計算機信息技術的發(fā)展在城市規(guī)劃、建筑設計、空間環(huán)境設計領域帶來了不斷深入的技術革命。首先是CAD技術使繪圖自動化得以普及，隨后，三維效果圖與動畫在詳細規(guī)劃和建筑設計中得到推廣應用。最近幾年，地理信息系統(tǒng)（GIS）與虛擬現(xiàn)實（VR）技術在城市規(guī)劃和城市設計中發(fā)展起來。

　　1 城市設計的主要內容及其對計算機圖形圖像技術的要求

　　城市設計簡要地說就是為人們設計聚居地的一種藝術，它是城市規(guī)劃的重要組成部分。城市設計所關心的是建筑實體的視覺效果；人與場所的連接性；活動空間與舒適環(huán)境的創(chuàng)造；整個城市景觀改善的進程。城市設計要為建筑物實體及其空間布局，為建筑形式構圖及其與周圍空間的三維關系，為獲得美學與社會質量成就進行視景布置建立整體框架。

　　1.1城市設計內容的層次性。城市設計的基本內容分為宏觀、中觀、微觀三個層次。

　　宏觀層次：城鎮(zhèn)分布與城市形象。城市設計的宏觀層次包括在一定區(qū)域內的城鎮(zhèn)分布；城鄉(xiāng)一體化規(guī)劃與景觀設計；城市的格局與形態(tài)、功能組團、環(huán)境保護、基礎設施、分區(qū)特色與舒適的環(huán)境、城市出入口、土地利用與活動場所等。城市設計的宏觀層次內容與城鎮(zhèn)體系規(guī)劃相輔相成，不過城市設計更注重于城市的關鍵性特征與自然景觀的構成；注重城市開發(fā)建設對自然景觀、文化或社會經濟資源的物質的和視覺質量的直接和間接影響。在對宏觀層次的城市設計進行評價時，創(chuàng)造高質量的城市環(huán)境和優(yōu)美的城鄉(xiāng)視野成為重要準則。包括對自然山水景觀的組織與利用，視覺特征物的適宜性和可視性，整體高度輪廓和體量的協(xié)調性，與傳統(tǒng)景觀的協(xié)調性等等。為應用ArcGIS對炎陵縣的自然地理、人口分布、交通條件等進行綜合分析作出的城鎮(zhèn)布局。為應用ArcGIS對炎陵縣重點發(fā)展地區(qū)的用地空間發(fā)展所作的規(guī)劃。規(guī)劃在宏觀上充分考慮了炎陵縣作為人文與生態(tài)旅游縣的自然環(huán)境特色。

　　中觀層次：建筑物與空間。中觀層次城市設計內容包括用地布局、建筑設計、交叉口與廣場、街道和路網格局、視線走廊、連接度與整體性、體量與高度、地標物、開敞空間和公園、人行道與步行系統(tǒng)的連接等等內容。中觀層次城市設計內容與城市總體或分區(qū)規(guī)劃相輔相成，不過城市設計主要關注開發(fā)建設對自然景觀的物質和視覺質量的直接和間接影響；人工建造物的適宜性和視角的關系；對光和空氣的穿透性影響；與步行道格局的協(xié)調性；與城市整體立面輪廓和體量的協(xié)調性；與地方傳統(tǒng)的協(xié)調和對周圍環(huán)境的影響等等。圖3為應用ArcGIS對炎陵縣城現(xiàn)狀所作的全景鳥瞰。

　　微觀層次：使用者環(huán)境。微觀層次的城市設計內容包括建筑物的人的尺度、街道陳設、材質顏色和紋理、過渡的處理、廣告和標志、街道景觀等。微觀層次的城市設計與詳細規(guī)劃設計相輔相成。在對微觀層次城市設計進行評價時，自然方面主要關注功能上的適宜性。人造方面關注街道結構和功能的適宜性，創(chuàng)造好的步行環(huán)境，人的尺度和生活質量的提高，空間的創(chuàng)造等。圖4為某中學新校園的大門，通過三維建模貼圖生成。

　　1.2城市設計對信息技術的要求

　　從城市設計各層次的內容及評價原則來看，人與自然環(huán)境的協(xié)調，恰當?shù)目臻g組織，悅目的視覺效果均是共同的追求。以往城市規(guī)劃和建筑設計由于受到技術手段的限制，規(guī)劃師和建筑師主要是通過二維圖形加空間想象來構思和評價設計方案，僅在進行建筑單體設計或很小的群體設計中才應用三維效果圖，或固定路徑的動畫來模擬建成后的空間關系和視覺效果。眾所周知，傳統(tǒng)的效果渲染需要耗費大量時間和占用大量計算機內存。因此多方案的交互式設計和實時動畫根本不可能進行。

　　城市設計計算機視景仿真需要解決幾個方面的問題。其一，處理數(shù)字高程模型，生成并修改三維地形，進行坡度、坡向、高程、填挖、淹沒、視線視域分析。