新媒體技術(shù)與風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化

李見哲 楊軼倫 陳婧依

（北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，北京 100083）

新媒體技術(shù)是在計算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，形成新的信息傳播媒介，其具有多樣性、交互性、集成性。計算機(jī)圖形學(xué)知識是其重要一部分，相關(guān)知識可以遷移到許多行業(yè)中。在建筑信息系統(tǒng)BIM、土木信息系統(tǒng)出現(xiàn)并迅速普及后，風(fēng)景園林信息化必然可行。

1 問題分析

風(fēng)景園林信息化過程中，有別于BIM，是對大場景地形的建模以及樹木的數(shù)字化。在傳統(tǒng)的三維建模中，數(shù)據(jù)量大小基于物體面片數(shù)，顯然硬件的提高和數(shù)據(jù)量的縮小是核心難題，采取新的模型設(shè)計方式，是減少數(shù)據(jù)量的關(guān)鍵。

2 大場景地形的三維建模技術(shù)

在傳統(tǒng)地形測量中，需要消耗大量的時間、人力，測量精度也有一定限度，隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生3種先進(jìn)測量技術(shù)。

2.1 傳統(tǒng)測量學(xué)與衛(wèi)星定位技術(shù)

其測量原理與傳統(tǒng)測量學(xué)相同，但不需要借助全站儀，而需要若干接收器，以獲得來自衛(wèi)星測量信息。其優(yōu)點(diǎn)是不受地形影響，缺點(diǎn)是沒有擺脫傳統(tǒng)測量局限。

2.2 大場景激光掃描技術(shù)

基于激光掃描儀的發(fā)展與相關(guān)軟件處理技術(shù)的發(fā)展，可以通過激光掃描儀獲得場地的點(diǎn)云，經(jīng)過軟件處理，獲得場地三維模型。目前，其精度越來越高，隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，已逐漸可以克服掃描死角、樹木掃描等問題。

2.3 高精度攝影測量技術(shù)

攝影測量是基于二維照片與其拍攝透視信息，經(jīng)一定的拍攝步驟，獲得場地模型的技術(shù)。由于影像信息來自真實(shí)場景，模型具有更高的仿真度，據(jù)了解，其精度、適用范圍及配套軟件處理技術(shù)也越來越成熟。

3 風(fēng)景園林中樹木建模與可視化技術(shù)

景觀設(shè)計中的樹木使用需求與游戲不同，游戲可以在對外開放之前，先進(jìn)行封裝和渲染，環(huán)境是作為場景存在的，其對實(shí)時性的需求不是必然的，而景觀設(shè)計中樹木是作為設(shè)計主體存在的，數(shù)量巨大，實(shí)時性要求高，但更多關(guān)注其外形效果，減少冗余信息的空間。

3.1 實(shí)體幾何模型建模

最傳統(tǒng)的建模方式，目前往往基于掃描儀獲取點(diǎn)云建模，雖然有文章也獲得了精度較高的數(shù)據(jù)，但其數(shù)據(jù)量大，精度不高。

3.2 線框模型

抽象的二維模型，數(shù)據(jù)量小，但真實(shí)度不高。

3.3 分形模型

較完全幾何建模數(shù)據(jù)量要小，同時符合樹木生長規(guī)律，但依舊不滿足使用需求，難以實(shí)現(xiàn)可視化，存在一些衍生研究。

3.4 布告板原理

SU使用的面片樹，結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)據(jù)量小，但真實(shí)感是其缺陷，目前使用較廣泛。

3.5 復(fù)合模型

基于以上或是二維、三維的樹木建模方式，對樹木枝干進(jìn)行基于分形的幾何建模（減少數(shù)據(jù)量的方法是基于樹木生長規(guī)律L系統(tǒng)并引入隨機(jī)量），而對樹葉這種數(shù)據(jù)量大，真實(shí)感要求強(qiáng)的部分進(jìn)行基于二維的建模（類似布告板原理，但對面片進(jìn)行2.5維處理，即加入相位通道，以增強(qiáng)真實(shí)感），再結(jié)合一定的數(shù)據(jù)封裝與壓縮技術(shù)，可及時減少樹木數(shù)據(jù)量到一個可控范圍，如果結(jié)合GPU加速，也許可以達(dá)到可推廣范疇。