簡(jiǎn)要介紹城市仿真技術(shù)，探討城市仿真技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)在城市規(guī)劃與城市規(guī)劃實(shí)施管理的過(guò)程中可能帶來(lái)的影響�！娟P(guān)鍵詞】城市仿真；應(yīng)用系統(tǒng)；城市規(guī)劃 一、引言 Bill Gates認(rèn)為：“在當(dāng)今世界，一座城市如果不跟蹤最新觀念，將技術(shù)運(yùn)用到極限，明天它就可能成為一座鬼城。” 近年來(lái)，伴隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化潮流已是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，建立在城市信息化平臺(tái)上的虛擬銀行、虛擬商務(wù)、虛擬政府、虛擬學(xué)校、虛擬影劇院、虛擬旅游、虛擬醫(yī)院等已紛紛出現(xiàn)。由于城市的各個(gè)子系統(tǒng)都可以在計(jì)算機(jī)中直觀地發(fā)映出來(lái),從而可以很方便地對(duì)城市的物流、人流、信息流進(jìn)行集中而有效的控制和管理。所以，如何利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代城市本身的數(shù)字化，是城市管理者、規(guī)劃部門(mén)、企業(yè)、城市居民所共同關(guān)心的問(wèn)題，而城市仿真技術(shù)作為數(shù)字城市的支撐技術(shù)之一，也成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。二、城市仿真技術(shù)簡(jiǎn)介 2.1什么是城市仿真 城市仿真(Urban Simulation)對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，還是一個(gè)比較陌生的概念。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，“城市仿真”就是將“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)應(yīng)用在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。近幾年，城市仿真在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，其前所未有的人機(jī)交互性、真實(shí)建筑空間感、大面積三維地形仿真等特性，都是傳統(tǒng)方式所無(wú)法比擬的。 2.2與傳統(tǒng)方法的比較 傳統(tǒng)的規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)方法基本包括以下4種：人工手繪、建筑微縮模型、建筑效果圖和三維動(dòng)畫(huà)。其中，人工手繪（或非真實(shí)渲染-NPR）只是偶爾作為點(diǎn)綴用在早期的概念設(shè)計(jì)中。建筑效果圖、三維動(dòng)畫(huà)、建筑微縮模型是目前廣泛采用的三種方式。由于其市場(chǎng)的成熟，單做其中某一個(gè)或幾個(gè)方面即可支撐一個(gè)中型公司(100人以下)的發(fā)展。 這三種方法雖然流行，但它們各自的不足還是很明顯的。制作建筑微縮模型需要經(jīng)過(guò)大比例尺縮小，因此只能獲得建筑的鳥(niǎo)瞰形象，無(wú)法以正常人的視角來(lái)感受建筑空間，無(wú)法獲得在未來(lái)建筑中人的真正感受；常用的效果圖表現(xiàn)也只能提供靜態(tài)局部的視覺(jué)體驗(yàn)；三維動(dòng)畫(huà)雖然有較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)三維表現(xiàn)力，但不具備實(shí)時(shí)的交互性，人是被動(dòng)的，而且對(duì)方案的修改以及觀察路線(xiàn)的變化需要重新計(jì)算，幾天甚至幾周后才能看到結(jié)果。 而在城市仿真應(yīng)用中，人們能夠在一個(gè)虛擬的三維環(huán)境中，用動(dòng)態(tài)交互的方式對(duì)未來(lái)的建筑或城區(qū)進(jìn)行身臨其境的全方位的審視：可以從任意角度、距離和精細(xì)程度觀察場(chǎng)景；可以選擇并自由切換多種運(yùn)動(dòng)模式，如：行走、駕駛、飛翔等，并可以自由控制瀏覽的路線(xiàn)。而且，在漫游過(guò)程中，還可以實(shí)現(xiàn)多種設(shè)計(jì)方案、多種環(huán)境效果的實(shí)時(shí)切換比較。這是傳統(tǒng)的建筑效果圖和預(yù)渲染回放的三維動(dòng)畫(huà)所無(wú)法達(dá)到的。 2.3城市仿真技術(shù)的重點(diǎn)1、在一定軟硬件的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)建盡可能真實(shí)的場(chǎng)景 在城市仿真中，場(chǎng)景的真實(shí)感是最為關(guān)鍵的一個(gè)因素。而如前面已提到過(guò)的，由于實(shí)時(shí)三維渲染的要求及硬件顯示能力的限制，場(chǎng)景的復(fù)雜程度不能太高。同時(shí)，由于實(shí)時(shí)仿真技術(shù)的限制，一些比較費(fèi)時(shí)的渲染選項(xiàng)，如動(dòng)態(tài)陰影、Bump map等實(shí)現(xiàn)起來(lái)還有一定困難。這些都會(huì)直接影響場(chǎng)景的真實(shí)感。 在硬件渲染能力的限制下，為創(chuàng)建盡可能真實(shí)的場(chǎng)景，一方面需要發(fā)掘各種軟件的功能，進(jìn)行優(yōu)化組合；另一方面，要發(fā)展更為高級(jí)的算法，如程序幾何（Procedural Geometry）和分形算法（Fractal Mathematics）。 但“發(fā)展算法”不是一件簡(jiǎn)單的事，非個(gè)人所能為，只能是由某家公司開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的軟件，我們?cè)賮?lái)應(yīng)用。所以，從一般的制作者而言，要?jiǎng)?chuàng)建真實(shí)場(chǎng)景還是在于充分利用各種已存在的軟件工具。