“CityEngine”的版本间的差异

2018年6月17日 (日) 17:34的版本

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CityEngine是一款Esri苏黎世研发中心（原Procedural公司）开发的三维建模软件应用，特别适合于三维城市环境的生成。利用程序化建模（procedural modeling）方法，CityEngine可支持细节丰富、大尺度三维城市模型的创建。

概述

基于规则批量建模编辑：规则定义了一系列的几何和纹理特征决定了模型如何生成。基于规则的建模的思想是定义规则，反复优化设计，以创造更多的细节。当有大量的模型创造和设计时，基于规则建模可以节省大量的时间和成本。最初，它需要更多的时间来写规则文件，但一旦做到这一点，创造更多的模型或不同的设计方案，比传统的手工建模更快。
与ArcGIS集成编辑：CityEngine提升了ArcGIS三维建模能力，充分使用GIS数据快速创建3D内容，为ArcGIS三维数据的获取提供保障，使得ArcGIS三维解决方案更加完善。

应用

城市规划与城市设计：
城市研究：
电影制作：疯狂动物城、超能陆战队均利用CityEngine来构建大尺度的城市模型；
游戏开发：

上手

用户界面

主要窗口类型：导航栏、场景编辑器、CGA规则编辑器、三维视窗、平面图（顶视图的三维视窗）、监视窗口、控制台输出、消息记录

基本流程

新建场景：在创建CityEngine项目之后，可创建新的场景（scene）；
创建布局：城市布局（layout）由街道（street）、街坊（block）、地块（lot）构成，最简便的创建城市布局的方法，是使用Graph菜单下的“街道生成向导”（Street Creation Wizard）；也可导入由AutoCAD导出的DXF文件、由OpenStreetMap导出的OSM文件来生成街道网络；

操作	数据形式
前期数据准备	地理或控制地图，属性图层（图像）
街道网络创建与编辑	街道网络，graph图形（中线）
基本的地块/街道机和编辑及街块细分	地块与街道，shape形状（二维多义面）
用形状语法进行几何体生成	三维城市，模型（带贴图的三维体块mesh）
后续模型处理	导出标准工业格式的模型文件

常用函数

函数名	功能概述	形式与参数	示例
extrude	拉伸/挤出，把地块变成一个建筑	extrude(height) extrude(axisWorld, height) height：拉伸高度，默认沿模型Y轴方向拉伸； axisWorlvalign="top"d：设定世界坐标系的轴作为拉伸轴线（world.x/world.y/world.z）	Lot --> extrude(10) CompModel
comp	组件拆分/炸开，把模型从整体分成不同的部分	comp(compSelector) { selector1 : operator operations \| selector2 : operator operations ... } compSelector：要分割组件的类型，可选值｛f:面\|e:边\|v:点} selector： front, back, left, right, top, bottom 前后左右上下（模型轴系） vertical（垂直）, horizontal（水平）, aslant（有坡度的）, nutant side 除水平部件外的其它部分 all 所有的	CompModel--> comp(f){side: ColorsSideFacade \| top: ColorfTopFacade}
color	着色，给模型着色	color(s) color(r,g,b) s (string)：文本类型的颜色值(16进制)例如："#rrggbb" r,g,b (float,float,float)：浮点类型的颜色值，每个值的取值在0到1.0之间	ColorsSideFacade--> color("#00ffff") SplitModel ColorfTopFacade--> color(1,0,0) TopFacade
split	分割/切片，建筑分成不同的楼层	split(splitAxis) { size1 : operations1 \| size2 : operations2 \| ... \| sizen-1 : operationsn-1 } splitAxis：取值｛X \| Y\| Z｝，轴系为模型轴系 sizen：分割的宽度	SplitModel--> split(y){4:color("#aa33bb") GroundFloor. \| {~3:Floor.}} 注：符号“ ”代表重复执行，“ ~ ”代表一个近似值
i(insert)	插入/替换	i(geometryPath) geometryPath (string)：要插入的几何体名称，应为内置或存放于资源搜索路径里的几何体；	i("example.obj")
t(Scope Translate)	移动	t(x,y,z) x，y，z：在各个轴向上移动的距离；	t(x,y,z)
s(Scope Translate)	缩放	s(x,y,z) x，y，z：在各个轴向上缩放的比例；	s(x,y,z)

CGA规则语法

CGA（computer generated architecture）规则可在整个城市的尺度上，控制大量的几何形、比例、建筑或街道风貌肌理。规则文件由规则、属性、自定义函数以及注释等构成的集合。

形状（Shape）：形状是CGA规则语法的核心要素，形状的名字被称为“模型标识”（shape symbol），由几何体构成，并具有被称“范围”（scope）的包围盒（oriented bounding box）。
规则文件：由规则、属性、自定义函数以及注释等构成的集合。

规则

类型	特点	形式	示例
标准规则	与无参函数比较类似，其结果返回给模型标识	PredecessorShape --> Successor	Lot --> extrude(10) CompModel
带参规则	与有参函数比较类似，根据需要传递改变后继模型外观的信息	PredecessorShape(Parameters) --> Successor	Lot --> color(1,0,0) Footprint(20) Footprint(height) --> extrude(height) Envelope
随机规则	用以随机生成不同外观的模型	PredecessorShape --> percentage%: Successor1 percentage%: Successor2 ... else: SuccessorN	Lot --> 60%:color(1,0,0) Footprint(20) 30%:color(0,1,0) Footprint(30) else:color(0,0,1) Footprint(50) Footprint(height) --> extrude(height) Envelope
条件规则	与函数中的条件语句比较类似，条件规则的关键字是case、else，根据不同的条件生成不同外观的模型	PredecessorShape --> case condition1: Successor1 case condition2: Successor2 ... else: SuccessorN	Lot --> case geometry.area<400:color(1,0,0) Footprint(20) case geometry.area>1000:color(0,1,0) Footprint(30) else:color(0,0,1) Footprint(50) Footprint(height) --> extrude(height) Envelope
递归规则	与函数中的循环语句比较类似，适用于满足一定条件时重复执行相同的操作	PredecessorShape --> case condition1: Operations PredecessorShape case condition2: Successor2 ... else: SuccessorN	Lot --> extrude(10) color(1,0,0) comp(f){side:SideFacade \| top:Recursive} Recursive --> case geometry.area > 100: X s('0.8,'0.8,'1) extrude(3) center(xz) comp(f){side:SideFacade\|top:Recursive} else: X

属性

属性是一组静态的全局变量，每个属性被初始化一个特定的值。

attr（变量）：可在inspector面板里调整，与对象的属性字段做关联；当定义的属性名字与字段名一致时会自动关联（值类型一致）
Const（常量）：参数值不能在inspector面板里调整，也不能在规则中利用set函数调整其值。

const height=20 
Lot -->
    color(1,0,0)
    extrude(height)

自定义函数

在CityEngnie中的自定义函数与属性比较类似，前面无关键字。自定义函数可以被参数化、随机化和条件化。

attr Floor=0 
height=
    case Floor < 2 : 5
    case Floor < 6 : 4 + 3.2 * ( Floor - 1 )
    else : 3.8 + 3 * ( Floor - 1 ) 
Lot -->
    color(1,0,0)
    extrude(height)

注释

注释是为了提高规则的易读性，为团队合作与后续修改提供参考；

注释类型	形式	示例
行注释	利用字符“//”或“#”注释一行	// a comment # another comment
块注释	利用“/……/”可以实现块注释	/* block comments can be used to write multi-line comments */
行内注释	行内注释也是通过“/……/”来实现的	Lot --> Garden House /Garage/ Fence

@@ 第32行： / 第32行： @@
 | 后续模型处理 || 导出标准工业格式的模型文件
 |}
+=== 常用函数 ===
+{| class="wikitable"
+|-
+! 函数名 !! 功能概述 !! 形式与参数 !! 示例
+|- valign="top"
+| style="width: 5%;" | extrude || style="width: 15%;" | 拉伸/挤出，把地块变成一个建筑 || style="width: 45%;" | <pre>extrude(height)
+extrude(axisWorld, height) </pre>
+* height：拉伸高度，默认沿模型Y轴方向拉伸；
+* axisWorlvalign="top"d：设定世界坐标系的轴作为拉伸轴线（world.x/world.y/world.z）
+| style="width: 35%;" | <pre>Lot -->
+    extrude(10)
+    CompModel</pre>
+|- valign="top"
+| comp || 组件拆分/炸开，把模型从整体分成不同的部分 || <pre>comp(compSelector) { selector1 : operator operations | selector2 : operator operations ... }</pre>
+* compSelector：要分割组件的类型，可选值｛f:面|e:边|v:点}
+* selector：
+** front, back, left, right, top, bottom 前后左右上下（模型轴系）
+** vertical（垂直）, horizontal（水平）, aslant（有坡度的）, nutant
+** side 除水平部件外的其它部分
+** all 所有的
+|| <pre>CompModel-->
+    comp(f){side: ColorsSideFacade | top: ColorfTopFacade}</pre>
+|- valign="top"
+| color || 着色，给模型着色 || <pre>color(s)
+color(r,g,b)</pre>
+* s (string)：文本类型的颜色值(16进制)例如："#rrggbb"
+* r,g,b (float,float,float)：浮点类型的颜色值，每个值的取值在0到1.0之间
+|| <pre>ColorsSideFacade-->
+    color("#00ffff")  SplitModel
+ColorfTopFacade-->
+    color(1,0,0) TopFacade</pre>
+|- valign="top"
+| split || 分割/切片，建筑分成不同的楼层 || <pre>split(splitAxis) { size1 : operations1 | size2 : operations2 | ... | sizen-1 : operationsn-1 }</pre>
+* splitAxis：取值｛X | Y| Z｝，轴系为模型轴系
+* sizen：分割的宽度
+|| <pre>SplitModel-->
+    split(y){4:color("#aa33bb") GroundFloor. | {~3:Floor.}*}
+</pre>注：符号“ * ”代表重复执行，“ ~ ”代表一个近似值
+|- valign="top"
+| i(insert)|| 插入/替换 || <pre>i(geometryPath)</pre>
+* geometryPath (string)：要插入的几何体名称， 应为内置或存放于资源搜索路径里的几何体；
+|| <pre>i("example.obj")</pre>
+|- valign="top"
+| t(Scope Translate)|| 移动 || <pre>t(x,y,z)</pre>
+* x，y，z：在各个轴向上移动的距离；
+|| <pre>t(x,y,z)</pre>
+|- valign="top"
+| s(Scope Translate)|| 缩放 || <pre>s(x,y,z)</pre>
+* x，y，z：在各个轴向上缩放的比例；
+|| <pre>s(x,y,z)</pre>
+|}
 === CGA规则语法 ===
 CGA（computer generated architecture）规则可在整个城市的尺度上，控制大量的几何形、比例、建筑或街道风貌肌理。规则文件由规则、属性、自定义函数以及注释等构成的集合。
 * '''形状'''（Shape）：形状是CGA规则语法的核心要素，形状的名字被称为“模型标识”（shape symbol），由几何体构成，并具有被称“范围”（scope）的包围盒（oriented bounding box）。
-* '''规则（函数）'''
+* '''规则文件'''：由规则、属性、自定义函数以及注释等构成的集合。
+=== 规则 ===
 {| class="wikitable"
 |-
@@ 第81行： / 第136行： @@
 </pre>
 |}
-=== 常用函数 ===
+=== 属性 ===
+'''属性'''是一组静态的全局变量，每个属性被初始化一个特定的值。
+* '''attr'''（变量）：'''可在inspector面板里调整'''，与对象的属性字段做关联；当定义的属性名字与字段名一致时会自动关联（值类型一致）
+* '''Const'''（常量）：参数值不能在inspector面板里调整，也不能在规则中利用set函数调整其值。
+<pre>const height=20
+Lot -->
+    color(1,0,0)
+    extrude(height)
+</pre>
+=== 自定义函数 ===
+在CityEngnie中的自定义函数与属性比较类似，前面无关键字。自定义函数可以被参数化、随机化和条件化。
+<pre>attr Floor=0
+height=
+    case Floor < 2 : 5
+    case Floor < 6 : 4 + 3.2 * ( Floor - 1 )
+    else : 3.8 + 3 * ( Floor - 1 )
+Lot -->
+    color(1,0,0)
+    extrude(height)
+</pre>
+=== 注释 ===
+注释是为了提高规则的易读性，为团队合作与后续修改提供参考；
 {| class="wikitable"
 |-
-! 函数名 !! 功能概述 !! 形式与参数 !! 示例
+! 注释类型 !! 形式 !! 示例
-|- valign="top"
-| style="width: 5%;" | extrude || style="width: 15%;" | 拉伸/挤出，把地块变成一个建筑 || style="width: 45%;" | <pre>extrude(height)
-extrude(axisWorld, height) </pre>
-* height：拉伸高度，默认沿模型Y轴方向拉伸；
-* axisWorlvalign="top"d：设定世界坐标系的轴作为拉伸轴线（world.x/world.y/world.z）
-| style="width: 35%;" | <pre>Lot -->
-    extrude(10)
-    CompModel</pre>
-|- valign="top"
-| comp || 组件拆分/炸开，把模型从整体分成不同的部分 || <pre>comp(compSelector) { selector1 : operator operations | selector2 : operator operations ... }</pre>
-* compSelector：要分割组件的类型，可选值｛f:面|e:边|v:点}
-* selector：
-** front, back, left, right, top, bottom 前后左右上下（模型轴系）
-** vertical（垂直）, horizontal（水平）, aslant（有坡度的）, nutant
-** side 除水平部件外的其它部分
-** all 所有的
-|| <pre>CompModel-->
-    comp(f){side: ColorsSideFacade | top: ColorfTopFacade}</pre>
 |- valign="top"
-| color || 着色，给模型着色 || <pre>color(s)
+| 行注释 || 利用字符“//”或“#”注释一行 || <pre>// a comment
-color(r,g,b)</pre>
+# another comment</pre>
-* s (string)：文本类型的颜色值(16进制)例如："#rrggbb"
-* r,g,b (float,float,float)：浮点类型的颜色值，每个值的取值在0到1.0之间
-|| <pre>ColorsSideFacade-->
-    color("#00ffff")  SplitModel
-ColorfTopFacade-->
-    color(1,0,0) TopFacade</pre>
 |- valign="top"
-| split || 分割/切片，建筑分成不同的楼层 || <pre>split(splitAxis) { size1 : operations1 | size2 : operations2 | ... | sizen-1 : operationsn-1 }</pre>
+| 块注释 || 利用“/*……*/”可以实现块注释 || <pre>/* block comments
-* splitAxis：取值｛X | Y| Z｝，轴系为模型轴系
+ can be used to write
-* sizen：分割的宽度
+ multi-line comments
-|| <pre>SplitModel-->
+*/</pre>
-    split(y){4:color("#aa33bb") GroundFloor. | {~3:Floor.}*}
-</pre>注：符号“ * ”代表重复执行，“ ~ ”代表一个近似值
 |- valign="top"
-| i(insert)|| 插入/替换 || <pre>i(geometryPath)</pre>
+| 行内注释 || 行内注释也是通过“/*……*/”来实现的 || <pre>Lot -->
-* geometryPath (string)：要插入的几何体名称， 应为内置或存放于资源搜索路径里的几何体；
+    Garden House /*Garage*/ Fence</pre>
-|| <pre>i("example.obj")</pre>
 |}
-* <code>t(x,y,z)</code>：移动（复制），Scope Translate；
-* <code>t(x,y,z)</code>：缩放，Scope Size；
 == 参考链接 ==

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