CityEngine
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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 |
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）
| 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
|
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)
|
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 ... }
|
CompModel-->
comp(f){side: ColorsSideFacade | top: ColorfTopFacade}
|
| color | 着色，给模型着色 | color(s) color(r,g,b)
|
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 }
|
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)
|
i("example.obj")
|
-
t(x,y,z)：移动（复制），Scope Translate； -
t(x,y,z)：缩放，Scope Size；
