虚拟城市的开发技术探讨

    长期以来，城市规划人员的一个重要的工作就是进行各种设计或规划图的绘制，但是这些图纸并不能给人们提供一个直观的、富有真实感的场景。后来，人们虽然也使用纸板或木料来制作三维模型，以实现城市景观的三维可视化。但其制作的工作量巨大、费用昂贵、须具备较高的制作技巧，而且仅能从外围观看，无法进入，修改也很困难。鉴于以上原因，在计算机上建立三维虚拟城市成为必然。虚拟城市的建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息，并可以以第一人称的身份进入城市，感受到与实地观察相似的真实感。虚拟城市的各种模型易于修改，而且可以实现城市信息的查询与分析功能。这些都是传统的方法所无法比拟的。本文用制作实例的方式探讨了虚拟城市的开发技术。

1．   虚拟城市开发的基本原理

要建立虚拟城市，首先要建立三维城市模型。三维城市空间中的典型实体对象一般具有以下几种：城市中的各种建筑物、街道、绿地、公共场所、城市地形、树木等。除此以外，还有一些辅助性的设施，如消防栓、变电站、喷泉、公园的长椅等。这些模型的制作可以采用编程的方法或者现有的三维模型制作软件来完成。所谓编程的方法是在程序中利用三维空间中的坐标点和图形绘制函数来实现模型的建立，由于城市模型的造型十分复杂，因而很难确定模型的具体几何数据，此方法多用来制作地形模型，对于其他模型的制作则很少采用。制作城市模型的最好的方法是使用现有的成熟的三维设计软件，如：3DSMAX、TRUESPACE等。

虚拟城市除了能实现城市信息的三维可视化外，其另一个重要的功能就是能实现城市专题信息的查询功能，甚至实现一定的分析功能。可以将虚拟城市定义为以下公式：

       虚拟城市=三维城市模型+专题信息+查询功能+分析功能

要实现一个虚拟城市系统可考虑以下两种方案：

一种方案是利用高级语言和三维图形开发库的方法，常用的开发语言是C++，常用的图形开发库是OpenGL3D

第二种方案是使用专用的三维虚拟开发工具，目前广泛使用的是VRML语言。VRML（虚拟现实造型语言）是一种描述交互式三维世界和对象的文件格式。VRML允许描述对象并把对象组合到虚拟场景中，可以实现仿真系统，可模拟动画、具有动力学特性的物体。VRML能构造一个全交互的世界，其中的对象能对外部事件做出响应，并