摘要：文章闡述了虛擬現實、增強現實技術的概念以及增強現實的關鍵技術，在分析城市規劃行業特點和存在問題的基礎上，分析虛擬現實在目前城市規劃中的應用，針對其不足之處，展望了增強現實技術在未來城市規劃中的應用方向。
　　關鍵詞：虛擬現實；增強現實；城市規劃
　　一、增強現實技術概述
　　虛擬現實技術（VirtualReality簡稱VR）,又被成為靈境技術，是利用計算機技術和其他專業軟件和硬件去產生另一種虛擬環境的仿真，使用者可以通過感覺與這一虛擬環境的內容進行交互。虛擬現實有三個重要的特征，沉浸感（immersion）、交互性（interaction）、想象（imagination）。增強現實技術（AugmentedReality，簡稱ＡＲ）是隨著傳統虛擬現實技術的發展而產生的一種技術，通過將計算機產生的虛擬對象和現實對象結合起來，以增加用戶對真實世界的感知，同時使用者可以通過各種方式與虛擬對象進行交互。
　　增強現實技術與虛擬現實技術最大的不同是沉浸程度的不同，虛擬現實的目標就是使用者完全沉浸其中，整個環境全部是由計算機虛擬生成的；而增強現實技術是將虛擬的物體疊加在客觀真實存在的物體之上，將兩者準確的融合在一起，形成一個一體的世界，這樣使用者不但可以看到虛擬物體在客觀世界中未來的樣子，并且可以真實的感覺到周圍的客觀事物，比虛擬現實更加安全，并且使用者可以與這個一體世界里的事物進行實時交互，比虛擬現實中的交互更為直觀、快速、準確。
　　二、增強現實的關鍵技術
　　一個增強現實系統的構建需要一些關鍵技術的支撐，如顯示技術、跟蹤和定位技術、界面和可視化技術及標定技術等。
　　為了實現交互，AR需要進行定位，因而要準確的跟蹤使用者的位置和使用方向。在通常的AR應用中主要有以下一些跟蹤和定位技術：視頻檢測、光學系統、全球衛星定位系統、超聲波、慣性導航裝置、陀螺儀、磁場、機械裝置等。視頻檢測通過模式識別技術識別視頻圖像中預先定義好的標記、物體或基準點，根據偏移和轉動角度計算坐標轉換矩陣，這也是最常見的定位方法。光學系統方法是預先在目標物和基準物上安裝光線發射裝置，然后通過光線測量兩者之間的角度，以確定移動目標的運動方向和距離。全球定位系統和超聲波一般用于戶外定位。陀螺儀用于測定使用者頭部的轉動角度，以確定視頻中內容和坐標的轉換。磁場方法是通過利用地球磁場或者判斷使用者與人造磁場中心的距離來確定目標的移動方向。機械裝置方法是利用機械裝置各節點之間的長度和各節點連線的角度來定位各個節點。
　　在AR應用中，在現實世界中與虛擬信息交互是非常困難的，主要方法有菜單、特殊標記和特殊工具。菜單多用于掌上電腦的AR應用。交互設備上有的需要固定特殊標記，特殊工具一般外形簡單，易于識別，并且通過按鍵可以觸發一系列事件。
　　AR系統需要進行大量的標定才能生成準確的定位，測量的值主要有攝像機參數、視域范圍、傳感器的偏移、對象定位以及變形等。
　　三、城市規劃行業特點及存在的問題
　　城市規劃幾乎涉及各個行業和各個領域，必須全面、綜合地安排城市空間，合理利用土地，城市規劃具有極強的綜合性和復雜性，同時還需要得到各個專業部門的密切配合，要綜合考慮和維護城市利益、公眾利益等各方利益。
　　1、城市規劃行業特點主要表現在如下方面：
　　（1）城市規劃具有剛性和彈性，城市規劃受相關法律法規的限制，在成果中包含一些強制性控制內容，如城市的布局結構、城市特色地段的保護控制、“六線”（指道路紅線、河道藍線、綠地綠線、文物古跡紫線、高壓走廊黑線、軌道交通橙線）的控制范圍等。城市規劃具有適度的彈性，正是為了使規劃更具合理性。同時，城市規劃是對城市未來發展的預見和安排，所以要具有前瞻性和延滯性。
　　（2）城市規劃具有可參與性和公開性，具有廣泛的社會性。可以說，每個城市居民都有權對規劃發表自己的見解。近年來，無論是重大規劃、重要建筑項目，還是小區內改建插建、“一書兩證”審批結果等等規劃部門都事先向社會進行公示，征求公眾意見，并把這些意見和建議作為今后調整和修改規劃的依據之一。
　　2、城市規劃行業存在的問題
　　城市規劃的公共信息數據匱乏，規劃行業的信息積累由于缺乏長效維護機制，沒有統一的數據獲取渠道，數據存儲零散，從而造成公共基礎數據匱乏的現象。
　　根據以上城市規劃的特點，我們所要解決的問題主要是：如何確保規劃信息在各部門交流時可以準確度表達；如何直觀的表達城市規劃成果；如何做到在節省人力物力的基礎上對成果的實時修改調整；如何把城市的歷史、現狀、規劃以時間序的方式來展現，從而輔助規劃方案的編制、輔助規劃決策；如何增強規劃的可參與性，以及如何獲取豐富的基礎信息。
　　四．增強現實技術在城市規劃中的應用展望
　　虛擬現實技術以及3S技術在城市規劃中的應用，已經初步解決了上述部分問題。但是仍然有很多不足，而增強現實技術是在虛擬現實技術的基礎上發展起來的，比虛擬現實技術更為先進，如果其能應用到城市規劃中，必將帶來更多意想不到的變化。增強現實技術與其它技術相結合可能在以下幾個方面大展身手：（宏觀和微觀兩個方面）
　　１、基于AR和GIS的ARGIS系統將為規劃提供豐富的基礎數據。城市規劃是一個極其復雜且綜合性極強的行業，除了要考慮微觀設計之外，更重要的是在一個宏觀的層面上對城市各類用地的總體布局的把握，這就需要強大的數據進行支撐。孫敏等在2004年提出了增強現實地理信息系統，可以為規劃提供所需的基礎數據。增強現實技術所要研究的內容是將虛擬世界和現實世界進行融合。GIS描述的是一個數字的虛擬的世界，這個虛擬世界目前與真實世界是分離的，除此之外，GIS可以描述過去、未來或者變化著的世界和事物。如果我們將GIS所描述的虛擬世界與真實世界相融合，一方面可以觀察到GIS所描述的未來的、過去的、或者變化著的事物，一方面又可以身臨真實的世界，這也就是增強現實地理信息系統所要提供給我們的。
　　２、可真正實現人與AR系統的實時交互，加快規劃決策過程。增強現實技術的目標之一就是實現人與系統的實時交互，將會更好的輔助城市規劃的決策。比如，在規劃師觀察一棟大廈蓋成后的效果時，不僅可以看到整棟大廈的外觀，同時可以多角度的觀察整個大廈與周圍真實場景的融合程度，實時做出調整，并可觀察到調整后的效果。
　　３、AR系統提供的數據提供更為安全的決策依據。前面反復提到AR的特性就是將真實世界與虛擬世界相結合，融合成一個虛實不分的“人造世界”。因為AR系統中包含真實世界的數據，就比VR更為安全，作為決策依據也更為可靠。城市規劃成果具有嚴格的約束性，這也就要求高質量的規劃決策，勢必需要更為安全的信息作為決策依據。
　　４．在景觀設計，小區規劃和城市舊區重建中的應用。例如AR系統可以觀察到小區或者舊區周圍真實的自然環境特征和主要建筑，以及與之相關的街道系統，空闊地帶等，可以很好的避免小區規劃或者舊區重建后與周圍環境發生的不協調。
　　五、小結
　　增強現實技術在城市規劃中的應用可以為城市規劃帶來革命性的變化，彌補虛擬現實技術的不足，為城市規劃的發展增加推動力。但是增強現實技術目前的研究狀況離實際應用到城市規劃中還有一定的距離，也面臨著一些技術難題。筆者認為，城市規劃未來的發展趨勢必定要將增強現實技術引入進來，也會盡快完善并應用到實際中。
　　參考文獻：
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　　［3］鄭皓、藍運超等．淺析虛擬現實技術及其在城市規劃中的應用．武漢大學學報（工學版）［J］．2001，12（6）．