可視化發展到今天,已經不是什么新鮮的產物,在這個“設計無處不在”的世界里,可視化已經有了新的定義。以設計可視化見長的歐特克公司是全球最大的二維和三維設計、工程與娛樂軟件公司,在其近年來的創新技術峰會上,“設計可視化”也成為了一個熱門話題。世界第二大規劃設計公司HOK的設計主管LarryMalcic曾表示:“可視化不再僅僅是一個簡單的展示工具,它同時也是一個設計工具。”現在,吸收了電影和動畫的技術表現方式后(如故事板、鏡頭移動、燈光、合成、特效、配音、甚至包括立體視覺技術等),可視化已經集合了三維領域各行業的特長,為設計師、客戶和公眾提供預先了解項目和產品的途徑,這種預演并不是枯燥單調的展示,而是具有觀賞性、互動性的體驗。

可視化(Visualization)
可視化(Visualization)是利用計算機圖形學和圖像處理技術,將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來,并進行交互處理的理論、方法和技術。它涉及到計算機圖形學、圖像處理、計算 機視覺、計算機輔助設計等多個領域,成為研究數據表示、數據處理、決策分析等一系列問題的綜合技術。可視化技術最早運用于計算科學中,并形成了可視化技術的一個重要分支——科學計算可視化(Visualization in Scientific Computing)。科學計算可視化能夠把科學數據,包括測量獲得的數值、圖像或是計算中涉及、產生的數字信息變為直觀的、以圖形圖像信息表示的、隨時 間和空間變化的物理現象或物理量呈現在研究者面前,使他們能夠觀察、模擬和計算。科學計算可視化自1987年提出以來,在各工程和計算領域得到了廣泛的應用和發展。
最近幾年計算機圖形學的發展使得三維表現技術得以形成,這些三維表現技術使我們能夠再現三維世界中的物體,能夠用三維形體來表示復雜的信息,這種技術就是可視化(Visualization)技術。可視化技術使人能夠在三維圖形世界中直接對具有形體的信息進行操作,和計算機直接交流。這種技術已經把人和機器的力量以一種直覺而自然的方式加以統一,這種革命性的變化無疑將極大地提高人們的工作效率。設計可視化技術賦予人們一種仿真的、三維的并且具有實時交互的能力,這樣人們可以在三維圖形世界中用以前不可想象的手段來獲取信息或發揮自己創造性的思維。機械工程師可以從二維平面圖中得以解放直接進入三維世界,從而很快得到自己設計的三維機械零件模型。醫生可以從病人的三維掃描圖象分析病人的病灶。軍事指揮員可以面對用三維圖形技術生成的戰場地形,指揮具有真實感的三維飛機、軍艦、坦克向目標開進并分析戰斗方案的效果。更令人驚奇的是目前正在發展的虛擬現實技術,它能使人們進入一個三維的、多媒體的虛擬世界,人們可以游歷遠古時代的城堡,也可以遨游浩翰的太空。所有這些都依賴于計算機圖形學、計算機可視化技術的發展。人們對計算機可視化技術的研究已經歷了一個很長的歷程,而且形成了許多可視化工具。
可視化在中國的應用領域
三維技術是多媒體技術的一個重要組成部分。而三維技術在中國的應用,走的卻是另一條發展道路。
中國的三維技術,是先從設計和工程可視化開始,經過十年的發展,推動三維技術的應用。其主要應用于:
建筑工程
大規模的建造急需要專業人士與外界的溝通工具,設計師不管做建筑還是室內,都需要與客戶和業主溝通,把他的設計思維表達出來。這種方式在二維圖紙上很難表達出來,往往就需要借助更多的表達方式。如CCTV大樓的設計投標,不同的設計,不同的方案,需要明確的視覺表現去打動評委。

圖1:CCTV大樓
城市規劃
中國的城市化進程很快,這就涉及到城市規劃的問題。一些工程需要通過更直觀的演示。如跨海大橋的施工過程,利用可視化演示能更確切地達到客戶希望的效果。甚至機器的內部構造、人體的內部結枸,都可以采用這種方式,使表現更直觀、更生動,信息量更大。

圖二:工程演示

圖三:施工演示
三維技術展現出強大的生命力和繁衍力,可以延伸到更多的領域:文物保護、文化展覽設施等。水晶石的項目之一首都博物館文物展出也利用到了三維技術。因為涉及到展出場地的大小,以及一些文物的保密性,不能展出所有的文物。所以,我們利用三維技術,將文物掃描、建模、賦材質,利用觸摸屏,使參觀者詳細看到文物的結構,既增加了互動性,又保護了文物,給文物部門和展示部門提供了更多的表達方式。
除了文物,還有城市的復原。比如金大都、元大都的復原。

圖四:首都博物館文物龜巢荷葉青玉佩

圖五:古建復原圖
文化傳播
三維技術在影視文化和教育行業已經形成大規模的應用。比如神舟7號載人航天飛行專題宣傳頁面,將整個飛行、發射過程全部用三維模擬出來,放到互聯網上,在一定程度上承擔著向公眾宣傳普及航天知識的責任。

圖六:中國第一步

圖七:水晶石教育學院學生作品Atlantic
中國建筑可視化的特點
當人們用好萊塢為全球的奇幻經濟做標高時,中國與之匹敵的成就卻不是發生在電影業,而是在建筑業。打個比方,在好萊塢可以為了一部電影建造建筑;在水晶石,卻是為了一座建筑而制作電影。這是中國建筑向西方電影取經回歸后顛倒的因果關系:不是建筑為電影提高場景,而是電影為建筑提供畫面。建筑效果圖升級成了建筑電影,進一步為尚不存在的建筑虛構未來。
最初人們給建筑動畫的定義:由最早的建筑漫游發展過來的,為表現建筑以及建筑相關活動所產生的動畫影片。它通常利用計算機軟件來表現設計師的意圖,讓觀眾體驗建筑的空間感受……
早期建筑動畫由于技術上的限制,往往只能簡單地移動相機,隨著軟件的深入開發,后期影視特效的引入,人們思維的進步,建筑動畫創作的余地越來越大,表達設計構思的片頭和建筑設計理念的鏡頭都脫離了單純的瀏覽動畫,從多方面(包括剪輯、音樂、腳本、特效)、多種手法上,情感式的建筑可視化將取代單純的跑相機的建筑動畫。