交互式三維城市構(gòu)建與建筑布局的算法研究.pdf

1、快捷的三維城市構(gòu)建是城市規(guī)劃、數(shù)字娛樂、電子學(xué)習(xí)等虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的基礎(chǔ)前提。構(gòu)造虛擬城市模型因而有著深刻的應(yīng)用背景,但采用交互式建模工具及商業(yè)造型軟件來構(gòu)建是費時、繁瑣的手工任務(wù)。近年來,程序化技術(shù)的運用以其成本低、構(gòu)建速度相對較快得到越來越多研究者的關(guān)注。
　　 我們把虛擬城市構(gòu)建劃分為道路網(wǎng)絡(luò)、功能分區(qū)、模型構(gòu)建和建筑布局。已有的技術(shù)在路網(wǎng)和建筑模型的構(gòu)建上做了不錯的嘗試,但常常需要用戶去輸入特定格式的約束條件,這給用戶增加了

2、額外的負(fù)擔(dān),對于當(dāng)前大多數(shù)的城市設(shè)計系統(tǒng)而言,一般用戶交互是比較繁雜不方便的,有些甚至不是專門人士是無法完成交互工作的。本文的一個出發(fā)點是提供給用戶貫穿始終的簡捷直觀的交互手段,無論是約束輸入,還是對結(jié)果的修改,都以“可見即可得”的方式呈現(xiàn)出來,這歸功于流場和樣條曲線的運用。另外目前針對建筑布局的算法較少,本文提出了一種由粗至精的建筑排布策略,先對城市區(qū)域劃分實現(xiàn)大尺度的建筑群排布,再把鑲嵌技術(shù)運用在區(qū)域內(nèi)單個建筑的排布上,大小尺度的控

3、制使得建筑排布更加簡易且貼近實際。
　　 本文的主要研究內(nèi)容如下:首先是基礎(chǔ)路網(wǎng)的構(gòu)建,主要依賴張量場設(shè)計、流場可視化以及路網(wǎng)生成策略;然后是城市特征元素的引入和對路網(wǎng)的調(diào)整,如河流、湖泊、公園等,主要依賴計算機(jī)輔助幾何設(shè)計方法,并根據(jù)用戶指定來實現(xiàn)城市區(qū)域群的功能劃分;最后是建筑布局方案,主要依賴原本用于圖像加工的鑲嵌技術(shù),將具體的建筑物引導(dǎo)到合適的位置,并與周圍建筑和道路保持協(xié)調(diào)。
　　 本文在VisualStudi