虛擬三維視覺技術的園林景觀仿真系統設計

馬蘭茜

摘 ?要： 為了獲得理想的園林景觀效果，設計了虛擬三維視覺技術的園林景觀仿真系統。該系統利用雙目立體視覺相機采集園林景觀地形場景，利用圖像特征點重建三維地形場景模型，選取包圍體層次法利用OSG三維圖形引擎渲染園林景觀場景元素，利用層次細節模型添加樹木模型的枝干與樹葉信息，通過Billboard模型建立葉片信息，利用TreeEngine引擎實現園林景觀場景內樹木模型加載與渲染，將完成渲染的樹木、水體等元素模型導入三維地形場景模型。選取某市某住宅小區作為實驗對象，檢測系統的有效性，系統仿真結果表明，該系統可有效實現該小區園林景觀設計，且獲取園林景觀場景視覺效果較好。

關鍵詞： 園林景觀仿真; 虛擬三維視覺技術; 系統設計; 場景元素渲染; 模型重建; 系統檢測

中圖分類號： TN02?34; TP391 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2020）23?0015?05

Abstract： In order to obtain ideal landscape effect， a garden landscape simulation system based on virtual 3D vision technology is designed. A binocular stereo vision camera is used in the system to collect the garden landscape terrain scene. The feature points in the image are utilized to reconstruct 3D terrain scene model. The bounding volume hierarchy method is adopted to render landscape scene elements by OSG 3D graphics engine. The hierarchical detail model is used to add branch and leaf information to the tree model to build leaf information for the billboard model. The FreeEngine engine is used to realize uploading and rendering of the tree model in the garden landscape scene. The rendered tree， water and other element models are imported into the 3D terrain scene model. A residential community in a city is selected as the experimental object to test the effectiveness of the system. The system simulation results show that the system can effectively achieve the landscape design of the residential community， and obtain a better visual effect of the garden landscape scene.

Keywords： garden landscape simulation; virtual 3D vision technology; system design; scene element rendering; model reconstruction; system detection

0 ?引 ?言

園林景觀設計是以園林規劃為基礎，基于園林風景設計理論通過科學藝術手段創造園林環境的技術。園林景觀設計作品需要與周邊整體環境協調，給人帶來美的感受[1]。小區綠化、道路環境設計、景區規劃等均屬于園林景觀設計，園林景觀設計結果需為人類生活提供便利，設計具有的藝術性應與所處地理的文化與地域特征融合，重視保護與利用自然資源，促進生態環境可持續發展[2]。

園林景觀設計方式已從傳統二維漸漸發展至三維，如何全方位、真實呈現所設計園林景觀細節，是園林景觀設計的難點[3]。將所設計園林景觀結果動態呈現，有利于園林設計師發揮藝術創造性，便于客戶針對所設計園林景觀提出意見。

以往園林景觀設計通常利用AutoCAD軟件繪制，以二維方式呈現[4]，基于AutoCAD軟件二次開發出現大量園林景觀規劃類軟件，但具有三維呈現效果的技術類軟件較少。虛擬現實技術是可建立三維模擬環境的重要技術，利用虛擬現實技術通過三維重構方式設計園林景觀，可令所設計園林景觀以更好的方式呈現[5]。園林景觀的虛擬三維視覺重建可改善園林設計質量，提升園林景觀設計的應用性，利用虛擬現實技術建立園林景觀仿真環境，令人仿佛身臨其境，實現園林景觀設計的進一步優化[6]。

設計虛擬三維視覺技術的園林景觀仿真系統，該系統以園林設計為核心，具有園林景觀設計的專業性，將規劃技術、建筑信息等細節通過該系統有效仿真，通過建立三維地形模型、設計園林相關設施參數實現園林景觀設計需求。

1 ?虛擬三維視覺技術的園林景觀仿真系統