三维虚拟城市景观基础平台的设计与实现

三维虚拟城市景观基础平台的设计与实现

计算机工程第 32 卷第2期

Vol.32 № 2 Computer Engineering ·多媒体技术及应用·

文章编号：1000—3428(2006)02—0215—03

文献标识码：A

2006年1月

January 2006

中图分类号：TP311

三维虚拟城市景观基础平台的设计与实现

于文洋，杨崇俊

（中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室，北京100101）

摘要：虚拟城市是当今数字城市建设的一个重要组成部分。该文根据现有的硬件环境和网络环境提出了三维虚拟城市景观基础平台的系统结构，分析了基础平台中的三维空间数据管理、三维空间数据可视化和设计方法，最后在此基础上讨论了此基础平台的实现细节。关键词：三维虚拟城市景观基础平台；数据模型；虚拟城市

Design and Implementation of Foundational Platform

of 3D Visual City Landscape

YU Wenyang, YANG Chongjun

(State Key Laboratory of Remote Sensing Sciences, IRSA, CAS, Beijing 100101)

【Abstract】Virtual city is an important part of the current construction of the digital city. This paper proposes a virtual system structure, analyzesthree dimensional spacial data management, the visualization of three dimensional data and realization of system. At last the detail of systemrealization is discussed.

【Key words】3D visual city landscape platform; Data model; Virtual city

随着计算机图形学、仿真技术和硬件技术的发展，用高质量的计算机动画来对现实世界进行模拟与再创造已成为可能。虚拟现实(Virtual Reality)技术是20世纪80年代后期兴起的计算机图形新技术，它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、触觉等感觉形式而形成虚拟世界。从某种意义上说，虚拟现实技术是计算机仿真与视觉技术的延伸。该技术很快在国内外被广泛地使用，例如应用在工业和医学方面。

虚拟现实技术的兴起和发展也为地球科学工作者提供了一种崭新的强有力的工具来模拟和分析现实世界的各种真实现象。例如，利用虚拟现实模拟现实景观、生成虚拟景观，利用虚拟现实技术模拟城市环境。1998年11月1日中国科学院地学部召开的“资源环境科学信息与数字地球研讨会”中，专家们提出了把三维动态可视化与虚拟现实技术作为制定我国“数字地球”战略和策略的主要相关理论和关键支撑技术。

地理信息系统（GIS）作为支持空间定位信息数字化获取、管理和应用的技术体系，随着计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展，在全国经济信息化进程中的重要性与日俱增，特别是当今“数字地球”概念的提出，使得人们对GIS的重要性有了更深的了解。进入20世纪90年代以来，地理信息系统在全球得到了空前迅速的发展，产生了巨大的经济和社会效益。而地理信息系统（3DGIS）是将传统的GIS以三维的形式表达出来，更形象，更直观。

三维虚拟城市景观平台是实现数字地球的关键性技术之一，它利用三维建模与三维可视化技术，将虚拟现实与3DGIS有机结合起来。三维虚拟城市景观平台可为各行各业的三维应用提供平台支持。

的不同而有所增加或裁剪，一般的三维虚拟城市景观基础平台都包括几个功能模块，有渲染模块、数据管理模块、引擎模块、编辑模块等。图1所示的系统结构是在研究和开发这个基础平台时所应该考虑的几个功能模块的系统结构图。在这个平台上三维数据的设计、空间数据管理、3D引擎的设计是平台设计的关键部分。一个好的平台设计同时要为用户提供灵活的编辑功能和二次开发接口。用户也可以自定义数据管理模式，选择灵活的VR算法。

三维虚拟城市景观基础平台的设计与实现