虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用

黃 敏

（江西省贛州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，江西 贛州 341000）

前言：由于城市規(guī)劃的關(guān)聯(lián)性和前瞻性要求較高，城市規(guī)劃一直是對全新的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一。從總體規(guī)劃到城市設(shè)計，在規(guī)劃的各個階段，通過對現(xiàn)狀和未來的描繪（身臨其境的城市感受、實(shí)時景觀分析、建筑高度控制、多方案城市空間比較等），為改善人居生活環(huán)境，以及形成各具特色的城市風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的支持。規(guī)劃決策者、規(guī)劃設(shè)計者、城市建設(shè)管理者以及公眾，在城市規(guī)劃中扮演不同的角色，有效的合作是保證城市規(guī)劃最終成功的前提。VR技術(shù)為這種合作提供了理想的橋梁，運(yùn)用VR技術(shù)能夠使政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開發(fā)商、工程人員及公眾可從任意角度，實(shí)時互動真實(shí)地看到規(guī)劃效果，更好地掌握城市的形態(tài)和理解規(guī)劃師的設(shè)計意圖，這樣決策者的宏觀決策將成為城市規(guī)劃更有機(jī)的組成部分，公眾的參與也能真正得以實(shí)現(xiàn)。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動畫等所不能達(dá)到的。

1 城市規(guī)劃管理

城市規(guī)劃管理是指對城市規(guī)劃的組織與編制、規(guī)劃的實(shí)施和實(shí)施后的監(jiān)督檢查等進(jìn)行管理,是實(shí)施城市規(guī)劃所確定的發(fā)展方針和政策的重要的和有效的機(jī)制。現(xiàn)代城市規(guī)劃管理的本質(zhì)具有二重性。首先,現(xiàn)代城市規(guī)劃管理帶有明顯的自然屬性,這種屬性是與城市的生產(chǎn)力發(fā)展、城市社會勞動分工緊密協(xié)作相聯(lián)系的。同時它又是一種社會活動,具有明顯的社會屬性。

2 城市規(guī)劃管理的功能、原則

城市規(guī)劃管理最重要的目的是通過規(guī)劃的實(shí)施,實(shí)現(xiàn)城市的美好形象。為了實(shí)現(xiàn)一個城市的美好形象,近年來城市規(guī)劃的一個新的目的是引導(dǎo)和促進(jìn)城市的發(fā)展,特別是在經(jīng)濟(jì)全球化、城市之間的競爭日趨激烈的環(huán)境中。城市規(guī)劃管理的另外一個基本目的是在促進(jìn)發(fā)展的同時,更好地保護(hù)公眾的利益,保護(hù)良好的生態(tài)和物質(zhì)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展,提高人民的生活水平。

城市規(guī)劃管理在實(shí)際工作中必須要遵循城市規(guī)劃理論和各項(xiàng)基本原則。城市規(guī)劃管理的基本原則主要有可持續(xù)發(fā)展原則、法制化原則、公眾參與的原則、促進(jìn)發(fā)展和保護(hù)公共利益的政策原則、堅定性和靈活性的監(jiān)控機(jī)制原則。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是計算機(jī)模擬的三維環(huán)境，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（Virtual World）的計算機(jī)系統(tǒng)。虛擬環(huán)境是由計算機(jī)生成的，它通過人的視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產(chǎn)生身臨其境的感覺的視景仿真。它是一門涉及計算機(jī)、圖像處理與模式識別、語音和音響處理、人工智能技術(shù)、傳感與測量、仿真、微電子等技術(shù)的綜合集成技術(shù)。用戶可以通過計算機(jī)進(jìn)入這個環(huán)境并能操縱系統(tǒng)中的對象并與之交互。

虛擬現(xiàn)實(shí)不是真的，也不是現(xiàn)實(shí)，它只是一個在桌面上可實(shí)時地做交互式三維圖形用戶界面的工具。就像窗口系統(tǒng)及鼠標(biāo)驅(qū)動用戶界面一樣，虛擬現(xiàn)實(shí)可使計算機(jī)的運(yùn)用更加有效、透明。根據(jù)設(shè)計者的構(gòu)想，用戶可以沉浸到數(shù)據(jù)空間中，將用戶在一定時間內(nèi)與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相隔離，然后投入到可實(shí)時交互的虛擬環(huán)境中，并且駕馭其中的數(shù)據(jù)，使人有一種身臨其境的感覺。

虛擬現(xiàn)實(shí)是一門綜合技術(shù)，它以計算機(jī)技術(shù)為主，綜合利用計算機(jī)三維圖形技術(shù)、模擬技術(shù)、傳感技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、顯示技術(shù)、伺服技術(shù)等，來生成一個逼真的三維視覺以及嗅覺等感覺世界，讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自身的功能和一些設(shè)備，對所產(chǎn)生的虛擬世界這一客體進(jìn)行瀏覽和交互式考察。

4 虛擬城市的有機(jī)組成

4.1 仿真的虛擬環(huán)境

類似于時下流行的三維動畫，同樣是通過強(qiáng)大的三維建模技術(shù)建立逼真的三維場景，對規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行真實(shí)的“再現(xiàn)”。但是VR技術(shù)建立的虛擬環(huán)境是由基于真實(shí)數(shù)據(jù)建立的數(shù)字模型組合而成，嚴(yán)格遵循工程項(xiàng)目設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和要求，屬于科學(xué)仿真系統(tǒng)；而傳統(tǒng)動畫的三維場景則是由動畫制作人員根據(jù)資料或想象繪制而成，與真實(shí)的環(huán)境和數(shù)據(jù)有較大的差距，嚴(yán)格意義上來說屬于一種演示作品。

4.2 多方式、運(yùn)動中感受城市空間

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，可以全方位,多種樣式（步行、驅(qū)車、飛行、UFO等）,完全由用戶自由控制在場景中漫游。VR技術(shù)與傳統(tǒng)的三維動畫最根本的區(qū)別就是：傳統(tǒng)動畫的觀察路徑都是預(yù)先設(shè)定好的，用戶只能按照事先設(shè)定的路徑瀏覽場景；而VR技術(shù)可以由用戶在三維場景中任意漫游，人機(jī)交互，甚至還可以使用專用的頭盔把用戶的視覺、聽覺及其他感覺封閉起來，產(chǎn)生一種身臨其境的錯覺。這樣一來，很多不易察覺的設(shè)計缺陷能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，減少由于事先規(guī)劃不周全而造成的無可挽回的損失與遺憾，大大提高了項(xiàng)目的評估質(zhì)量。

4.3 實(shí)時多方案比較

運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，我們可以很輕松隨意的進(jìn)行修改，改變建筑高度，改變建筑外立面的材質(zhì)、顏色，改變綠化密度，……所看即所得，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)即可，而不需要象傳統(tǒng)三維動畫那樣，每做一次修改都需要對場景進(jìn)行一次渲染。這樣不同的方案、不同的規(guī)劃設(shè)計意圖通過VR技術(shù)實(shí)時的反映出來，用戶可以做出很全面的對比，并且虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以很快捷、方便的隨著方案的變化而作出調(diào)整，輔助用戶做出決定。從而大大加快了方案設(shè)計的速度和質(zhì)量，提高了方案設(shè)計和修正的效率，也節(jié)省了大量的資金。

4.4 三維空間信息交流

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的沉浸感和互動性不但能夠給用戶帶來強(qiáng)烈、逼真的感官沖擊，獲得身臨其境的體驗(yàn)，還可以通過其數(shù)據(jù)接口與GIS信息相結(jié)合，即所謂的VR-GIS，從而可以在實(shí)時的虛擬環(huán)境中隨時獲取項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，方便大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計、投標(biāo)、報批、管理等需要。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還可以與網(wǎng)絡(luò)信息相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)三維空間的遠(yuǎn)程操作。

4.5 公眾參與與方案展示

對于公眾關(guān)心的大型規(guī)劃項(xiàng)目，在項(xiàng)目方案設(shè)計過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以將現(xiàn)有的方案導(dǎo)出為視頻文件用來制作多媒體資料予以一定程度的公示，讓公眾真正的參與到項(xiàng)目中來。當(dāng)項(xiàng)目方案最終確定后，也可以通過視頻輸出制作多媒體宣傳片，進(jìn)一步提高項(xiàng)目的宣傳展示效果。

結(jié)語

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃管理才剛起步,但是其優(yōu)勢是非常明顯的。以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建的虛擬城市,具有沉浸感和互動性的特點(diǎn),能夠使用戶獲得身臨其境的感官體驗(yàn)。同時還可以通過數(shù)據(jù)接口在實(shí)時的虛擬環(huán)境中隨時獲取項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料,使大型工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計、報批、管理等工作變得方便快捷,有利于管理人員進(jìn)行規(guī)劃方案設(shè)計及規(guī)劃方案評審。虛擬城市可以模擬再現(xiàn)城市發(fā)展過程及規(guī)劃成果,盡可能的避免規(guī)劃設(shè)計和管理中的風(fēng)險,大大提高了城市規(guī)劃管理的整體質(zhì)量。城市規(guī)劃管理的一個重要原則就是公眾參與,虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以將現(xiàn)有規(guī)劃方案導(dǎo)為多媒體文件展示在公眾面前,提高公眾參與程度。

總之，信息時代的到來，使人類構(gòu)造了一個與現(xiàn)實(shí)世界相對應(yīng)的虛擬的信息世界，城市規(guī)劃將在信息空間中構(gòu)造城市發(fā)展的藍(lán)圖，并通過建設(shè)者在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)。

[1]胡小強(qiáng).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社,2005：107

[2]方濤.城市建設(shè)與規(guī)劃 [N].規(guī)劃信息報,2003,6(3)