虚拟三维视觉技术的园林景观仿真系统设计

马兰茜

摘  要： 为了获得理想的园林景观效果，设计了虚拟三维视觉技术的园林景观仿真系统。该系统利用双目立体视觉相机采集园林景观地形场景，利用图像特征点重建三维地形场景模型，选取包围体层次法利用OSG三维图形引擎渲染园林景观场景元素，利用层次细节模型添加树木模型的枝干与树叶信息，通过Billboard模型建立叶片信息，利用TreeEngine引擎实现园林景观场景内树木模型加载与渲染，将完成渲染的树木、水体等元素模型导入三维地形场景模型。选取某市某住宅小区作为实验对象，检测系统的有效性，系统仿真结果表明，该系统可有效实现该小区园林景观设计，且获取园林景观场景视觉效果较好。

关键词： 园林景观仿真; 虚拟三维视觉技术; 系统设计; 场景元素渲染; 模型重建; 系统检测

中图分类号： TN02?34; TP391                    文献标识码： A                      文章编号： 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

園林景观设计是以园林规划为基础，基于园林风景设计理论通过科学艺术手段创造园林环境的技术。园林景观设计作品需要与周边整体环境协调，给人带来美的感受[1]。小区绿化、道路环境设计、景区规划等均属于园林景观设计，园林景观设计结果需为人类生活提供便利，设计具有的艺术性应与所处地理的文化与地域特征融合，重视保护与利用自然资源，促进生态环境可持续发展[2]。

园林景观设计方式已从传统二维渐渐发展至三维，如何全方位、真实呈现所设计园林景观细节，是园林景观设计的难点[3]。将所设计园林景观结果动态呈现，有利于园林设计师发挥艺术创造性，便于客户针对所设计园林景观提出意见。

以往园林景观设计通常利用AutoCAD软件绘制，以二维方式呈现[4]，基于AutoCAD软件二次开发出现大量园林景观规划类软件，但具有三维呈现效果的技术类软件较少。虚拟现实技术是可建立三维模拟环境的重要技术，利用虚拟现实技术通过三维重构方式设计园林景观，可令所设计园林景观以更好的方式呈现[5]。园林景观的虚拟三维视觉重建可改善园林设计质量，提升园林景观设计的应用性，利用虚拟现实技术建立园林景观仿真环境，令人仿佛身临其境，实现园林景观设计的进一步优化[6]。

设计虚拟三维视觉技术的园林景观仿真系统，该系统以园林设计为核心，具有园林景观设计的专业性，将规划技术、建筑信息等细节通过该系统有效仿真，通过建立三维地形模型、设计园林相关设施参数实现园林景观设计需求。

1  虚拟三维视觉技术的园林景观仿真系统