本论文主题涵盖三篇精品范文，主要包括《三维可视化景观设计论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。摘要：随着计算机技术的飞速发展，增强现实技术得到了越来越多的重视，成为当下最热门的技术之一。分析增强现实技术在园林植物群落设计方面的应用意义，并结合相关设计实例探索相关模型的构建，并通过对常州地区常用园林植物的三维可视化处理实现部分植物的虚拟展示，以此来搭建常州地区城市园林植物素材库，为后续的园林植物虚拟展示提供资料。
三维可视化景观设计论文 篇1：
铁路三维景观建模方法研究
摘要：线路三维景观是实现铁路三维可视化设计的重要组成部分，采用面向对象的图形仿真和单元模型建模方法，实现了铁路线路三维景观的快速构建。基于数据库管理技术，解决了景观模型的一体化存储、管理和调度问题。基于图像的建模方法，实现了线路三维景观环境中的树木参数化建模，能够灵活、逼真的展示三维树木，提高了线路三维景观的真实性。通过实例验证，证明了建模方法的有效性和实用性。
关键词：铁路线路；三维景观；建模方法；应用
1 概述
铁路线路三维可视化设计对于提高设计质量、方便铁路设计方案的审查有重要作用，建立铁路三维景观模型是实现三维可视化设计的关键，研究铁路线路三维景观模型的建立方法有重要的理论意义和实用价值[1]。因此研究线路三维景观的建立方法有着重要的理论意义和实用价值。线路是由桥梁、隧道、涵洞等诸多构造物以及接触网等附属设施组成，该文以桥梁、接触网、三维景观树木为研究对象，在满足逼真度和实用性前提下，提出一种通用的线路三维景观建模方法。
2 线路三维景观模型建模方法
2.1面向对象的图形仿真建模
面向对象的建模技术，为人们研究现实世界提供了一种更为自然的框架。面向对象的建模把系统看作是由相互作用的对象组成，为人们研究现实世界提供了一种更为自然的框架。其基础是系统的可分性，即一个系统可以分成多个子系统，构成线路的桥梁、隧道等对象就具有这种特性，能够通过子模型间的组合构成整体模型[3]。
即桥梁墩台、桥梁支梁、桥梁桥面为桥梁模型的基本单元模型，如图1所示。
由图1可以看出，采用面向对象的单元模型建模方法，通过单元模型的组合可以生成新的整体模型，能够有效的减少模型的建模数量和工作量。同时，基于单元模型对象，使生成新的整体模型更直接、形象和快捷，提高三维模型建模效率。
2.2基于图像方法的树木三维景观建模
目前在树木的三维建模方面的研究主要有应用计算机图形学实现的分形理论方法、粒子系统、几何设计法方法[4-5]以及基于图像的建模方法[6]。采用计算机图形学实现的树木建模，计算量大，比较适合静止的、小范围的三维场景。而基于图像的建模方法是从数字图像的角度研究树木可视化模拟，真实感强，易于交互控制，能有效的减少渲染时间的开销，适合大范围三维场景的应用。因此，该文采用基于图像的方法实现树木三维景观建模。
对要建模的树木，需要利用图像处理软件将图像周围的颜色进行处理，使树木周围的颜色变成单一的颜色如纯黑色或纯白色，处理后示意图2所示。
3 模型数据库管理
为了更加有效地对模型进行管理和重用，加快建模速度，对模型、组成模型的元件以及建模所用到的纹理等采用数据库管理是较好的解决方案，并实现三维模型或者元件的标准化。模型库中的模型是按一定组织结构形式存储起来的，这种组织结构形式便于对模型进行有效的管理和使用，也提高了多模型的组合能力，从而提高了铁路线路三维视景仿真建模的效果。模型库管理模块的主界面如图3所示。
4 三维模型在三维景观中的实现
三维模型应用到线路三维景观中涉及到模型与场景的匹配和控制两个方面内容。
4.1 三维模型与三维场景的匹配
三维模型与三维场景的匹配主要解决以下三个问题[7]：
1）大小匹配：在三维场景中需要对模型大小进行控制，以达到匹配的要求，可通过比例变换解决（OpenGL glScale函数）。
2）方向匹配只有三维模型的方向和其相关联的模型方向一致时，才能实现模型位置的精确匹配，可通过旋转变换解决（OpenGL glRotate函数）。
3）位置匹配：只有模型位置的精确匹配，才是正确的，可通过平移变换解决（OpenGL Translate函数）。
4.2 桥梁模型参数设置
5 结论
铁路构造物的建模在整个三维选线景观摸型的建立当中占有重要的作用，论文从线路三维景观设计的需求出发，研究和探讨了建立线路三维景观所涉及的关键技术和方法。实验表明，建立的线路三维景观，可辅助工程师在线路三维可视化设计中进行景观模型选择，使建立具有较高真实度的三维线路景觀成为可能。而基于图像的方法更适合线路三维景观环境中的树木建模，能够灵活、逼真的展示三维树木景观，提高线路景观的真实性。
参考文献：
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[4] 蒋丽涛. 基于素描L-系统的植物生长模型研究[D]. 哈尔滨理工大学，2009.
[5] 丁欢，万旺根，余小清. 基于几何参数的植物真实感模拟[J]. 计算机应用，2009，29（1）：97-100.
[6] 祁燕，王琰，申铁成.分形几何在三维树木建模中的应用[J].沈阳理工大学学报，2005，24（2）：33-36.
[7] 吕希奎. 实战OpenGL三维可视化系统开发与源码精解[M].电子工业出版社，2009.
作者：董晓帆 徐嘉慧 聂晓源 任文超
三维可视化景观设计论文 篇2：
增强现实技术在园林植物群落规划设计中应用
摘 要：随着计算机技术的飞速发展，增强现实技术得到了越来越多的重视，成为当下最热门的技术之一。分析增强现实技术在园林植物群落设计方面的应用意义，并结合相关设计实例探索相关模型的构建，并通过对常州地区常用园林植物的三维可视化处理实现部分植物的虚拟展示，以此来搭建常州地区城市园林植物素材库，为后续的园林植物虚拟展示提供资料。
关键词：增强现实技术;园林植物群落;虚拟展示
课题项目：本文系江苏城乡建设职业学院校级课题科研项目“增强现实技术在园林植物群落设计中的应用研究”（2019KYC016）研究成果。
数字时代的到来，使风景园林、景观建筑和城市规划等相关行业和领域都发生了翻天覆地的变化。园林植物群落的虚拟设计可利用增强现实技术打破时空的限制，打破虚拟与现实之间的隔阂。传统的图像、视频展示不能将植被所处的空间、场景等一系列现实性信息全部展现，而增強现实技术能够很好地做到。虚拟式园林植物场景可以展示植物群落真实、全面的信息，为设计、欣赏等相关环节提供丰富的数据支持。同时，将增强现实技术融入园林植物群落设计能为用户提供虚拟仿真场景的新奇体验。
实现植物群落设计过程中的互动和交流、实现公众参与和动态体验、实现植物群落设计的资源节约是该技术的突出优势。目前，增强现实技术在园林植物中的应用主要集中在现实场景的虚拟重建及虚拟展示方面。本文将以三维模型为基础，结合增强现实技术与设备，研究园林植物群落景观的整体构建与虚拟展示的原理和方法。
一、增强现实技术在园林植物群落设计中的应用意义
（一）实现植物群落设计过程中的互动和交流
传统的风景园林设计表现方式可分为语言文字、手绘图纸、实物模型和计算机表现四种类型。随着科技的进步，互联网技术与计算机技术不断迭代，出现了越来越多新型的多媒体展示手段。传统的展示方式已逐渐无法满足客户对设计的要求，因此需要较为新颖的展示手段对园林的效果进行展现，也需要其所能表现的效果越来越逼真。基于虚拟仿真技术、三维模型技术、交互跟踪技术的增强现实技术，实现了表现方式的实时、交互、动态，有着更好的表现效果。
以增强现实技术为表现手段的园林植物群落设计，从某种程度上改变了人们设计和交流的方式。在以体验为主的信息时代，互动性成为展示设计最重要的特征之一。这种具有新的表现手段的园林植物群落设计打破了原本静态展示的单向性信息传递，通过多类型的交互方式，展现出虚拟设计互动交流的性质。从某种意义上来说，与传统展示形式相比，互动交流是虚拟展示更加鲜明的特点。
（二）实现公众参与和动态体验
目前，一些风景园林项目的展示方式较为传统，在展示效果上缺乏吸引力，其主要原因是体验感与互动性的缺失使其无法达到最佳的宣传和参观效果。如果将园林植物群落的展示、宣传与增强现实技术相融合，参观者就可以不受时间与空间的限制，随时随地参观园林，进而大大增强他们前往实地参观的欲望。这种新颖的展示形式所带来的宣传力度将使园林获得意想不到的宣传效果。不仅如此，将增强现实技术运用到风景园林展示中，可将园林景区规划与科技化、现代化相结合，将体验的理念加入园林植物当中，从而达到更好的科普效果。新颖的展示方式不仅能提升植物群落展示效果的多样性，而且能增强其公共服务的功能，使植物群落更有吸引力。总之，将园林植物群落设计与增强现实技术相结合，能实现植物展示时空的跨越，使用户能够更好地观赏植物群落。对园林植物进行数字化处理，能够将处于不同时期的植物群落效果进行展现，帮助用户体验身临其境的视觉效果，弥补人们无法真实观赏的遗憾。除此之外，还可以将现代技术手段放入园林设计内进行综合应用，实现多种展示效果，更有利于增强景区的吸引力。
（三）实现植物群落设计的资源节约
利用数字化技术可以大大节约园林景观开发中的资源。增强现实技术可以在风景园林原貌的基础上大力挖掘其文化价值和经济价值，将风景园林景区的设计图纸转变成立体、形象的模型展现在游客面前。该技术的应用可以使设计师在虚拟空间中进一步完善设计，以此来更好地表达设计意图，展现设计方案，也可以使设计者与施工人员之间实现最大程度的沟通交流，有利于设计方与施工方的成本节约，减少传统沟通过程中对于时间成本及资源成本的浪费，从而改善整体施工的效果。这种方式不仅可以帮助相关部门在进行园林规划时提高策略的科学性，还可以在设计过程中大大节约资源。
二、增强现实技术在园林植物群落设计中的
三维模型构建
增强现实技术可以打造虚拟空间，逼真地模拟现实世界，从视觉、听觉、触觉上给人一种真实的感觉。首先，需要有精准的模型来作为表现“真实”的基础。风景园林中的大多数模型都是植物模型。其次，还应有部分建筑模型和地形模型。这些模型在建模方法上主要采取图像建模。目前，大多数设计师在进行园林设计时，所采用的设计软件主要有AutoCAD、3D MAX、SpeedTree、Photoshop等。本文所介绍的设计制作过程中使用的所有模型，均采用上述软件进行创建和处理。此外，设计时必须要考虑到场景的尺寸、纹理、材质等一定要符合增强现实系统的制作规范，这些都将影响到后期的控制管理。
（一）园林植物群落设计中植物三维模型的构建
本文将以常州地区部分园林植物为例对其进行可视化制作，实现植物的虚拟展示，并力求通过后续系列的研究构建本土区域园林植物的素材库，为今后的植物景观设计的虚拟展示提供资料。本文的示例植物来源于常州市东坡公园，具体制作流程如下。
以常州东坡公园内的大叶栀子花为例，具体的模型参数信息为：大叶栀子花高1.2米左右，叶片较大，呈长圆形，叶片茎结明显，花朵大且重瓣。该植物的叶片多为对生或三叶轮生，长7～14厘米，宽2～5厘米，有短柄，革质，倒卵形或矩圆状倒卵形，先端渐尖，色深绿，有光泽，托叶鞘状。6月开大型白花，花最大可达10厘米，单生于枝端或叶腋，径约7厘米，萼裂片6，呈线状，重瓣，具浓郁芳香，有短梗。果实倒卵形或长椭圆形，长3～7厘米，径1～1.5厘米，黄色，纵棱较高，果皮厚。将植物的形态结构通过一系列的参数进行呈现，方便对其进行数字化处理。图1为采用相关设计软件对数据进行处理所打造的三维虚拟植物模型。
（二）园林植物群落设计中虚拟地形场景的构建
地形是虚拟场景设计的一个重要部分，要想将虚拟植物群落展示好，就必须使场景具有极高的真实度。园林植物群落中的地形初始模型是一个可编辑的平面。在对地形结构进行编辑修改时难度不是很大，因为除了园区内的水域部分，其他地方的地形相对平整，变化不多。首先，结合植物群落的真实地形创建虚拟地形轮廓。地形的创建编辑是虚拟场景创建的开端。通过Unity软件创建地形轮廓，并在一个完整场景中利用多个自然地形信息进行组合。其次，利用高度图表现地形起伏。利用高度图可以打造场景地形的高低起伏，因此高度图在创建地形的过程中异常重要。高低起伏的地形需要借助于高度图中灰度值的变化，假如灰度值的差别很小，地形就会相对平坦。因此，高度图中灰度值的大小与地形的起伏呈正相关，改变灰度值能创建出高低起伏的地形场景。最后，用装饰贴图表现地形的质感。高度图仅仅与地形起伏相关，无法展现场地的颜色、纹理、质感等属性。要想展现场地质感就需要设置材质贴图。例如：通过材质贴图表现草地、砂石、泥土等地表肌理，展现地表材质、颜色搭配及纹理效果。
（三）园林植物群落设计中建筑模型的构建
虚拟场景中，建筑模型是场景展现的另一个重要部分，要想将虚拟植物群落展示好，就必须要有真实度极高的建筑模型来衬托。场景中的建筑模型比较复杂，需要先对现场进行拍照，而后根据照片和建筑相关书籍资料来创建模型，并且所有模型创建完毕后，需要对模型细部进行细化，以此来增加建筑模型的真实度。同时，建筑模型材质贴图的制作需要查阅大量与古建筑相关的书籍资料，这样才能制作出具有真实感的贴图。在渲染时，为了使建筑的细节表现更加逼真、画面更加清晰，需要使用环境阻光功能。材质贴图需要反复在VRay渲染器中进行渲染测试，然后调整、修改，以此来达到更逼真的效果。除此之外，古建筑贴图的分辨率一定要合适，一般要将贴图大小控制在2048×2048像素以内，以此来避免材质贴图文件过大影响系统运行速度。
增强现实技术是一种新型的人机交互手段，将增强现实技术融入园林植物群落设计，能为用户提供基于现实的仿真虚拟场景的新体验，实现植物群落设计过程中的互动和交流、公众参与和动态体验、植物群落设计的資源节约。通过系列植物群落模型的创建，力求通过后续的研究构建常州地区城市园林植物的素材库，为后续的植物景观设计的虚拟展示提供资料。
参考文献：
[1]胡海辉，于雷，马珂馨，等.虚拟现实技术在园林植物群落设计中的应用[J].湖北农业科学，2019（16）：80-83，103.
[2]王宏信，赵月宁.虚拟现实技术在园林景观设计中的应用[J].河南科技，2011（15）：53-54.
作者单位：
江苏城乡建设职业学院
作者：马兆卫
三维可视化景观设计论文 篇3：
培养专业能力—探讨虚拟现实技术在高校景观设计教学中的应用
摘 要：虚拟现实技术是近年来的一种新型科学技术，该技术主要由电子信息数据计算、电子信息构图组成，能够较好地帮助完成设计任务和内容等。这一技术无论是在商业活动还是教学领域都有着较好的应用。在景观设计中利用虚拟现实技术能够将教学内容通过虚拟化的方式呈现出来，从而让学生更为直观地看到设计效果，有利于改变传统高校景观设计教学的弊端，也能够更好地激发学生的学习兴趣。本文主要论述了虚拟现实技术在高校景观教学中的应用优势，并针对其应用进行分析，旨在能够培养学生的专业能力。
关键词：虚拟现实技术 高校 景观设计 应用
近年来，虚拟现实技术在人们生活中的应用越来越广泛。人们在商场中就能够随处可见虚拟现实游戏体验，还有家用VR眼镜、VR游戏头盔等的出售，都让虚拟现实技术走入人们的生活中，给人们带来强烈的视觉感受。为了更好地发挥虚拟现实技术的优势，高校将其应用到景观设计的教学中。将传统平面图纸呈现的效果转换成空间视觉体验，更好地凸显出设计的空间构成，实现空间再現。学生在学习的过程中也能够身临其境，不断培养自己的专业能力。
1 虚拟现实技术的特点
1.1 构思性
在进行虚拟现实技术与景观设计教学融合的过程中，需要学生们对计算机软件系统、设备演示、计算机图形输入和处理等具有较好的掌握能力，这样才能够更好地进行景观设计。通常情况下，虚拟现实技术具有构思性的特点，它能够形成一个定性和定量的集成环节，给学生以深刻的感受力，能够体会到景观设计的精妙性，以此来发散他们的思维，让他们进行联想和构思，接着将他们的思维通过计算机系统展示出来[1]。这就表明虚拟现实技术能够有效开发人们的思维，提高构思的完整性。
1.2 沉浸性
将虚拟现实技术运用于景观设计的教学中，能够充分激发学生的好奇心，产生想要体验这一系统的想法，这就表明虚拟现实技术具有沉浸性的特点。当前的虚拟现实技术不同于传统的计算机技术，在该系统中完善了交互功能，能够让人们设计的景观通过三维立体的方式呈现出来，实现景观与人之间的交互，增强景观设计的可行性。在这一交互的过程中，人们可以进一步地对景观设计进行优化，最后形成最为科学合理的方案。
1.3 交互性
虚拟现实技术具有较强的交互性，在用于景观设计教学的过程中也能够很好地体现这一特点。通过虚拟现实技术构建的场景可以让人身临其境，刺激到人们的感官，使他们有着不同于平面图纸的体验，有利于景观设计的优化过程。
2 虚拟现实技术在高校景观设计中的应用优势
2.1 带给师生真实的教学体验
在虚拟现实技术支持下的景观设计教学利用了三维渲染的设计方案，即在设计的过程中利用三维建模的方式对相关的景观设计工程进行设计，根据规划方案来完善各个项目的设计建模过程。该技术中所涉及到的虚拟场景漫游软件是近年来应用较为广泛的计算机图形交互技术，其中结合了多传感器、计算机图形学、人工智能、网络并行等多种现代化信息技术，主要利用计算机生成空间三位模型并通过动画漫游、图表、试听等形式呈现出来。该场景的制作过程主要包括制作虚拟场景、设置调整动画路径、实现实景漫游，能够给予师生更为真实的教学体验[2]。
2.2 提高计算效率和设计精准度
虚拟现实系统中包含着大量的数据信息并且能够实现实时的更新，这就给学生景观设计带来极大的便利。学生能够通过系统中的数据库获取到相应项目的施工时间和工程量，从而准确地对工程的成本、收益、费用进行预算，能够有效提高预算的精准度。此外，虚拟现实系统的数据库也能够为用户提供关于工程材料、环境设施、样板的数据支持。学生在建立模型之后能够获得相应的模型、图片、文字等信息，进而能够搜索到与之相关或类似的设计案例，让学生对景观设计的细节有着更加深刻的认识。虚拟现实系统强大的数据支持和精准度能够有效提高学生景观设计的效率，在设计过程中能够精准地把握工程的造价和成本，从而为其选择合适的材料[3]。
2.3 增强师生之间的交流
高校景观设计中虚拟现实技术的应用能够有效地增强师生之间的交流，为他们的交流提供可视化的平台，师生间的交流通过这一平台能够变得更加便捷、有效。在这一系统中可以对专业术语进行解释，那么在与教师的沟通过程中学生能够更好地理解，沟通效率也会大大提高。学生在完成一项景观设计规划时，首先需要教师搭建给学生参考的3D模型，学生可以在此基础上进行景观设计。在设计的过程中可以结合以往的设计经验，结合项目实地考察情况充分挖掘自己的专业基础知识，将自己的设计理念融入到作品之中。学生在设计过程中遇到的难题也可以与教师进行及时的沟通交流，学生充分表达自己的想法，可以向教师提出可行性的改进3D模型的建议。
3 虚拟现实技术在高校景观设计教学中的应用途径
3.1 在项目分析中的应用
景观设计项目的开展通常是从项目分析开始，虚拟现实技术支持下的高校景观设计教学也应当从项目分析入手。在传统的景观设计教学中，这一过程主要是对项目的建设内容进行分析。但是，基于虚拟现实技术的项目分析更加注重实际在当前高校景观设计教学中对项目分析主要包括以下两点：首先，需要针对建设区域的地理地貌进行分析，这一过程在传统的教学过程中比较容易被忽视，其所关注的只是项目本身设计，在设计过程中都是假设处于最优的情况之下，没有考虑到现实中的影响因素[4]。但是，实际上建设周围的地理地貌情况会对景观设计有着极大的影响。例如，在景观设计中会涉及到植物的选择，一旦选择的植物不适应地方的环境，就会导致景观设计的失败，这也是高校景观设计专业的毕业生经常会遇到的问题。其次，就是对建设区域的周边环境的分析，景观设计的过程并不是独立存在的，它与周围的环境息息相关。为了能够更好地呈现出设计的效果，就需要对周边地形进行有效的分析。但是，传统的景观设计教学没有充分分析周边地形，使得设计的结果与实际情况不相符，影响了设计的效果。
3.2 在方案规划中的应用
为了将虚拟现实技术更好地融入到高校景观教学之中，就需要从方案规划方面进行入手。传统高校景观设计教学过分注重理论内容，缺乏对设计图细节的把控，没有考虑到实际的情况。但是，虚拟现实技术下的高校景观教学需要注重以下两点内容：首先，需要注意好设计图之间的衔接工作，这一工作在传统的景观教学中没有充分地把握好，使得设计出来的各部分都相对分离、独立，无论是细节、分体还是整体设计图都呈现出单一的特点，不能够形成一个完整的景观设计图。在虚拟现实技术支持之下，景观设计教学更偏向于实际设计图之间的衔接，使其变得更加高效、自然[5]。其次，就是精細化的处理，传统的景观设计教学由于设备的局限性，无法对每张设计图都进行精细化的处理。也就是导致在设计的过程中对纹路的处理和颜色的搭配都存在欠缺，缺乏展示效果。而利用虚拟现实技术就可以展现出3D的模型，便于对各设计细节进行处理并将其展现出来，有利于现实对项目规划的了解。
3.3 在图纸设计中的应用
景观设计离不开图纸设计，虚拟现实技术支持下的高校景观设计教学更应当注重图纸设计。传统的景观设计教学偏向于对学生设计理念和创意的引导，对设计是否可行的探索存在一定的偏差，使得设计出来的景观内容表现出很多技术问题，不能够满足市场的需求。对此，现阶段的高校景观设计应当将虚拟现实技术融入其中，对图纸设计进行改革。在注重设计理念和创意的同时应当注意精细化地处理每个细节，包括线条的标尺标注，使设计图能够更为有效地利用，在虚拟现实技术支持下的高校景观设计教学需要学生们对每张设计图采都取精细化的标注。其次，对设计图的真实化处理，传统的景观设计教学只是利用理论来判断设计的可行性。而在景观设计中利用虚拟现实技术就是通过计算机上的VR软件制作出景观的三维模型，其中可以添置各种相关的设置，设计者可以通过立体显示器和佩戴其他触感设备，在各种景观中实现漫游，达到身临其境的效果，从而能够了解设计的合理性。此外，虚拟现实技术支持下，能够导入各项数据，真实、准确地反映图纸内容，学生能够直观地看到图纸中存在的问题，及时地进行改进和完善。
3.4 在施工模拟中的应用
施工模拟是虚拟现实技术支持下高校景观设计教学的最后一项内容，这一过程是传统教学中所不具备的，这主要是因为传统教学注重学生理论性的学习，不注重实际的操作。学生能够在景观设计的过程中导入施工数据，以此来清晰地呈现项目从设计到施工再到完工的具体内容，学生也可以观察到工人的施工情况。虽然，这一施工数据可能会与实际存在误差。但是，可以让学生对施工过程有着初步的了解。要想判断设计和施工能否可行，可以通过复原施工设计内容来知晓。若是不能进行施工，那么在复原的过程中就无法进行复原，这就需要学生对这部分的内容进行完善。对此，学生在实际设计的过程中需要充分考虑可能出现的问题，从而确保设计图的有效性。
4 结语
综上所述，虚拟现实技术在高校景观设计的教学中能够起到较好的教学效果，改变传统教学模式存在的弊端，更好地呈现出学生的设计模型，便于学生及时发现设计问题，不断地对设计图纸进行优化完善，以此来提高学生的专业能力。
参考文献
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作者：曾莉