El entorno construido es clave para crear espacios urbanos vibrantes que contribuyan a la salud y sostenibilidad de las ciudades. Estudios han demostrado que un entorno construido razonable ayuda a estimular la vitalidad urbana. Sin embargo, existen limitaciones en la comprensión de que los indicadores del entorno construido tridimensional (3D) desde la "perspectiva humana" pueden afectar sustancialmente la vitalidad urbana. Este estudio proporciona un análisis empírico de Xi"an, una ciudad con bloques históricos tradicionales y un paisaje urbano moderno. Al aplicar el modelo de mínimos cuadrados ordinarios y el modelo de regresión ponderada geográficamente, este estudio explora los impactos de los entornos construidos bidimensional (2D) y 3D en la vitalidad urbana. Los resultados muestran: (1) la vitalidad urbana exhibe características significativas de diferencia espacial y temporal; (2) el entorno construido 3D ejerce una mayor influencia en la vitalidad urbana que el 2D; (3) tomando los días de semana como ejemplo, los indicadores de espacio verde y espacio vial (por ejemplo, índice de diferencia normalizada de vegetación (-0.092), índice de vista verde (-0.104), densidad de carreteras (-0.021) y cierre (-0.089)) están negativamente correlacionados con la vitalidad urbana, mientras que los indicadores de espacio de construcción y función mixta (por ejemplo, densidad de construcción, relación de área de piso, grado de mezcla de puntos de interés (POI) y grado de mezcla 3D) presentan un efecto positivo. Para mejorar la vitalidad urbana, el estudio proporciona sugerencias desde la perspectiva del 3D y la percepción humana, lo que contribuirá a la práctica meticulosa del diseño urbano.