城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講

1、城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 第八章第八章 城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展前沿城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展前沿(第二講第二講) 教學內容： 5.3 數(shù)字城市的關鍵技術 教學時間：2課時 教學方法：講授法 多媒體教學法 協(xié)作學習法 教學目的： 1、讓學生熟悉和掌握數(shù)字城市的關鍵技術； 2、讓學生理解和掌握數(shù)字城市關鍵技術發(fā)展趨勢 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 教學重點： 數(shù)字城市的關鍵技術 教學難點： 海量存儲與互操作 虛擬現(xiàn)實技術 本次課教學所涉及的學術前沿： 虛擬現(xiàn)實技術 虛擬仿真技術 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 5.3數(shù)字城市的關鍵技術數(shù)字城市的關鍵技術 1、高分辨率對地觀測技術、高分辨率對地觀測技術

2、 “數(shù)字城市數(shù)字城市”的建設的建設 ,需要大比例尺、高精度需要大比例尺、高精度 的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) ,這些數(shù)據(jù)將主要來自對地觀測技術的這些數(shù)據(jù)將主要來自對地觀測技術的 發(fā)展。目前對地觀測技術將逐步實現(xiàn)多時相、發(fā)展。目前對地觀測技術將逐步實現(xiàn)多時相、 多角度和高分辨率化多角度和高分辨率化(王宏偉、羅成章、陳燕中王宏偉、羅成章、陳燕中 等等 ,1999) 。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 2、海量數(shù)據(jù)存儲和互操作、海量數(shù)據(jù)存儲和互操作 “數(shù)字城市數(shù)字城市”的數(shù)據(jù)是海量的的數(shù)據(jù)是海量的 ,因此因此 ,建設建設“數(shù)字城市數(shù)字城市” 需要海量的存儲技術。這些數(shù)據(jù)存放在不同系統(tǒng)、不同數(shù)據(jù)需要海量的存儲技術。這些

3、數(shù)據(jù)存放在不同系統(tǒng)、不同數(shù)據(jù) 庫中庫中 ,其數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)格式也不盡相同。實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的其數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)格式也不盡相同。實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的 共享、動態(tài)調用需要互操作技術。共享、動態(tài)調用需要互操作技術。 互操作包括兩層含義互操作包括兩層含義:狹義上說狹義上說 ,它是在保持信息不丟失它是在保持信息不丟失 的前提下的前提下 ,從一個系統(tǒng)到另一個系統(tǒng)的信息交換能力從一個系統(tǒng)到另一個系統(tǒng)的信息交換能力;從廣義從廣義 上講上講 ,它是指不同應用它是指不同應用(包括軟、硬件包括軟、硬件)之間能夠動態(tài)地相互之間能夠動態(tài)地相互 調用調用 ,并且不同數(shù)據(jù)集之間有一個穩(wěn)定的接口。并且不同數(shù)據(jù)集之間有一個穩(wěn)定的接口。 O

4、GC(Open GIS Consortium) 提出的提出的 OpenGIS是是 異構系統(tǒng)之間進行互運算、互操作的規(guī)范異構系統(tǒng)之間進行互運算、互操作的規(guī)范(簡逢敏簡逢敏 ,2000) 。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 3、計算機寬帶網(wǎng)絡 通過計算機網(wǎng)絡能夠實現(xiàn)不同用戶對網(wǎng)絡資源通過計算機網(wǎng)絡能夠實現(xiàn)不同用戶對網(wǎng)絡資源 的共享的共享 ,把分布在廣泛區(qū)域中的眾多信息處理系統(tǒng)把分布在廣泛區(qū)域中的眾多信息處理系統(tǒng) 有機地連在一起有機地連在一起 ,構成一個規(guī)模更大、功能更強、構成一個規(guī)模更大、功能更強、 可靠性更高的綜合信息處理系統(tǒng)?？煽啃愿叩木C合信息處理系統(tǒng)。“數(shù)字城市數(shù)字城市”的的 數(shù)據(jù)分布在不同

5、的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)分布在不同的數(shù)據(jù)庫中 ,由不同的部門負責構由不同的部門負責構 建和管理建和管理 ,只有通過高速網(wǎng)絡才能真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)的只有通過高速網(wǎng)絡才能真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)的 無縫操作。要傳輸海量數(shù)據(jù)無縫操作。要傳輸海量數(shù)據(jù) ,進行科學計算進行科學計算 ,寬帶寬帶 網(wǎng)絡便成為網(wǎng)絡便成為“數(shù)字城市數(shù)字城市”是否能走向實用的關鍵。是否能走向實用的關鍵。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 4、可視化、虛擬現(xiàn)實技術、可視化、虛擬現(xiàn)實技術 o 可視化是實現(xiàn)可視化是實現(xiàn)“數(shù)字城市數(shù)字城市”與人交互的窗口和工與人交互的窗口和工 具具 ,沒有可視化技術沒有可視化技術 ,計算機的一堆數(shù)字是無任何意義計算機的一堆數(shù)字是無任何意

6、義 的的(李德仁李德仁 ,1999) 。通過數(shù)據(jù)可視化技術。通過數(shù)據(jù)可視化技術 ,為分析和為分析和 查詢數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)展現(xiàn)了新的視野查詢數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)展現(xiàn)了新的視野 ,有助于發(fā)現(xiàn)隱藏在有助于發(fā)現(xiàn)隱藏在 其中的信息其中的信息 ,為決策支持、宏觀管理提供更加有力的依為決策支持、宏觀管理提供更加有力的依 據(jù)。據(jù)。 o 虛擬現(xiàn)實技術是近年來出現(xiàn)的高新技術虛擬現(xiàn)實技術是近年來出現(xiàn)的高新技術 ,它綜合集它綜合集 成了計算機圖形學、人機交互技術、傳感與測量技術、成了計算機圖形學、人機交互技術、傳感與測量技術、 仿真、人工智能、微電子等科學技術仿真、人工智能、微電子等科學技術 ,生成一個逼真生成一個逼真 的的 ,

7、具有視覺、聽覺、觸覺等效果的可交互的動態(tài)世具有視覺、聽覺、觸覺等效果的可交互的動態(tài)世 界界 ,人們可以對虛擬的實體進行操作人們可以對虛擬的實體進行操作 ,它為人類觀察自它為人類觀察自 然、欣賞景觀、了解實體提供了身臨其境的感覺。然、欣賞景觀、了解實體提供了身臨其境的感覺。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 5、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining, DM) 利用數(shù)據(jù)挖掘技術利用數(shù)據(jù)挖掘技術 ,我們就能更好地認識和分析所觀我們就能更好地認識和分析所觀 測到的海量數(shù)據(jù)測到的海量數(shù)據(jù);對獲取的城市空間數(shù)據(jù)進行處理對獲取的城市空間數(shù)據(jù)進行處理 ,從中從中 挖掘出城市信息機理知識挖掘出城市信息機理知識

8、 ,進而認識城市系統(tǒng)的演化規(guī)進而認識城市系統(tǒng)的演化規(guī) 律。數(shù)據(jù)挖掘將人工智能、統(tǒng)計、計算機及數(shù)據(jù)庫等技律。數(shù)據(jù)挖掘將人工智能、統(tǒng)計、計算機及數(shù)據(jù)庫等技 術緊密結合術緊密結合 ,其方法和技術可以分為六大類其方法和技術可以分為六大類:1.歸納學習歸納學習 方法方法;2.仿生物技術仿生物技術;3.公式發(fā)現(xiàn)公式發(fā)現(xiàn);4.統(tǒng)計分析方法統(tǒng)計分析方法;5.模模 糊數(shù)學方法糊數(shù)學方法;6.可視化技術?？梢暬夹g。 空間數(shù)據(jù)挖掘是指從空間數(shù)據(jù)庫中提取出用戶感興空間數(shù)據(jù)挖掘是指從空間數(shù)據(jù)庫中提取出用戶感興 趣的空間模式與特征趣的空間模式與特征 ,空間與非空間的普遍關系及其他空間與非空間的普遍關系及其他 一些隱含在

9、數(shù)據(jù)庫中的普遍的數(shù)據(jù)特征一些隱含在數(shù)據(jù)庫中的普遍的數(shù)據(jù)特征(劉宇、曲波、朱劉宇、曲波、朱 仲英等仲英等 ,2000) 。利用空間數(shù)據(jù)挖掘技術。利用空間數(shù)據(jù)挖掘技術 ,提高提高“數(shù)字數(shù)字 城市城市”的智能化水平的智能化水平 ,使使“數(shù)字城市數(shù)字城市”真正成為智能化真正成為智能化 的空間咨詢和決策支持系統(tǒng)。的空間咨詢和決策支持系統(tǒng)。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 6、地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System, GIS） 地理信息系統(tǒng)技術是“數(shù)字城市”數(shù)據(jù) 庫管理的基礎技術(簡逢敏 ,2000) 。另外 , 地理信息系統(tǒng)的空間信息表達和直觀表現(xiàn)能 力 ,在處理城市復

10、雜系統(tǒng)問題時 ,能幫助人 們更好地建立大局觀和模擬直接感受 (賴明 , 1999) 。目前 ,地理信息系統(tǒng)正從二維向多 維動態(tài)以及網(wǎng)絡方向發(fā)展。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 7、決策支持系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)(Decision Support System，DSS） “數(shù)字城市數(shù)字城市”的目的之一就是要利用現(xiàn)有的各種數(shù)的目的之一就是要利用現(xiàn)有的各種數(shù) 據(jù)、信息據(jù)、信息 ,在綜合、全面地分析后在綜合、全面地分析后 ,為城市的規(guī)劃管理為城市的規(guī)劃管理 和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。決策支持系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)庫、和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。決策支持系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)庫、 人機交互進行多模型的有機組合人機交互進行多模型的

11、有機組合 ,輔助決策者實現(xiàn)科學輔助決策者實現(xiàn)科學 決策的綜合集成系統(tǒng)決策的綜合集成系統(tǒng)(陳文偉陳文偉 ,2000) 。目前。目前 ,決策支決策支 持系統(tǒng)正在向智能決策支持系統(tǒng)、分布決策支持系統(tǒng)、持系統(tǒng)正在向智能決策支持系統(tǒng)、分布決策支持系統(tǒng)、 群決策支持系統(tǒng)、高層決策支持系統(tǒng)、以及綜合決策支群決策支持系統(tǒng)、高層決策支持系統(tǒng)、以及綜合決策支 持系統(tǒng)方向發(fā)展。與一般決策支持系統(tǒng)不同持系統(tǒng)方向發(fā)展。與一般決策支持系統(tǒng)不同 ,數(shù)字城市數(shù)字城市 所需的決策支持系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)?？臻g決策支所需的決策支持系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)。空間決策支 持系統(tǒng)是面向空間問題領域的決策支持系統(tǒng)持系統(tǒng)是面向空間問題領域

12、的決策支持系統(tǒng)(黃躍進、黃躍進、 反偉勝、朱云龍反偉勝、朱云龍 , 2000) ,它支持復雜的、結構性較它支持復雜的、結構性較 差差(如半結構化或非結構化如半結構化或非結構化)的空間問題并對此進行求的空間問題并對此進行求 解解(王橋、吳紀桃王橋、吳紀桃 ,1999) 。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 8、系統(tǒng)集成(System Integration , SI) o“數(shù)字城市”的數(shù)據(jù)、計算和應用具有分布式的特 點 ,因此它需要多數(shù)據(jù)庫、多平臺、多技術的集成。 采用集成平臺作為“數(shù)字城市”的框架結構具有很 多優(yōu)點:首先集成平臺所具有的協(xié)調和反饋機制可 以使整個系統(tǒng)形成一個有機的整體 ,完成單獨部

13、件 不能完成的功能 ,從而增強系統(tǒng)的整體性。其次 , 在統(tǒng)一的集成平臺的基礎上 ,多種信息可以共享 , 信息融合和深層次挖掘可以產生大量新的有用信息。 第三 ,減少集成的復雜度。第四 ,減少各子系統(tǒng)的 重復部件 ,減少系統(tǒng)冗余 ,保持系統(tǒng)的一致性。第 五 ,便于系統(tǒng)的維護和更新(張健挺 ,1998) 。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 9、空間一致性匹配、空間一致性匹配 o建立“數(shù)字城市”是一項龐大的系統(tǒng)工程。不同信息源(跟 蹤矢量化數(shù)據(jù)、掃描柵格化數(shù)據(jù)、遙感柵格圖像及GPS數(shù)據(jù) 等)、不同比例尺及不同的投影方式、不規(guī)則分幅的空間圖， 要在數(shù)字城市系統(tǒng)中復合顯示、疊加查詢和綜合分析。首先 必須系

14、統(tǒng)整合，它是目前最流行的地理坐標匹配法。地理上 一個點可以被多種多樣的數(shù)據(jù)結構所描述，反之，再復雜的 描述與表達，如對象為同一個地點，它只能有唯一的空間坐 標，因此，從需求上看，集成系統(tǒng)應有多種數(shù)據(jù)結構；但從 集成系統(tǒng)邏輯上看，所有空間數(shù)據(jù)唯一定位基準應是經緯度 坐標。各種數(shù)據(jù)結構對象都應具備某種空間影射關系，因此 在系統(tǒng)中應設計空間數(shù)據(jù)的快速轉換算法，以便多源信息可 快速按基準拼貼在系統(tǒng)“虛擬空間拼圖板”上。在實際工作 中還可解決非同域或非鄰域圖幅的強制拼接整合。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 10、城市標準空間統(tǒng)計單元的建立 o “數(shù)字城市”采用的是一體化的地理數(shù)據(jù) 和社會經濟屬性數(shù)據(jù)的管

15、理，建立標準空間 統(tǒng)計單元是數(shù)字城市的基礎。所謂空間統(tǒng)計 單元，就是在地圖上劃出有層次的、互不重 疊的、不規(guī)則的多邊形，每一層次上每個多 邊形就是一個空間單元，有唯一的代碼?？?間單元及其編碼的標準化是普及城市地理信 息系統(tǒng)的基礎。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 11、“3S”一體化集成技術 o全球定位系統(tǒng)、遙感和地理信息系統(tǒng)技術是 建立“數(shù)字城市”的三大支撐技術。這些技 術各具特色，GPS可以實時獲取目標位置坐 標；遙感技術可快速獲取區(qū)域面狀信息；地 理信息系統(tǒng)具有較好的查詢檢索、空間分析 計算和綜合處理能力?！皵?shù)字城市”需要綜 合運用這三大技術的特長，提供所需的對地 觀測、信息處理和分析模

16、擬的能力。因此 “3S”一體化技術將是建立“數(shù)字城市”的 核心技術之一。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 12、基礎地理數(shù)據(jù)庫的建設管理及標準化技術 o 從內容上，城市基礎地理數(shù)據(jù)庫可分為基礎地理數(shù)據(jù)庫和 專題信息數(shù)據(jù)庫兩大類?；A地理數(shù)據(jù)庫的主要內容是城市大 比例尺的地形圖(1：500，1：1000，1：2000)的數(shù)字化數(shù) 據(jù)，如各種不同遙感平臺采集和獲取的圖像數(shù)據(jù)構成的圖像庫， 輔之以其他基礎的社會、經濟信息。專題信息數(shù)據(jù)庫可以是空 間型數(shù)據(jù)庫及專題信息數(shù)據(jù)(圖形和統(tǒng)計數(shù)據(jù))，如規(guī)劃管理信 息數(shù)據(jù)子庫，市政管線信息數(shù)據(jù)子庫。 o 從數(shù)據(jù)組織形式上，基礎空間數(shù)據(jù)庫包括矢量的地形圖和遙 感影像

17、。在基礎空間數(shù)據(jù)庫建設和管理中，我們要特別重視遙 感影像數(shù)據(jù)庫的建設。地形圖能夠準確具體地表示地物的平面 位置和高程；遙感影像(包括航空影像)真實反映了地表綜合信 息，另外，遙感影像還具有波譜信息、時間信息和綜合信息， 而這些信息特征正是建立“數(shù)字城市”所十分需要的。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 要考慮城市之間以及國際間的交流，因 此必須有相應的標準。我國在城市空間數(shù)據(jù) 建設方面已經有了一定的標淮和體系，并吸 收、引進了其他國家和行業(yè)已有的標準、規(guī) 范與規(guī)程，同時結合城市的具體情況編制了 分類和編碼標準、質量控制標準、語言和數(shù) 據(jù)詞典、匯錄格式和交換格式等。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 重

18、點復習：虛擬現(xiàn)實技術 1、所謂虛擬現(xiàn)實(Viruality RealityVR)， 就是采用計算機技術生成一個逼真的視覺、 聽覺、觸覺及嗅覺的感覺世界，使人們可以 用人的自然技能對這個生成的虛擬實體進行 交互考察。它是當代信息技術高度發(fā)展、多 種技術綜合集成的產物，是一種高度遏真模 擬人在現(xiàn)實世界中視、聽、動等行為的技術。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 虛擬現(xiàn)實技術 虛擬現(xiàn)實技術是利用三維圖形生成技術、 多傳感交互技術以及高分辨顯示技術，生成 三維遏真的虛擬環(huán)境，使用者戴上特殊的頭 盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設備，或利用鍵盤、鼠 標等輸入設備，便可以進入虛擬空間，成為 虛擬環(huán)境的一員，進行實時交互，感

19、知和操 作虛擬世界中的各種對象，從而獲得身臨其 境的感受和體會。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 一個計算機一個計算機VR系統(tǒng)，可系統(tǒng)，可 以分解為三個獨立的、以分解為三個獨立的、 但又相互聯(lián)系的感覺引但又相互聯(lián)系的感覺引 導子系統(tǒng)：視覺子系統(tǒng)、導子系統(tǒng)：視覺子系統(tǒng)、 聽覺子系統(tǒng)和觸覺動覺聽覺子系統(tǒng)和觸覺動覺 子系統(tǒng)。這三個子系統(tǒng)子系統(tǒng)。這三個子系統(tǒng) 由虛擬環(huán)境產生器進行由虛擬環(huán)境產生器進行 控制、協(xié)調?？刂啤f(xié)調。 圖解圖解 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 一個能夠真正意義上實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的系統(tǒng)應當 具有以下三個基本要素： 1、能夠提供給用戶以三維立體的虛擬境界， 即以三維空間為基礎，在其中顯示逼

20、真的立 體圖形，從而給用戶一種身臨其境的感覺。 2、能夠提供給用戶以第一人稱的感覺，并有 實時任意活動的自由。 3、用戶能夠通過一些控制裝置實時地操縱和 改變用戶所進入的虛擬境界。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 根據(jù)虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)方式不同，主要分為兩類 一是通過虛擬現(xiàn)實建模語言（VRML）在WWW 網(wǎng)上實現(xiàn)三維對象的顯示和操作； 另一類是基于圖形工作站的，給用戶提供一種 高質量的虛擬環(huán)境，有的還采用立體眼鏡等 外設，提高用戶的參與感。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 2、虛擬現(xiàn)實建模語言、虛擬現(xiàn)實建模語言 1）虛擬現(xiàn)實建模語言概述 虛擬現(xiàn)實建模語言（VRML,Virtual Reality Mo

21、deling Language)是由馬克皮 斯在1993年構想出來的，意在解決WEB上 三維圖形的標準問題。他和托尼帕里斯編寫 了一個叫做Labyrinth(迷宮）的瀏覽器（程 序），并于1995年4月首屆WWW國際會議 上展示，引起了廣泛的關注，并發(fā)出了為 WWW上的三維應用建立正式規(guī)范的倡儀。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 VRML(Virtual Reality Modeling Language，虛，虛 擬現(xiàn)實建模語言擬現(xiàn)實建模語言) VRML(Virtual Reality Modeling Language，虛擬現(xiàn)實建模語言，虛擬現(xiàn)實建模語言)是一項和多媒體通信、是一項和多媒體通信

22、、 Internet和虛擬現(xiàn)實等領域密切相關的新技術，其基和虛擬現(xiàn)實等領域密切相關的新技術，其基 本目標是創(chuàng)建本目標是創(chuàng)建Internet上的交互式三維多媒體技術和上的交互式三維多媒體技術和 規(guī)范。規(guī)范。1998年年1月月VRML被正式批準為國際標準被正式批準為國際標準 (1SOIECl4772一一I：1997，通常稱為，通常稱為 VRML97)。 VRML是是HTML的三維模型，它使用的三維模型，它使用VRML瀏覽瀏覽 器能讀懂的器能讀懂的ASCII文本格式來描述現(xiàn)實世界和鏈接。文本格式來描述現(xiàn)實世界和鏈接。 通過通過VRML，我們可以模仿現(xiàn)實世界的特征，生成自己，我們可以模仿現(xiàn)實世界的特征

23、，生成自己 的虛擬現(xiàn)實世界，供別人巡訪。的虛擬現(xiàn)實世界，供別人巡訪。VRML瀏覽器可以帶你瀏覽器可以帶你 瀏覽瀏覽Web上的三維環(huán)境。這樣，人們就能在計算機屏上的三維環(huán)境。這樣，人們就能在計算機屏 幕之前，使用幕之前，使用VRML瀏覽器，通過瀏覽器，通過Internet來參觀工來參觀工 廠和實驗室，在虛擬電子辦公室內會談。廠和實驗室，在虛擬電子辦公室內會談。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 為了提供具有三維效果的虛擬現(xiàn)實世界，為了提供具有三維效果的虛擬現(xiàn)實世界，VRML使使 用了一種可用于描述所有三維世界靜態(tài)特征結構的場景圖，用了一種可用于描述所有三維世界靜態(tài)特征結構的場景圖， 它包括對象的幾何

24、關系、材質、紋理、幾何變換、光線、它包括對象的幾何關系、材質、紋理、幾何變換、光線、 觀點及嵌套結構。基于觀點及嵌套結構。基于Internet的特殊性，的特殊性，VRML總共總共 提供了提供了6十十1個自由度：既可以沿著三個方向移動，也可個自由度：既可以沿著三個方向移動，也可 以繞著三個方向旋轉；與此同時，還可以建立與其他三維以繞著三個方向旋轉；與此同時，還可以建立與其他三維 空間和空間和WWW空間的超鏈接。為了訪問基于空間的超鏈接。為了訪問基于VRML的三的三 維虛擬世界，需要一種支持維虛擬世界，需要一種支持VRML的瀏覽器的瀏覽器(Browser)。 目前最為流行的目前最為流行的WWW瀏覽

25、器都內含瀏覽器都內含VRML支持，如支持，如 Netscape公司的公司的Navigator、communications內內 含的含的Live3D及及Microsoft公司的公司的Internet ExPlorer 內含的內含的Active VRML。 這樣，我們就可以在這樣，我們就可以在WWW瀏瀏 覽器中直接訪問覽器中直接訪問VRML文件，或者將三維虛擬世界嵌入文件，或者將三維虛擬世界嵌入 主頁之中。主頁之中。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 VRML語言被稱為第二代語言被稱為第二代Web語言，改變語言，改變 了了WWW上單調、平面的缺點，將人的擴動作上單調、平面的缺點，將人的擴動作 為瀏覽

26、的主體，所有的表現(xiàn)都將隨操作者行為為瀏覽的主體，所有的表現(xiàn)都將隨操作者行為 而改變，虛擬現(xiàn)實建模語言而改變，虛擬現(xiàn)實建模語言(VRML)是一種可是一種可 以發(fā)布以發(fā)布3D網(wǎng)頁的跨平臺語言，可提供一種更自網(wǎng)頁的跨平臺語言，可提供一種更自 然的體驗方式，包括交互性、動態(tài)效果、延續(xù)然的體驗方式，包括交互性、動態(tài)效果、延續(xù) 性以及用戶的參與探索。性以及用戶的參與探索。VRML的設計理念與的設計理念與 HTML相近，主要在于與平臺無關、具有擴展相近，主要在于與平臺無關、具有擴展 性，性，VRML還特別被設計能在低帶寬的聯(lián)機下還特別被設計能在低帶寬的聯(lián)機下 運作。運作。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 第二

27、代WEB 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 2）VRML的功能 （1）三維物體的建模功能 VRML既可以用來建立真實世界場景的 模型，也可以建立虛構的三維世界。 VRML2.0標準提供了幾種幾何節(jié)點來刻畫 三維世界中的空間目標,還提供了一個 Transform組節(jié)點，可完成移動、旋轉幾何 節(jié)點等多種功能。同時，為了使建模更逼真， VRML2.0提供了一些表現(xiàn)質感、質材、特 殊效果的節(jié)點。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 （2）自由瀏覽功能 由VRML構造的三維景物，可以通過改 變用戶視點的位置和觀察方向來實現(xiàn)自由瀏 覽，以便于從不同的角度來觀察物體。 （3）實時操縱及交互功能 實時操縱和交互是根據(jù)使

28、用者的動作來 改變虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的狀態(tài) 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 3.其它虛擬現(xiàn)實方法 虛擬仿真技術(Virtual Simulation technology):實現(xiàn)由真實的人在虛擬環(huán)境 中操作仿真系統(tǒng)進行仿真的技術。特點是將 實物、半實物仿真系統(tǒng)與操作者融合在一個 合成的虛擬環(huán)境中進行仿真。其中，實物仿 真系統(tǒng)可以包括真實的硬件，并由計算機仿 真結果來驅動運行。這 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 o 虛擬仿真工具包括硬件和軟件兩方面。 仿真硬件中最重要的是具備一定圖形顯示能 力的計算機，特別是高性能的圖形顯示設備， 還包括各種類型的傳感器、輸入輸出交互 設備、多功能的終端顯示設備，以及專用的 物理仿真器和模擬訓練仿真器等。虛擬仿真 軟件包括圖形建模語言、圖形程序包、實時 渲染程序包以及仿真建模程序等。 城市規(guī)劃第五章數(shù)字城市第二講 虛擬仿真的關鍵技術：虛擬仿真的關鍵技術： o圖形建模技術。是對虛擬環(huán)境中所需描述對象內部固有圖形建模技術。是對虛擬環(huán)境中所需描述對象內部固有 的幾何性質的抽象描述的技術。包括對對