王紅艷

(新疆緯地公路設(shè)計(jì)研究院有限公司)

1 透視圖原理

公路透視圖包括全景透視圖、線形透視圖、符合透視圖以及動(dòng)態(tài)透視圖。公路透視圖是指利用透視這一原理，用三維空間的方式將公路表現(xiàn)出來，當(dāng)然設(shè)計(jì)最初要先根據(jù)公路的基本設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，用三維方式表現(xiàn)出來以后來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)。

在公路設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，公路透視圖是其重要的組成部分，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助軟件對公路進(jìn)行三維立體模型的建立，利用計(jì)算機(jī)形成動(dòng)態(tài)透視圖，動(dòng)態(tài)透視圖技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中是一種應(yīng)用比較廣泛的透視圖技術(shù)。

2 動(dòng)態(tài)透視圖設(shè)計(jì)對公路設(shè)計(jì)的輔助作用

2.1 動(dòng)態(tài)透視圖設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

在一般的動(dòng)態(tài)透視圖設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)軟件進(jìn)行三維立體模型的建立、收集整理原始的資料、現(xiàn)場的調(diào)查、渲染制作以及最終合成等幾個(gè)部分。

首先是關(guān)于借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)軟件進(jìn)行三維立體模型的建立部分。在動(dòng)態(tài)透視圖設(shè)計(jì)中，三維模型的建立是核心，關(guān)于三維建模的方法主要有三種，即三維軟件建模、儀器設(shè)備測量建模以及圖像或視頻建模，三維模型是由網(wǎng)格以及紋理構(gòu)成的，對于三維模型的建立可以用AutoCAD制圖軟件、3DMAX軟件、SOFTIMAGE3D軟件或者M(jìn)aya軟件進(jìn)行三維模型的建模。AutoCAD制圖軟件可以將整個(gè)公路的立體情況勾勒出來，而3DMAX則是針對三維動(dòng)畫而進(jìn)行渲染以及制作的一個(gè)軟件，SOFTIMAGE3D軟件是一種高端的三維動(dòng)畫制作的系統(tǒng)軟件，Maya軟件是美國Autodesk這個(gè)公司出品的，是一種世界級別的高端三維動(dòng)畫軟件，它渲染真實(shí)感特別強(qiáng)。公路的動(dòng)態(tài)透視圖的設(shè)計(jì)可以用海地公路三維仿真系統(tǒng)(Hard3D)以及捷力地理信息系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。海地公路三維仿真系統(tǒng)(Hard3D)是由西安海地計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)有限公司開發(fā)研制的，系統(tǒng)的功能主要包括三維世界的制作以及三維世界播放及演示，運(yùn)用此軟件系統(tǒng)將公路的三維立體模型建立之后進(jìn)行動(dòng)態(tài)播放，就可以清楚地看見軟件所設(shè)計(jì)的公路的路基寬度、公路的填挖高度、斷面填挖面積以及大地坐標(biāo)等一系列公路斷面的相關(guān)指標(biāo)，公路設(shè)計(jì)者可以在播放的過程中任意了解每一個(gè)公路斷面的相關(guān)信息。這個(gè)軟件的優(yōu)勢在于不用像3DMAX軟件一樣要經(jīng)過軟件的預(yù)渲染之后再播放，而是能夠直接進(jìn)行三維建模、動(dòng)態(tài)渲染、動(dòng)態(tài)播放。捷力地理信息系統(tǒng)是在GIS地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上由武漢捷力公司研發(fā)出來的，是一種公路路線平縱橫一體化的系統(tǒng)軟件，它可以根據(jù)公路路線的相關(guān)文件以及公路設(shè)計(jì)所需要設(shè)定的公路路線信息直接產(chǎn)生相當(dāng)真實(shí)的三維立體模型，此軟件能夠正確的顯示出公路交通的地理信息，在生成公路三維坐標(biāo)圖形之后進(jìn)行平縱橫集中數(shù)據(jù)處理，公路的橫斷面可以由公路設(shè)計(jì)者自主的進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照相關(guān)數(shù)據(jù)可以自動(dòng)的將公路的三維動(dòng)態(tài)透視圖顯示出來。

收集整理原始的資料要在借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)軟件進(jìn)行三維立體模型的建立之前就要完成的，原始資料的收集主要包括公路的設(shè)計(jì)資料、公路沿線地形的相關(guān)資料以及所要設(shè)計(jì)公路沿線景觀的所有素材，準(zhǔn)確可靠的原始資料信息對公路設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)透視圖是非常重要的。

2.2 動(dòng)態(tài)透視圖設(shè)計(jì)的輔助作用

(1)使公路設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的靈活性

在以往的公路設(shè)計(jì)中，公路設(shè)計(jì)者以國家規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)以及工程造價(jià)為基本的標(biāo)準(zhǔn)，在對這兩者進(jìn)行控制的時(shí)候，往往會忽略公路設(shè)計(jì)的線形、行車是否安全舒適、公路與周圍的環(huán)境是否協(xié)調(diào)，以及公路是否影響到周邊景觀的美化等問題。在公路設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的相關(guān)指標(biāo)都是根據(jù)國家規(guī)定的范圍進(jìn)行控制的，而在公路設(shè)計(jì)之前，所搜集的相關(guān)公路的信息資料是不可能非常準(zhǔn)確的，那么在對公路相關(guān)技術(shù)指標(biāo)取用的時(shí)候，由于規(guī)范的限制而不夠明確，對于超出范圍的部分設(shè)計(jì)不夠靈活，并且這種公路設(shè)計(jì)也得不到相關(guān)的驗(yàn)證，其效果分析也是不能夠順利進(jìn)行的。動(dòng)態(tài)透視圖的設(shè)計(jì)就解決了這個(gè)問題，它能夠?qū)⒐返南嚓P(guān)信息通過動(dòng)態(tài)視圖表現(xiàn)出來，對于不符合規(guī)定的部分能夠很容易的分析出來，并且能夠及時(shí)的改正，對于公路設(shè)計(jì)的效果分析也是很明確的，而且動(dòng)態(tài)透視圖的設(shè)計(jì)將公路設(shè)計(jì)的線形、行車是否安全舒適、公路與周圍的環(huán)境是否協(xié)調(diào)，以及公路是否影響到周邊景觀的美化等問題全都考慮進(jìn)去了。

(2)公路設(shè)計(jì)時(shí)的安全因素考慮周全

現(xiàn)如今的公路設(shè)計(jì)是根據(jù)車輛行駛的動(dòng)力學(xué)以及力學(xué)的安全性與舒適性進(jìn)行考慮的，而對于人在駕駛時(shí)對公路的使用過程中視覺效應(yīng)、心理接受以及生理上的需求等不能充分地考慮，這就容易造成行駛的安全隱患。動(dòng)態(tài)透視圖的設(shè)計(jì)能夠?qū)④囕v行駛中的視覺情況反映出來，駕駛員能夠清楚地看到公路的平縱橫三維立體視圖的詳細(xì)公路線形的情況，在車輛行駛的過程中，駕駛員能夠根據(jù)視覺中的情況安全駕駛，這就消除了駕駛員在駕車行駛過程中的安全隱患。

(3)使公路設(shè)計(jì)更具有文化內(nèi)涵

以往的公路設(shè)計(jì)只是局限于二維空間的公路設(shè)計(jì)，那么在駕駛員駕駛車輛行駛過程中，在視覺的范圍內(nèi)憑借感覺進(jìn)行行駛，這就是說公路的設(shè)計(jì)完全忽略了文化內(nèi)涵的體現(xiàn)。每個(gè)地區(qū)都有其獨(dú)特的景點(diǎn)與地域文化，而在以往的公路設(shè)計(jì)中，忽略了對周邊環(huán)境以及景觀的考慮，大部分駕駛者只是一味地駕駛，其文化內(nèi)涵一點(diǎn)也沒有體現(xiàn)出來。動(dòng)態(tài)透視圖的設(shè)計(jì)將公路周邊的環(huán)境以及景觀全都考慮進(jìn)去，駕駛員在駕車行駛過程中，在安全駕駛的基礎(chǔ)上又能夠領(lǐng)略周邊的風(fēng)景，能夠很好地將文化內(nèi)涵體現(xiàn)出來。

［1]郭景堂.動(dòng)態(tài)透視圖在公路設(shè)計(jì)中的初步應(yīng)用［J］.林業(yè)建設(shè)，2005，(4).

［2]靳戰(zhàn)飛.數(shù)字地面模型(DTM)在京承高速公路中的應(yīng)用［J］.市政技術(shù)，2003，(3).

［3]王軍，劉立民，朱珍德，等.圖形技術(shù)在潤揚(yáng)大橋北錨基坑建基面穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用［J］.防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2003，(4).

［4]朱洪江.淺談大比例尺DOM疊加DLG進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪的優(yōu)點(diǎn)及制作方法、技巧［J］. 城市勘測，2003，(3).

［5]房銳.數(shù)字地面模型(DTM)及MOSS軟件在元磨高速公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］. 云南交通科技，2000，(1).

［6]程建川，鄧學(xué)鈞.基于數(shù)據(jù)庫的數(shù)模在公路CAD中的應(yīng)用［J］. 公路交通科技，2000，(4).