Віртуальна дійсність - це штучно створений світ, що сприймається людиною, як і реальний, за допомогою органів почуттів, але має одну особливість: реальний світ існує незалежно від бажання та можливостей людини, а віртуальний може бути створений за її бажанням у будь-якому вигляді. При цьому створюється майже стовідсотковий ефект присутності, тобто людина сприймає створений світ, як реальний, незалежно від того, чи є він його відображенням, чи лише втіленням фантазій. На сучасному етапі розвитку інформаційних технологій та їх глобалізації людство виявляє тенденцію до утворення віртуальної копії багатьох складових частин реального життя. Красномовним прикладом цього може слугувати система Active Worlds, що являє собою систему з кількох десятків міст та відомих історичних місць, які змодельовані у віртуальному середовищі. Оскільки це середовище у багатьох випадках є відзеркаленням світу, що оточує людину у повсякденному житті, то значну роль у ньому відіграє моделювання міст, тобто того середовища, яке є невід'ємною частиною сучасного життя.
Потреба у моделюванні міст виникла задовго до появи віртуальних світів у мережі Internet. З розвитком системи планування міських забудов виникла потреба в системі моделювання, що дозволяла б оцінювати якість і ефективність нових проектів до їх реального втілення. Ця потреба стимулювала розробку проектів утворення віртуальних копій реальних міст. Подібна реалізація значно спрощує процес аналізу нових проектів і їх оцінки. Можливість накладання нових моделей на існуючий ландшафт, дозволяє оцінити взаємний вплив нових будівель і навколишніх об'єктів ще на етапі проектування. Інтерактивні системи, що дозволяють спостерігати результати впливу на міський ландшафт тих чи інших змін, є ефективним засобом планування.
На сучасному етапі моделювання міст, особливо у мережі Internet є одним з складових елементів загальної інформаційної інтеграції. Користувач отримує можливість майже "реально" помандрувати містами, які віддалені відд нього на тисячі кілометрів. Крім того, такі системи моделювання можна використовувати як в розважальних, так і в наукових цілях, проводячи на них дослідження як технічного, так і соціального характеру.
Одним з перших проектів віртуальних міст був проект "Virtual Los Angeles", розроблений групою UST (Urban Simulation Team) Каліфорнійського університету. Подібні проекти до початку 90-их реалізовувалися тільки у військових та аерокосмічних галузях. Створення тривимірних моделей значних територій вимагає застосування баз даних величезних розмірів, наприклад, база даних проекту "Virtual Los Angeles" мала обсяг порядку 1-2 терабайт і при цоьму описувала площу в 4000 кв. миль. Обробка такої кількості інформації і візуалізація результатів у реальному часі вимагає застосування високопродуктивних графічних станцій. Дана система реалізовувалася на основі географічної інформаційної системи ArcView. Ця система мала двовимірне подання ландшафту та добре сплановану базу даних для зберігання значної кількості різноманітної інформації про нього. Однією з основних задач розробників системи "Virtual Los Angeles" була побудова системи зв'язків між тривимірною моделлю та вже існуючою базою даних. Тривимірна модель створювалася за допомогою системи MultiGen. Цей програмний комплекс використовувався у військових проектах та дозволяв легко створювати такі елементи ландшафту як будівлі, вулиці, дерева, машини і т.д. Розроблена модель потребувала значної обчислювальної потужності апаратних засобів і тому була реалізована на чотирьохпроцесорній станції Onyx фірми Silicon Graphics. За зразком Лос Анжелесу моделі подібного типу у 1996-1997 рр. Було створено для Філаделфії, Сан Дієго, Лас Вегаса та Санта Барбари. Таким чином група UST, ґрунтуючись на досвіді своєї роботи з віртуальними моделями міст, сформулювала основні принципи, яким повинна задовольняти будь-яка система моделювання міських ландшафтів: Інтерактивність. Інтерфейс системи повинен дозволяти вільне пересування у моделі різними способами. Користувач повинен мати можливість спостерігати сцену і з рівня землі, і з даху хмарочоса, вільно пересуватися між різними частинами моделі і т.д. Інтуїтивність. Інтерфейс системи повинен бути як можна простішим та інтуїтивно зрозумілий, що досягається використанням простої системи навігації. Гнучкість. Модель повинна забезпечувати можливість маніпулювати з об'єктами сцени: пересувати, виділяти, замінювати новими об'єктами. Реалістичність. База даних системи повинна будуватися з орієнтацією на великий рівень деталізації. Тобто реальна місцевість повинна бути легко пізнаваною, бо це полегшує навігацію і застерігає користувача від відчуття дискомфорту. Адаптивність. Крім безпосередньо даних про сцену, база повинна містити супутню інформацію, подану у різних форматах і прив'язану до об'єктів сцени. Повинен забезпечуватися режим видачі даної інформації за запиту користувача. З перерахованих вище рекомендацій випливає, що ефективність і якість системи моделювання, у першу чергу, визначаються способом організації бази даних системи. Реалізація бази залежить від типу засобів (програмних і апаратних), на яких дана система буде реалізована. Перспективним напрямком є перенесення систем моделювання з графічних станцій типу Onyx і Octane фірми Silicon Graphics на персональні ЕОМ. Крім того, найбільший інтерес являє реалізація подібних проектів з використанням Internet - технологій. У цьому випадку особливо гостро стоїть питання про мінімізацію обсягу даних, що беруть участь в обміні між сервером, що зберігає базу даних і клієнтською програмою. Протягом останніх десяти років, у якості базової для реалізації подібних проектів є технологія VRML. Дана технологія забезпечує зручні і досить потужні засоби візуалізації тривимірних моделей у вікні броузера, забезпечуючи при цьому сумісність з безліччю платформ. Цей напрямок у розвитку систем моделювання міських ландшафтів розпочато проектом "Bath City Model" у 1991 році. Цей проект створювався за допомогою аерофотографій та відтворював з точністю 0.5 метра історичний центр міста площею 2.5*3.0 км. Модель розроблялася у програмному комплексі AutoCAD. Базова модель була за допомогою формату DXF (Drawing Exchange Format) перенесена на графічні станції, потім оброблена редактором Scene Viewer для надання реалістичності (освітлення, текстур та ін.) і, в результаті, збережена у форматі VRML. CASA (Center for Advanced Studies in Architecture) обрав у якості базового формату VRML (V1.0), розраховуючи на його подальший розвиток в напрямку ускладнення опису сцен та введення додаткових можливостей (сумісність з багатьма платформами, зручний зв'язок з Internet, можливість легкого редагування бази даних, інтеграція до складу бази звукових едлементів, анімації, тощо). Визнавши напрямок використання VRML (насамперед через поширення цього формату в мережах), у 1995 році CASA розробляє модель частини Лондона - "Lоndоn's West End model". База даних цієї моделі описувала територію площею 500*1000 метрів. Формат VRML зазадалегідь передбачав можливість створення на його основі значних графічних баз даних, тому в ньому створено умови для оптимізації: насамперед Instancing-Optimization (багаторазове використання елементів сцени без їх повторного опису) та Level of detail (рівень деталізації). Розміри баз даних для описаних VRML-моделей значно менші, ніж у систем, розрахованих на графічні станції. Наприклад, розмір моделі "Lоndоn's West End" 3.5 мегабайти, не враховуючи текстур. Пісумковуючи свій досвід, центр CASA зробив висновок, що VRML-моделі мають широкі перспективи, особливо, при використанні у мережах та на середньостатистичних ЕОМ звичайних користувачів. Тому цей напрямок отримав продовження у моделях міст Токіо та Берліну.