴在建筑上，从而增加三维的逼真性。（2）基于图像的环视仿真。这种技术在实施过程中，工作人员首先应该选择一个固定点，对周围景物进行全方位摄影，然后通过计算机对相关的图像进行处理，使得观察人员在观察过程中能够身临其境，从而大大提高了城市规划设计的质量。

二、计算机仿真技术在城市规划中的应用分析

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

仿真技术的应用，能够更加真实的反映出城市的现状，更加直观的对一些三维數据进行处理，实现对信息的快速统计，促进城市规划工作更深层次的开展。

3.应用要求

（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[5]。

（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。

三、总结

综上所述，计算机仿真技术的在城市规划中的应用，有效的提高了城市规划的合理性。在实际的应用过程中，三维模型的构建，实现动静结合，具有身临其境的感觉，保证城市规划的全面完整性，推动了城市的发展。

参考文献

[1] 刘满仓.计算机景观仿真技术在城市规划设计中的应用[J].太原科技，2003，（6）：34-35.

[2] 彭国强.计算机景观仿真技术在城市规划及建筑设计中的应用[J].信息通信，2014，（7）：80-80.

[3] 颜景旸.城市规划设计中的计算机仿真技术及其应用[J].金陵科技学院学报，2006，22（3）：38-41.

[4] 张化兰.浅谈给排水工程设计中计算机仿真技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（21）.

[5] 高梓维.探究计算机景观仿真技术在城市规划及建筑设计中的应用[J].工程技术， 2015（39）：22-22.