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智慧城市就是運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測(cè)、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，全景智慧城市時(shí)空建設(shè)上運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬真實(shí)環(huán)境，是一項(xiàng)綜合性城市設(shè)計(jì)的方法，在與用戶、工程單位通過(guò)觀看設(shè)計(jì)作品，在網(wǎng)上實(shí)時(shí)相互溝通交流，從而減少辦公成本投資，縮短設(shè)計(jì)周期，提高規(guī)劃設(shè)計(jì)質(zhì)量。新盛唐集團(tuán)為大家詳細(xì)解讀虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用，希望大家可以參考!

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與智慧城市景觀設(shè)計(jì)

虛擬現(xiàn)實(shí)(簡(jiǎn)稱 VR) 技術(shù)能創(chuàng)造身臨其境的感覺(jué)，它集成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體、人工智能、多傳感器、網(wǎng)絡(luò)并行處理，利用計(jì)算機(jī)生成的三維空間形象實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的合成，通過(guò)視、聽(tīng)、觸覺(jué)，以圖表及動(dòng)畫(huà)方式呈現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)技術(shù)用于智慧景觀設(shè)計(jì)已有多年，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)，主要是幫助設(shè)計(jì)者把設(shè)計(jì)、計(jì)算、畫(huà)圖、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理等繁重工作交給計(jì)算機(jī)完成，而設(shè)計(jì)者把主要精力用于創(chuàng)造性構(gòu)思，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，需要允許設(shè)計(jì)者作出修改、模擬、展示，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改變了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)被動(dòng)靜態(tài)的信息傳遞方式，它的特性包括：(1)交互性 ;(2)想象性;(3)實(shí)時(shí)性。

智能城市具有全面透徹的感知特點(diǎn)，城市變化日新月異，在城市景觀設(shè)計(jì)中既要進(jìn)行空間形象思維，又要以用戶的感受為核心，考慮城市的動(dòng)態(tài)發(fā)展變化，以及巨大的成本和不可逆的執(zhí)行程序，不能出現(xiàn)過(guò)多的差錯(cuò);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)景觀，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)模擬，可以使城市景觀設(shè)計(jì)更具創(chuàng)造性、靈活性，可減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)省投資。

二、城市環(huán)境信息的全面展示

寬帶泛在的網(wǎng)絡(luò)作為智慧城市的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，極大地增強(qiáng)了智慧城市自適應(yīng)系統(tǒng)的信息獲取、實(shí)時(shí)反饋，因此智能城市建設(shè)需要大量全面的景觀設(shè)計(jì)環(huán)境信息，二維、三維的表達(dá)方式，只能傳遞城市環(huán)境部分屬性的信息，并且只能提供單一尺度的城市環(huán)境信息，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可展示生動(dòng)的虛擬城市環(huán)境，使人產(chǎn)生身臨其境之感，設(shè)計(jì)不僅僅是設(shè)計(jì)者的事，住戶、管理部門(mén)都可參與其中。

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)基本上有兩種：模型式和圖像式。以模型式虛擬現(xiàn)實(shí)，以虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言(簡(jiǎn)稱VRML) 為主要描述語(yǔ)言，使得城市景觀設(shè)計(jì)可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維建模，利用效果圖和三維設(shè)計(jì)圖與資料庫(kù)，VR連結(jié)到資料庫(kù)作為實(shí)時(shí)模擬操作。虛擬現(xiàn)實(shí)的造型語(yǔ)言，可用來(lái)在智能網(wǎng)中定義與更多信息相關(guān)聯(lián)的三維世界的布局和內(nèi)容，使之能夠在一個(gè)交互的三維空間中很便捷地被表達(dá)出來(lái)。當(dāng)造型語(yǔ)言瀏覽器被啟動(dòng)后，它會(huì)將虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言中的信息解釋成造型語(yǔ)言空間中的虛擬城市環(huán)境的幾何形體的描述，一旦VRML 空間被用戶的瀏覽器解釋，它將提供實(shí)時(shí)顯示，多次更新。這樣，觀看者的機(jī)器上將會(huì)有一個(gè)活動(dòng)的場(chǎng)景。通過(guò)這個(gè)活動(dòng)的場(chǎng)景，可以全方位展示環(huán)境信息。

三、智能融合實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程觀覽

智能城市需要實(shí)現(xiàn)智能融合的應(yīng)用，例如，呼和浩特的智能網(wǎng)絡(luò)與辦公自動(dòng)化目前已經(jīng)很普及，方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳遞，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的虛擬城市環(huán)境景觀與用戶不僅通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)達(dá)到遠(yuǎn)程瀏覽，也可以以計(jì)算機(jī)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)與虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言整合，在遠(yuǎn)程終端相互溝通交流。

計(jì)算機(jī)人機(jī)接口是使用者與計(jì)算機(jī)溝通的橋梁，它是代表使用者意圖的轉(zhuǎn)換及計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行，良好的人機(jī)接口的建立，可減少使用者對(duì)城市環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)際效果了解時(shí)間，增強(qiáng)時(shí)效。例如，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)城市景觀設(shè)計(jì)中，必須有特定的人機(jī)接口模式： (1) 直接使用者模式。使用者直接進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)中，進(jìn)行觀測(cè)與互動(dòng)操作，以第一人稱的觀測(cè)方式，進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸觀察，隱藏的接口，只有在使用時(shí)才出現(xiàn); (2) 空間代理者模式。在虛擬現(xiàn)實(shí)中，常因沉浸環(huán)境與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的感性差距而造成空間迷失現(xiàn)象，以至于使用者無(wú)法掌握虛擬現(xiàn)實(shí)中的狀態(tài)，以空間代理者的虛擬環(huán)境信息的提供，以第一和第二人稱的觀察方式，進(jìn)行虛擬環(huán)境中的觀測(cè);(3) 第三方監(jiān)控模式。使用者以第三人稱的方式，監(jiān)控虛擬現(xiàn)實(shí)中所有的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，并進(jìn)行虛擬物的監(jiān)視與控制，而接口的產(chǎn)生與虛擬現(xiàn)實(shí)的種類并無(wú)絕對(duì)的關(guān)系;(4) 實(shí)時(shí)操作模式。將控制虛擬現(xiàn)實(shí)物的接口，置于虛擬現(xiàn)實(shí)中，以進(jìn)行仿真式的操作模擬，使用者以第一人稱的操作方式，對(duì)虛擬物進(jìn)行控制。從系統(tǒng)整合的觀點(diǎn)來(lái)分析城市景觀設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的接口連結(jié)不當(dāng)，影響設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工程序。

四、便于合作方比較多方案

智慧城市具有以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新特點(diǎn)，在城市景觀設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師對(duì)未來(lái)城市環(huán)境的形象做多種設(shè)想，一般都會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)的城市景觀提出不同的設(shè)計(jì)方案，在虛擬的環(huán)境三維空間中，可以實(shí)時(shí)地切換不同的方案，在同一個(gè)觀察點(diǎn)或同一個(gè)觀察序列中感受不同的景觀外觀，這樣，有助于比較不同設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)與不足，以便進(jìn)一步進(jìn)行決策。事實(shí)上，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不但能夠?qū)Σ煌桨高M(jìn)行比較，而且可以對(duì)某個(gè)特定的局部作修改，并實(shí)時(shí)地與修改前的方案進(jìn)行分析比較。

各國(guó)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都在研究和應(yīng)用，早在2010年的上海世界博覽會(huì)，虛擬“真人導(dǎo)賞”成為展覽最大特色,參觀者利用電子互動(dòng)屏幕,在虛擬場(chǎng)景中“實(shí)驗(yàn)”被譽(yù)為上海世博會(huì)“能量之心”。 在虛擬世界建筑方面，都已制作和展示了復(fù)雜的虛擬世界模型。

總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所涉領(lǐng)域十分廣泛，在智慧景觀設(shè)計(jì)中技術(shù)潛力巨大，應(yīng)用前景廣闊。也有許多困難，如制造數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體視頻、圖形可視化藝術(shù)、實(shí)時(shí)模擬等的多媒體輔助設(shè)備硬件及維護(hù)成本很高。但是，隨著呼和浩特計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件的發(fā)達(dá)、大數(shù)據(jù)的進(jìn)展，在城市景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用VR技術(shù)成長(zhǎng)幅度會(huì)更大，應(yīng)用層面會(huì)更廣，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)呈現(xiàn)全景智慧城市，已成為新的趨勢(shì)，而且技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)。

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