三维可视化在城市规划中的应用
1）三维技术在城市规划应用中的意义
三维可视化以其强大的功能和应用的广泛改变了城市规划和建筑设计表现形式从传统效果图、沙盘模型、三维动画的设计模式提升到数字技术发展的变革[40]。更重要的是实现了对城市环境从过去到未来变化状态及趋势进行科学的仿真、模拟和预测。利用城市空间数据建立一个逼真的、立体的、可交互的虚拟城市环境，可实现城市规划的全方位、自动化设计理念；并且利用三维可视化技术构建的虚拟城市景观可以从众多的规划方案中选择具有最佳效益的一个。由于城市规划在国民经济可持续发展中的重要地位，所以三维可视化在与城市相关的各类规划中将有非常广阔的应用前景[41]。
城市三维可视化在城市规划应用中的意义主要体现在以下几方面：
（1）提高了方案设计和修正的效率，规避规划设计和管理风险
应用三维仿真系统，我们可以很轻松地进行方案调整，大大加快了方案设计的速度和质量，它是是物质城市在数字化空间的再现和反映，它所建立的三维虚拟环境是由基于真实数据建立的数字模型组合而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求建立逼真的三维场景，对规划项目进行真实的“再现”。在虚拟城市中，我们不仅可以看到城市的现状，还可以看到城市的过去与未来甚至城市发展的全部过程[42]。用户在三维场景中人机交互任意漫游，很多不易察觉的设计缺陷能轻易被发现，减少由于事先规划不周全而造成的无可挽回的损失与遗憾，规避了规划设计和管理风险，大大提高了城市规划管理的整体质量。
（2）丰富了城市问题研究的角度
应用三维仿真系统来研究不同的城市问题时，各种特定的功能使我们获得的信息更丰富，研究角度也更全面，从而辅助我们作出更科学、更客观的判断。同时，由于三维仿真系统能够实时地对规划项目进行真实的“再现”，很多不易察觉的设计问题就能轻易地被发现，大大减少了由于规划不周全而造成的损失与遗憾。
（3）提高了项目评估质量
一些传统的表现形式如效果图、模型等，很容易在间距、高低、光照、材料等方面被人为地修饰，以误导评估人员，从而作出有利于某一方的判断和决定。如果城建部门建立一套标准的虚拟现实系统总平台[43]，要求开发机构或设计单位将他们的方案以相同的细节精度、尺寸比例和视觉质量直接导入，那么方案评估将更为准确、公正。
（4）提高了项目管理能力和效率
一套完善的规划管理虚拟现实系统，如果需要增加新的项目或修改其中项目，可以随时导入或更新系统的数据信息，供日后存档，这不仅极大地方便了规划管理部门的管理工作，而且可提高效率，节省成本。
（5）提高公众参与程度，增强规划公示效果
对于公众关心的大型城市规划项目，在规划项目方案设计过程中，三维可视化可以将现有的规划方案导出为交互可视化的3D文件，用来制作多媒体资料予以一定程度的公示，让公众真正参与到规划项目中来，提高公众参与程度。规划项目方案最终确定后，也可以通过视频输出制作多媒体宣传片，进一步提高城市规划项目的宣传展示效果。
2）三维技术在城市规划成果展示的应用
（1）静态渲染图
制作静态渲染图在计算机上的操作过程为：先建立物体的三维几何模型，然后设定模型表面的材料质感及场景中的采光、照明，再选取一个合适的观察角度，由计算机渲染成单幅静态图像，在计算机屏幕上显示出来或打印在纸上，显示、打印用的软件相对简单，可以和渲染软件相互独立[44]。
（2）固定路径的动画
静态渲染图比较适合表达一个或几个建筑单体，建筑物数量较多时，只能选择俯视的角度才能看到全景。对于建筑物数量多、空间形体比较复杂、范围较大的城市景观，或者复杂的室内景观，靠多幅静态渲染图往往不能充分显示人们所关注的物体、景观，为此，将很多幅静态渲染图串联起来，在显示屏上连续播放，就形成了计算机动画，给人以看电影、录像的感觉，不但观察者是在场景中运动，场景中的物体也可以运动。
（3）交互式、动态的景观仿真
靠几段动画、几条观察路径还不能完整表达复杂的建筑、城市空间的景观，实时动态的景观仿真又比动画进了一步。所谓实时动态，指计算机可以根据观察者选择的位置、视角立刻产生渲染图[45]。由于观察者的自由度比动画大，要输入计算机的物体就更多，可以在静态渲染、动画中省略的东西就更少，这不但大大增加了建立物体三维几何模型的工作量，同时也带来了图形数据量、计算机计算量呈几何级数提高的问题。
（4）复杂的沉浸式虚拟现实
前述的动态交互式仿真，人的观察位置、角度、方向的调整靠鼠标器，简单的操纵杆实现，为了再提高观察者和景观之间交互性，还可以有多种控制观察的方式。