淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域中的應(yīng)用

3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域中應(yīng)用的意義

3.1 改善設(shè)計(jì)

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(chē)、飛行、ufo等）,完全由用戶(hù)自由控制在場(chǎng)景中漫游。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)最根本的區(qū)別就是：傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的觀察路徑都是預(yù)先設(shè)定好的，用戶(hù)只能按照事先設(shè)定的路徑瀏覽場(chǎng)景；而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以由用戶(hù)在三維場(chǎng)景中任意漫游，人機(jī)交互，甚至還可以使用專(zhuān)用的頭盔把用戶(hù)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)及其他感覺(jué)封閉起來(lái)，產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。這樣一來(lái)，很多不易察覺(jué)的設(shè)計(jì)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(wú)可挽回的損失與遺憾，大大提高了項(xiàng)目的評(píng)估質(zhì)量。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬環(huán)境系統(tǒng)，可以向設(shè)計(jì)單位提供一套進(jìn)行規(guī)劃、建筑性能評(píng)價(jià)的有效工具，以利于更好地認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)結(jié)果之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中潛在的缺陷和問(wèn)題，試探解決問(wèn)題的不同方法，從而使整個(gè)設(shè)計(jì)更加完善。

如：長(zhǎng)沙市院士專(zhuān)家村的設(shè)計(jì)和審批過(guò)程中就充分利用了虛擬現(xiàn)實(shí)這一技術(shù),使設(shè)計(jì)更加完善，規(guī)劃審批效率更高。為規(guī)劃決策者決策提供了依據(jù)，同時(shí)為建設(shè)單位贏得了寶貴的時(shí)間。由于長(zhǎng)沙市院士專(zhuān)家村位于國(guó)家級(jí)名勝風(fēng)景保護(hù)區(qū)（岳麓山）的邊緣地帶，規(guī)劃方案的好壞和建成后對(duì)周?chē)h(huán)境所產(chǎn)生的影響直接影響到規(guī)劃決策者的決策。但是，傳統(tǒng)的技術(shù)難以對(duì)項(xiàng)目建成后周?chē)h(huán)境所產(chǎn)生的影響進(jìn)行模擬和仿真，雖然一些專(zhuān)家對(duì)此項(xiàng)目作過(guò)一些可行性研究，規(guī)委會(huì)也多次組織專(zhuān)家對(duì)此項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)審，但是，可行性研究結(jié)果和專(zhuān)家意見(jiàn)都是建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的，同時(shí)專(zhuān)家內(nèi)部意見(jiàn)的不一致使規(guī)劃決策者缺乏可靠的科學(xué)的審批依據(jù)，致使項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)展緩慢。在這種情況下，長(zhǎng)沙市規(guī)劃信息服務(wù)中心利用虛擬現(xiàn)實(shí)，對(duì)項(xiàng)目建成前后進(jìn)行周?chē)h(huán)境、風(fēng)景質(zhì)量、山體水質(zhì)、植被覆蓋、進(jìn)行了模擬和仿真，在虛擬現(xiàn)實(shí)制作期間，多次聘請(qǐng)權(quán)威專(zhuān)家到現(xiàn)場(chǎng)指點(diǎn)和評(píng)價(jià)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案虛擬現(xiàn)實(shí)，專(zhuān)家和規(guī)劃決策者們有了更多的科學(xué)決策的依據(jù)，同時(shí)對(duì)方案提出了更多的、合理的修改意見(jiàn)，然后，設(shè)計(jì)單位再按照專(zhuān)家和規(guī)劃管理者的意見(jiàn)進(jìn)行修改，然后再虛擬現(xiàn)實(shí)。這樣最終使長(zhǎng)沙市院士專(zhuān)家村的設(shè)計(jì)取得了巨大的成功。

3.2展示設(shè)計(jì)成果

現(xiàn)在流行的三維動(dòng)畫(huà)，同樣是通過(guò)強(qiáng)大的三維建模技術(shù)建立逼真的三維場(chǎng)景，對(duì)規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行真實(shí)的“再現(xiàn)”。但是虛擬現(xiàn)實(shí)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(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，屬于科學(xué)仿真系統(tǒng)；而傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的三維場(chǎng)景則是由動(dòng)畫(huà)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(lái)說(shuō)屬于一種演示作品。

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)成果的展示，都是通過(guò)平面圖、分析圖、以及鳥(niǎo)瞰圖等來(lái)表現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想。這樣表現(xiàn)有它的局限性，它的表現(xiàn)僅是在平面的、靜態(tài)的，而虛擬現(xiàn)實(shí)則不一樣，它是三維的、動(dòng)態(tài)的、仿真的。用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示設(shè)計(jì)成果是一種理想的方法。這種設(shè)計(jì)成果的展示，既可以面向大眾，作為宣傳的需要，又可以將方案展示給業(yè)主，供其提出修改意見(jiàn)，及時(shí)修改，以增加方案的競(jìng)爭(zhēng)能力。在設(shè)計(jì)階段，利用各種建模工具，數(shù)字化該擬建建筑物以及周?chē)h(huán)境，對(duì)其進(jìn)行仿真建模(此時(shí)的模型比例為1：1)，得到虛擬世界中該擬建建筑物的實(shí)體模型；而后按真實(shí)三維位置放置建筑物，同時(shí)考慮周?chē)匦蔚妮喞辉俅渭由辖ㄖ?xì)節(jié)，如門(mén)和窗設(shè)計(jì)，以便準(zhǔn)確地表現(xiàn)該環(huán)境的美學(xué)特征。綜合編輯各種對(duì)象(文字、表格、圖形、虛擬世界中用多維信息所描述的對(duì)象以及真實(shí)世界在虛擬空間中的映射)，在其中增加動(dòng)畫(huà)和對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為。同時(shí)利用虛擬藝術(shù)制作工具和虛擬世界編輯器，形成一個(gè)存在于虛擬世界中擬建建筑物的“客觀實(shí)體”。最后在各種輸入、輸出軟件和設(shè)備的支持下就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該建筑物設(shè)計(jì)成果的預(yù)先展示，據(jù)此對(duì)擬建建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)建、修改和可視化。其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)框圖如圖一。

例如，橋梁的設(shè)計(jì)方案是方案能否為人們所接受，方案是否具有競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。一般地，橋梁方案主要由以下幾個(gè)方面組成：橋梁工程地點(diǎn)的路線、水文、地質(zhì)、氣象、地形等交通資料信息的處理；全橋平面圖、立面圖、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、鋼筋布置圖、曲線布置及墩部分詳圖；墩、臺(tái)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料；全橋工程概預(yù)算等。

長(zhǎng)沙市勞動(dòng)路和牌樓路之間的大橋就可采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，從景觀、交通、經(jīng)濟(jì)、航運(yùn)來(lái)分析其可行性。把當(dāng)?shù)氐牡匦?、景觀和交通條件和橋梁方案輸入建筑物漫游的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，人可以漫步橋上，也可以從任意視點(diǎn)、任意角度來(lái)觀察橋的形象，甚至可以驅(qū)車(chē)通過(guò)該橋，得到類(lèi)似橋建成后的感受。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案也可以采用三維建模的方法直觀、形象地展示出來(lái)。而工程概預(yù)算等其它信息則可以用聲音等多媒體的方式表現(xiàn)出來(lái)。這種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成交互性很好的系統(tǒng)，用戶(hù)可以很方便地選取任何細(xì)部去看，給人留下深刻的印象。例如，英國(guó)的skye島大橋的規(guī)劃設(shè)計(jì)，在環(huán)境保護(hù)問(wèn)題上有爭(zhēng)議，受到公眾關(guān)注。后來(lái)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逼真地向公眾展示了設(shè)計(jì)建成后的大橋及周?chē)h(huán)境的形貌，以及作環(huán)島飛行和駕車(chē)通過(guò)大橋的動(dòng)態(tài)視覺(jué)感，受到公眾的歡迎，大橋的設(shè)計(jì)方案也得到了肯定。

3.3 節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用

運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，我們可以很輕松隨意地進(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(dòng)畫(huà)那樣，每做一次修改都需要對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行一次渲染。這樣不同的方案、不同的規(guī)劃設(shè)計(jì)意圖通過(guò)vr技術(shù)實(shí)時(shí)的反映出來(lái)，用戶(hù)可以做出很全面的對(duì)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(hù)作出決定。從而大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率，也節(jié)省了大量的資金。

采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行先期技術(shù)成果的演示和論證有助于發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中多余的措施和方案中各工種不協(xié)調(diào)的部分，及時(shí)修正從而節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，演示論證也可發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中可能導(dǎo)致無(wú)法滿(mǎn)足要求的設(shè)計(jì)不當(dāng)之出，從而避免了建筑物建造完成后的返工。

再如，南方某省會(huì)城市的外環(huán)線。按照總體規(guī)劃該市有三道環(huán)線，內(nèi)環(huán)已建成，二環(huán)和三環(huán)正在籌建之中，當(dāng)時(shí)在先建二環(huán)線還是先建三環(huán)線上頗有爭(zhēng)議。最后，在一些“專(zhuān)家”通過(guò)可行性論證之后，決定先建三環(huán)，當(dāng)時(shí)，該市在當(dāng)時(shí)財(cái)政非常緊張的情況下，耗資幾十個(gè)億，修建了三環(huán)線（二環(huán)線至今為止現(xiàn)在還沒(méi)修好）?？墒?，事實(shí)卻與研究結(jié)果大相徑庭，到目前為止，耗資幾十個(gè)億的三環(huán)線幾乎看不到車(chē)影（過(guò)境交通因?yàn)槭召M(fèi)太高，繞道太遠(yuǎn)而不愿走三環(huán)線），而市區(qū)二環(huán)以?xún)?nèi)因?yàn)槿鄙倏焖俳煌ǘ鴵頂D不堪。如果當(dāng)時(shí)我們能夠?qū)锰摂M現(xiàn)實(shí)對(duì)交通流量、經(jīng)濟(jì)等各方面進(jìn)行科學(xué)的可行性論證，或許我們也不會(huì)出現(xiàn)今天這種局面。