计算机信息技术的发展在城市规划、建筑设计、空间环境设计领域带给了不断深入的技术革命。首先是CAD技术使绘图自动化以求普及，随后，三维效果图与动画在详尽规划和建筑设计中获得推广应用。

最近几年，地理信息系统（GIS）与虚拟现实（VR）技术在城市规划和城市设计中发展一起。　　1、城市设计的主要内容及其对计算机图形图像技术的拒绝　　城市设计简要地说道就是为人们设计聚居地的一种艺术，它是城市规划的最重要组成部分。城市设计所关心的是建筑实体的视觉效果；人与场所的连接性；活动空间与舒适度环境的建构；整个城市景观提高的进程。

城市设计要为建筑物实体及其空间布局，为建筑形式线条及其与周围空间的三维关系，为取得美学与社会质量成就展开视景布置创建整体框架。　　1.1城市设计内容的层次性。

城市设计的基本内容分成宏观、中观、微观三个层次。　　宏观层次：城镇产于与城市形象。城市设计的宏观层次还包括在一定区域内的城镇产于；城乡一体化规划与景观设计；城市的格局与形态、功能组团、环境保护、基础设施、分区特色与舒适度的环境、城市出入口、土地利用与活动场所等。

城市设计的宏观层次内容与城镇体系规划相辅相成，不过城市设计更加侧重于城市的关键性特征与自然景观的包含；侧重城市研发建设对自然景观、文化或社会经济资源的物质的和视觉质量的必要和间接影响。在对宏观层次的城市设计展开评价时，建构高质量的城市环境和典雅的城乡视野沦为最重要准则。还包括对大自然山水景观的的组织与利用，视觉特征物的适宜性和可视性，整体高度轮廓和体量的协调性，与传统景观的协调性等等。为应用于ArcGIS对炎陵县的自然地理、人口产于、交通条件等展开综合分析做出的城镇布局。

为应用于ArcGIS对炎陵县重点发展地区的用地空间发展所作的规划。规划在宏观上充分考虑了炎陵县作为人文与生态旅游县的自然环境特色。　　中观层次：建筑物与空间。

中观层次城市设计内容还包括用地布局、建筑设计、交叉口与广场、街道和路网格局、视线走廊、相连度与整体性、体量与高度、地标物、开敞空间和公园、人行道与步行系统的相连等等内容。中观层次城市设计内容与城市总体或分区规划相辅相成，不过城市设计主要注目研发建设对自然景观的物质和视觉质量的必要和间接影响；人工修建物的适宜性和视角的关系；对光和空气的穿透性影响；与步行道格局的协调性；与城市整体正立轮廓和体量的协调性；与地方传统的协商和对周围环境的影响等等。　　微观层次：使用者环境。

微观层次的城市设计内容还包括建筑物的人的尺度、街道陈设、材质颜色和纹理、过渡性的处置、广告和标志、街道景观等。微观层次的城市设计与详尽规划设计相辅相成。

在对微观层次城市设计展开评价时，大自然方面主要注目功能上的适宜性。人造方面注目街道结构和功能的适宜性，建构好的步行环境，人的尺度和生活质量的提升，空间的建构等。图4为某中学新校园的大门，通过三维建模图形分解。

　　1.2城市设计对信息技术的拒绝　　从城市设计各层次的内容及评价原则来看，人与自然环境的协商，合理的空间组织，华丽的视觉效果皆是联合的执着。以往城市规划和建筑设计由于受到技术手段的容许，规划师和建筑师主要是通过二维图形特空间想象来构想和评价设计方案，仅有在展开建筑单体设计或较小的群体设计中才应用于三维效果图，或相同路径的动画来仿真竣工后的空间关系和视觉效果。众所周知，传统的效果图形必须花费大量时间和闲置大量计算机内存。因此多方案的交互式设计和动态动画显然不有可能展开。

　　城市设计计算机视景建模必须解决问题几个方面的问题。其一，处置数字高程模型，分解并改动三维地形，展开坡度、坡向、高程、填挖、水淹、视线视域分析。

其二，展开建筑密度、容积率、可达性、缓冲器、选址可行性分析，借以评价社会经济与环境效果。以上两项是GIS的典型功能。其三，大面积多单体的较慢三维建模，还包括建筑物、构筑物、城市家俱、广告牌、树木、车辆、人物等。

一般GIS只有二维剪切功能，称作2.5维，不是真为三维。而风行的3Dmax三维建模不胜任大量对象建模与动态网页任务。其四，动态虚拟世界。

要能较慢地重绘画面，还包括对场景对象、天光背景、动画路径、视点视角等的转变皆能立刻作出反应。从理论上说道，以上四大问题可以在一个GIS平台或统一的VR系统中获得解决问题，不过目前这种平台还处在研发之中，但是我们可以利用GIS与VR综合构建来解决问题。　　2、一种基于GIS与VR的城市设计技术方案　　2.1虚拟现实系统集成。

无论是GIS还是VR，当前国内外皆有多种商业软件可可供搭配。美国ESRI的ArcGIS是世界上最先进设备的地理信息系统，不过它的三维建模功能不强劲，且没动态虚拟世界动画的功能。美国Multigen-Paradigm公司的Multigen-Vega是当前虚拟现实的旗舰软件，其强劲的三维建模工具Creator和虚拟世界建模引擎Vega有机结合能很好地符合虚拟世界城市动态动画拒绝，不过它不具备空间分析的功能。

其它的GIS与VR软件大体也是如此。所幸的是，我们早已有了一个综合两个方面的优势来解决问题城市设计技术问题的方案。

这就是ESRI公司委托Multigen-Paradigm公司研发了一个ArcGIS拓展模块SiteBiulder，该模块使得ArcGIS不具备了动态动画功能并且能拒绝接受Multigen的三维模型。于是我们就有了一个基于GIS与VR的应用于城市设计的虚拟现实系统。　　2.2系统应用于步骤。

该系统的原始的应用于还包括场景的规划设计、单体的建筑设计、三维建模并图形、动态虚拟世界动画几部分内容　　2.2.1城市规划设计。无论是新城区的研发还是老城区的扩建皆要再行确认规划设计目标，明确提出社会、经济、环境方面的拒绝。

根据拒绝，展开大自然条件、建设条件等一系列的基础分析。在分析基础上已完成土地利用、道路交通、建筑布局、线脚规划、工程设施等规划设计方案。

值得注意的是，以往规划设计仅有用CAD展开辅助设计。本系统特别强调应用于ArcGIS技术辅助规划设计，原因有两个方面。

其一，CAD不具备所拒绝的空间分析功能；其二，只有ArcGIS主题及主题中的特征（对象）才能被引进到SiteBiulder中展开动态动画。图5为应用于ArcGIS制作的湖南城市学院新校区地势图，图6为新校园的一个规划模型。

　　2.2.2建筑设计。在规划布局的基础上，展开建筑设计方案。各单体设计成果改以追、而立、剖面图居多。

为因应下阶段的Creator三维建模和纹理图形，建筑师绘制的单体正立效果图很有用处。构图有阴影的彩色立面图可以替换多块片的烦琐图形，在三维场景中具备非常的立体效果。如有适当，某些单体可设计出有多个，可供虚拟世界替代方案优化所用。　　2.2.3的组织ArcGIS主题。

在SiteBiulder三维场景中，各虚拟世界对象是以ArcGIS主题来的组织并引进的。转入三维场景的主要是三维地形、道路、建筑、树木、铺地和草地。主题中的特征并不要表现对象的明确几何形状，而只要确认各对象的具体位置。例如用点主题回应建筑布局，每栋建筑物仅有必须一个点来回应，每个点代表的建筑物的模型被存放在数据库中，完全相同的建筑物如住宅只须留存一个实例就行了。

只要创建起点对象与建筑实例的关联，则有所不同的建筑物模型都会被引进场景中。　　2.2.4创立三维模型。本虚拟系统使用MultiGen公司的Creator作为三维场景建模工具，它的Open-Flight使用树状层次结构来的组织管理场景数据。

城市设计所牵涉到的场地中的模型还包括天空、地面、单体建筑、构造物、树木、街道陈设物、广告牌等等，建模工作量极大。因此在创建模型之前，不应根据场景中每个实体的几何空间方位以及模型内部与模型之间的相互关系，确认虚拟世界场景中所有单体模型的层次归属于，以不利于模型的改动、调用。三维模型并非越细越少。我们要在几何现实与纹理现实之间获得某种协商。

必要地区分几何面和打算必要分辨率的图片是建筑虚拟世界的关键。　　2.3.5创立虚拟世界动画场景。低速ArcGIS及其拓展模块SiteBiulder，将模型库中的各模型实例与主题中的各特征创建起联系，各虚拟世界对象将依各自的空间方位呈现出在三维场景中。

SiteBiul-der有一套自己的菜单和工具，已完成动态动画。　　3、新建校园虚拟现实应用于实例　　某中学新建校园临城市主次南北向之一角，虚拟现实系统是在规划方案和单体设计基础上展开的。

首先，应用于ArcGIS根据等高线创建完整地形的数字高程模型（DEM）在充份融合地形、增加堆挖量的原则下展开多方案的线脚规划设计，为建筑基地和运动场地打算适合高程的台地。随后，应用于Creator创建各虚拟世界对象的三维模型，从而创建起模型库，层次结构.　　校园设计虚拟世界动画场景由SiteBiulder构建。由于在模型库中储存有多种建筑单体，树木模型等等，在ArcGIS视图中打算了多种布局方案的主题，因此虚拟世界校园场景有多种方案，替换一种方案仅有几分钟时间，其交互性远非传统三维动画效果哈密顿。校园虚拟现实系统为确认最后的设计方案和施工设计获取了从定性到定量的可视化依据。

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