CityEngine

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) * 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) { selector operator operations | selector 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	示例	示例
split	分割/切片，建筑分成不同的楼层	示例	示例

• t(x,y,z)：移动（复制），Translate？；
• t(x,y,z)：缩放，Scale？；
• i("example.obj")：插入（替换），Insert?，；

参考链接

• 官方网站
• Wikipedia: CityEngine
• 百度百科：Esri CityEngine