【摘要】：本文介绍了虚拟现实技术的概念、特征，以及该技术在城市规划领域中的应用，从整体规划方案、区域优化、城市建筑布局和城市管理四个方面对虚拟现实技术在城市规划领域上的应用进行举例分析，在最后对VR技术的发展前景做出了展望。

关键词： 虚拟现实；城市规划；

1. 虚拟现实技术概念与特征

1.1 虚拟现实技术的概念

虚拟现实技术（Virtual Reality Technique，VR），被称为21世纪计算机领域的关键技术之一，是一种建立在图像数字处理、计算机图形、传感器技术，计算机仿真等多种技术的综合信息技术[1]。通过该技术可以构建虚拟环境，模拟未知或现实不存在的事物，通过触觉、视觉，听觉等感官，为使用者提供身临其境的感受[2]。

1.2 虚拟现实技术的特征

虚拟现实技术通过综合模拟用户多种感官体验，让使用者置身于三维动态虚拟环境。其技术所具有的交互性、沉浸性、构想性等特点为使用者提供了真实的感受体验[2]。

（1）沉浸感

即用户沉浸在所构建的虚拟环境中，VR技术利用红外激光、移动设备、体感等多种设备和技术来监测使用者的动作，再通过切换虚拟影像的播放让使用者实时的体验到虚拟环境，使得虚拟影像的更加逼真。

（2）交互感

交互，意为彼此之间的交流和互动，即为使用者在构建的虚拟环境中对环境中的物体可以进行操作并且能够及时地得到反馈。

（3）构想性

因为VR技术不仅可以模拟现实中存在的环境，也可以模拟未知或者现实不存在的事物，VR技术构建出的情景可以激发使用者无尽的想象力，因此VR技术拥有很强的构想性。

2. 虚拟现实技术在城市规划领域的应用

2.1 整体规划方案设计

信息技术与计算机水平高速发展，不断改变人类生活方式。虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）的产生是信息管理数字化与模型化的重要表现，并逐渐应用在社会各领域[3]。计算机仿真模拟技术、电子集成技术、传感技术等多种计算机虚拟技术联合使用形成完整的 VR技术。该技术以硬件操作面板为中介，实现用户与计算机之间的交互，用户可从中体验到一种虚拟的真实感受[4]。用户体验 VR 技术过程中，可主动操作与控制虚拟场景界面，得到不同的反馈体验[5]。

随着城市化进程的加快，如何进行高效、可靠的城市规划成为需要迫切解决的问题。在城市规划设计的过程中，采用虚拟现实技术验证设计方案的质量，是一种极为便捷且高效的方式，可以在设计者及相关审核人员面前真实再现设计方案，科学、客观地演绎城市的发展变化，工作人员能够切身直观全面地感受整个设计，进一步提出具有建设性的修改意见，不断优化城市规划设计方案[6]。

对于现有的城市规划方案，虚拟现实技术可以让观测者沉浸于现有方案所构建的城市中，直观的观测方案实施带来的结果。最重要的是虚拟现实技术的交互性能，强大的交互性可以让观测者随时停下，局部调整方案，对重要区域可以直接进行多方案的比对找到最合适的方案。相较于传统的审批，虚拟现实技术让观测者在审批方案是的观测角度有了极大的改变，不在局限于第三人称视角，可以从任意角度观察和分析方案所构建的城市模型。这不仅直观的获得结果，也大大提高了规划方案制定与修改的效率。

而对于没有完成的方案设计，虚拟现实技术可以辅助完成，可以借助虚拟现实技术，利用收集的图像等信息，直接对现有的城市结构进行构建，这样可以将已经确认的方案先行运用到构建的城市模型中进行审批修改，而后续的方案设计可以一边实验审批，一边确定方案，一次性将方案确定，减少了因为确定其他方案造成的时间浪费。

而且可以利用城市摄像等方式收集城市信息用来更新我们构建模型的更新，也可以借此来检验方案实施的情况是否达到我们预期的效果。虚拟现实技术可以借此实时更新，方便我们及时的调整方案，让方案贴近实际情况，更适合城市的发展需要。

2.2 区域规划方案的微调与优化

在方案实施阶段，可以借助虚拟现实技术，在不同的发展阶段针对不同发展地区的不同情况进行规划设计跟踪。不仅可以考虑城市整体的发展情况，还可以根据不同区域的发展差异性进行有区别的方案的设计与实施。考虑到每个区域的功能与需求不尽相同，而且不同区域之间的执行力度也不完全一样，在不影响城市整体发展的情况下可以对局部区域微调。虚拟现实技术可以快速的实现这种微调方案的设计，同时可以实现不同区域的微调设计方案的同时确定，也就是在一次模拟中同时不同区域进行微调，这样可以节省时间也可以直观地确定微调方案的可行性，便于及时更改方案的方向。这样可以减少或避免由于城市规划失误造成的损失，也降低方案不确定因素带来的风险。

2.3 城市建筑布局优化

虚拟现实模型也可以结合城市已有的业态进行发展趋势的预测，借此规避城市规划的风险与雷区，也客观真实地重现城市现有的发展情况。这也让城市中的一些特殊的区域结构呈现于我们眼前，例如城市中的古建筑群或是城市的地标建筑，旅游景点等。关于古建筑的保护与修复，特别是修复是经不起实验的，而虚拟现实技术可以解决类似的问题在虚拟现实的模型中可以进行不同修复方案的多次尝试，以确定最合适的修复方案。其他类似的不宜多次实验抑或是有一定明安全风险的方案，都可以借助虚拟现实技术确定方案。

对于城市中的常规建筑布局虚拟现实技术就具有一定的优化作用，以道路布局为例，道路是是城市布局中最常见的，道路也是连接不同区域之间的桥梁。虚拟现实技术可以构建道路模型，对道路在城市车流量峰值时的应对能力进行测验。也可以调整道路的布局情况，使城市的道路布局更合理，提高不同道路的使用率。道路的检修与维护也可以借助虚拟现实模型来确定方案，同时还可以监测道路的使用情况与城市日常车流量。

而基础设施建设就是另一个方面了，基础设施主要是布局的优化，不同的基础设施在不同区域的需求不同，在虚拟现实模型中可以设定不同区域的人口密度等情况，来检测不同区域对于相关基础设施的需求，再通过虚拟现实模型来确定这些被需求的基础设施的布局情况，这样可以提高基础设施的使用率，也会提高城市空间的利用率。除了基础设施之外是具有不同职能的建筑的分布与布局，也可以通过模型进行不同区域的优化。

2.4 城市管理

以虚拟现实方面相关技术为基础的可视化信息系统，通过对收集到的复杂庞大的三维数据进行分析与处理，能够更真实直观地反映城市的变化情况，同时也可以高效地对城市管理进行精确的查询、检索和统计，也可以对城市信息进行空间分析，深化城市管理工作，对城市地位信息进行迅速精确地更新[6]。

可以通过虚拟现实技术将城市规划方案直接上传到城市的官方网站，在网上进行民意评审，投票，可以作为城市规划方案实施的依据之一。利用虚拟现实技术可以在官网上对方案实施的进度，执行情况等进行实时更新，保证对市民有足够的信息公开度。

3. 结语

在城市化进程中城市规划是必不可少的，好的城市规划可以带给城市良好的发展，虚拟现实技术在城市规划领域内应用，不仅会促进城市规划的发展，也是自身的发展，而随着虚拟现实技术的发展，会在更多的领域内得到应用。

参考文献

1. 张芸强, 钱坤, and 李焕良, 浅析虚拟现实技术的发展与应用. 中国设备工程, 2020(20): p. 200-201.

2. 陈和恩, 何汉武, and 吴悦明, VR/AR与智能制造:应用领域、核心技术. 机电工程技术. 2021. 50(02): p. 1-4+18.

3. 于振中 and 蔡楷倜, 六轴工业机器人三维仿真系统. 计算机工程与设计. 2017. 38(09): p. 2489-2493.

4. 万隆君, et al., 基于VR技术的船舶管路装配虚拟仿真系统设计. 中国造船. 2017. 58(01): p. 186-192.

5. 杜福光, 面向服务架构的城市三维规划决策平台构建. 测绘科学. 2016. 41(10): p. 78-81+87.

6. 谢雨虹, et al., VR技术在二三线城市规划方面的应用研究——以南昌未来规划发展为例. 市场论坛. 2018(01): p. 69-71.