朱贵仁
山西中开科创工程技术有限公司 030000
摘要：城市规划系统要考虑城市内建筑、景观规划的合理性、经济性、生态功能与美学艺术等不同功能，城市规划具有明显的延续性与超前性特征，城市信息化进程的加快对城市规划、建设与管理提出更高要求，仿真技术成为城市规划迫切需求的基础技术。本文对城市规划中虚拟现实技术的应用进行分析，以供参考。
关键词：城市规划；虚拟现实；应用
引言
虚拟现实技术是利用计算机生成的一种模拟环境，是仿真技术与多媒体技术、传感技术以及计算机图形学等多种技术的集合，未来可以被广泛应用于更多领域，具有良好的发展前景。现阶段，虚拟现实技术在教育、军事、机械设计等领域中得到了广泛应用。因为其所具有的跨学科领域优势，在城市规划中的应用同样有着良好的前景。
1虚拟现实技术的概念及应用
虚拟现实技术是以计算机为基础，运用高科技手段，大幅提升视觉、触觉、听觉效果，通过虚拟技术模拟出接近现实的效果。基于虚拟环境条件，实现精神进步及心灵流通。虚拟现实技术当中涉及到了很多方面，例如图像呈现技术、智能技术、计算机技术，同时也涉及到了人和计算机的交流互动，对计算机技术的人性化应用等。虚拟现实技术是一种新型的技术形式，与人机发展流通形式密切相关。虚拟现实技术能够实现人性化的动作反应，让用户能够对交流行动的虚拟操作环境亲身感受。近年来，虚拟现实技术的发展速度很快，在各个领域中都得到广泛的应用。特别是对于各种新技术的应用及新产品的开发，都发挥着重要的作用。
2虚拟现实技术应用关键技术
3D建模技术以及VR系统在城市建设和城市规划中的运用，能够建造出三维城市模型。这一虚拟现实建模技术是通过几何建模和行为建模2种方式来展开最终的三维模型的构建。几何建模是根据物体的形状以及相关信息，通过图形数据方式记录并形成最终的数据；行为建模是依靠物体的运行和行为形成最终的行为建模数据。通过对用户网络交互行为技术提出相关意见，促进最终展示的三维虚拟环境技术的发展。
3基于三维虚拟现实技术的城市规划系统
3.1系统整体结构
1）数据组织模块基于航空激光扫描获取城市地表几何特征数据，利用城市规划设计结果获取城市规划设计中新开发的建筑与景观数据，通过ArcGISEngine组件对城市地表几何特征数据与城市规划设计中的相关数据进行参数化布局，通过参数化矢量图层呈现城市要素空间分布规则。2）虚拟现实集成模块内包含虚拟现实组件，通过模型与软件坐标的匹配，构建具有动态景观漫游与三维可视化的城市整体虚拟场景。
3.2数据组织模块设计
数据组织模块采用航空激光扫描方式采集城市地表几何特征数据（包括地形点云数据、建筑与景观图像、纹理数据等）。基于城市规划设计人员对于城市规划的设计结果，获取新开发区域数据（包括建筑与景观图像、纹理数据等）。由于城市规划设计具有不规则分布特征，城市空间布局管理较为不易，因此采用ArcGISEngine组件对城市规划设计中的主要建筑与景观的位置与关系、道路与河流等线性要素的空间位置等进行空间数据参数化布局管理。
3.3模型集成
采用树状节点结构将数字地面模型和建筑物与景观三维模型进行集成，该结构既可呈现丰富的城市场景信息构成，也可利用各节点间的灵活变化提升整体场景组织管理效率，适用于城市场景规划，同时利于虚拟现实的二次渲染。利用OSG三维引擎对集成后的模型进行实时场景纹理渲染，渲染完成后传输至虚拟现实集成模块。
3.4虚拟城市展示模块
虚拟城市展示模块的主要功能是利用OSG引擎中的视景器和相机向用户呈现构建好的城市规划虚拟现实场景。通过OSG引擎完成系统主机显示端与虚拟显示端的同步虚拟展示，实现城市规划虚拟场景的沉浸式浏览，同时为相机节点转换设定场景漫游器的键盘事件交互模式，实现城市规划虚拟场景的漫游浏览。
4虚拟现实技术在我国城市规划中的应用
4.1虚拟城市系统
利用虚拟现实技术能够对整体城市的客观情况进行有效的规划。虚拟现实技术能够直观地呈现出整体城市的布局和规划以及交通和自然状况等，给工作人员带来直观的感受和体验。三维模型能够有效地将虚拟现实技术的优势体现得淋漓尽致。通过线上的虚拟操作和展现，能够直观呈现城市规划发展情况，从而能够凸显城市未来的发展环境和发展需要，以及自然条件对经济发展带来的影响。通过线上的虚拟展现和情况分析，完善线下的规划应用。发展虚拟现实技术，需要建立和完善相关的数据库和资源库。数据库和资源库的完善，不仅体现在经济方面，还需涵盖自然状况、交通布局以及政治、社会等方面。通过对多方数据的收集、整理、分析，建立科学完善的数据库，帮助专业人员更好地制订城市规划设计方案。
4.2虚拟场景建模
天空模拟技术，在传统模式的虚拟场景动画设计时颜色大多不变，通常选用静态的贴图表现。而静态的贴图表现出的天空已不再适合动态的三维城市虚拟建设，故选择半球或者圆球形的模型建筑作为虚拟城市的天空模型能带来更好的视觉效果。
4.3阴影生成技术
虚拟城市建设过程中的场景以及其他建模的阴影表现要考虑实际情况，进行针对性的检测。例如，在虚拟城市建设中，动物、人物、车辆等运动物体的建模要考虑到实际情况，在城市虚拟场景构造过程中，车辆的动态和人物的静止以及动物的活动，都需要在虚拟场景模拟环境中展现出来。实际生活中常见的物体和物体阴影，在虚拟城市建设中要进行实际考虑，避免过分追求真实性而忽略了其虚拟表现。因此，选择一些较为基础的建模，根据实际资源，采取贴图方式和后续图片组合的方式，方便在最终的建设和展现过程中对物体的使用和虚拟阴影情况的表现。要结合现场情况的差异，进行有效的移动或删减，调整最终的三维模型阴影。
5虚拟现实技术下数字媒体专业的发展方向
在虚拟现实发展的今天，从某种角度来看，仅仅是一种连接人体与媒体流的技术手段，而随着计算机相关技术的逐步发展，虚拟现实技术将逐渐成为一项更加深刻而完整的综合性建设工程。例如，开发了一种设备，将气味因素进入一种实现数字指纹化学性质，通过网络媒体和数字因素传达出去，接收对象可以通过自己的解调设备的研究和开发，由化学因素带来的气味分解，分解到虚拟反应在大脑中，认为你感觉是固有的味道。目前已经开发出一种名为皮肤传感器显示器的设备，它使用一层薄膜来传递触觉。利用静电产生的介质，将物体的触觉传递给手指的感觉，精确地改变每个电极上的压力，从而改变静电力，反映出细微的质感。用手指触摸画上的图画和物体，就像触摸真实的物体一样。
结束语
虚拟现实技术是一种先进的技术，是一项全新的实用技术。虚拟现实技术中融合了仿真技术、电子信息技术、计算机技术等，是通过计算机模拟虚拟环境，带给人们环境沉浸的感受。而随着虚拟现实技术的发展，在很多领域中都得到了广泛应用。数字媒体专业作为一个与计算机密切相关的专业，也受到了虚拟现实技术发展的很大影响。
参考文献
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