从 CityEngine 到 Unreal Engine:从最初的设计步骤到高质量实时可视化的旅程
我们很高兴展示一个示例项目,从使用 ArcGIS CityEngine 的最初设计步骤到使用 Unreal Engine(Epic Games 基于其 Unreal Engine 4 游戏引擎的企业解决方案)的高端可视化。我们开展这个项目的动机是展示最新版本的 CityEngine 和 Unreal Engine 带来的新可能性,并探索通过链接这两个引擎所揭示的创造潜力。
我们的出发点是波士顿规划与发展机构 ( www.bostonplans.org ) 执行的波士顿南部多切斯特大道的重建计划。这项研究启发我们从该提案的指导方针和结论中学习该地区,并就多切斯特大道可能变成的样子提出我们自己的想法:一个充满活力、宽敞的绿色城市。
我们开始了一个考虑美学、功能和环境标准的多维设计过程,这些标准被整合到导致城市生成的一系列计算策略中。然后我们将城市导出到游戏引擎中,以实现高质量和 VR 可视化,并创建虚拟现实 (VR) 体验。在这篇文章中,我们想一步一步地讲述作为我们项目支柱的技术工作流程的故事,并分享我们从这个项目中获得的见解。
设计挑战
城市设计项目的庞大规模和复杂性是设计师必须面对的最大挑战:人工分析变得不切实际,并且很难应用能够在合理的时间范围内产生结果的设计流程。程序建模允许通过布置描述它们的规则并让计算机处理生成几何体的重复性任务来加快设计大量对象的过程。CityEngine 在不需要深入计算知识的环境中为建筑师、设计师和规划师提供程序建模和城市分析工具。
在我们的故事中,我们链接到各种资源,用于学习如何使用 CityEngine 来制定从头开始生成建筑物的规则,这对于跟随故事很有用。然后,我们进一步研究如何从设计师的角度构建和组织这些规则,以及在基于规则的计算过程中传达设计愿望的方法。我们提出了一种模块化设计方法,将建筑物的生成过程分成明确定义的部分,这些部分以单独的 CGA 规则编写。这些可以以各种方式组合,从而以更少的编码实现更多的形态多样性,以及对设计的高度控制。
v形象化挑战
程序模型完成后,我们将它们导出到虚幻引擎,从而实现高质量的渲染并实时“走”整个项目。然而,诸如设置照明、应用材料和纹理、以如此大的规模引入植物、汽车、人或街道设施等资产的过程可能会带来困难。同时,高细节建筑物的数量和场景的大范围可以使计算机的性能达到极限,使其难以导航或渲染。为了应对这些挑战,我们提供了一个虚幻引擎模板,其中包含基本设置、材质和合适的照明,并提供了促进耗时任务和提高场景性能的策略和技巧。更,
我们工作流程的一个重要贡献是它可以在沉浸式虚拟现实环境中探索项目。VR 体验从虚拟规划办公室开始,桌子上放着城市的 3D 模型。从那里,用户可以在城市中传送并以 1-1 的比例探索设计,改变一天中的时间和光照条件,以及在 VR 会话期间探索不同的场景。
工作流程
我们的工作流程由两部分组成:以 CityEngine 2019 为主要工具的程序设计和以虚幻引擎 4.22 为主要工具的可视化策略,我们在 Esri 社区的全文中对此进行了详细描述。对于每一部分,我们从概念上讨论我们的方法,然后提供实现我们想法的技术细节,以及最佳实践技巧和相关页面的链接,以便更深入地探索各种技术。
我们的目标?更多地了解建筑师和规划师如何使用 CityEngine 作为其项目的设计工具。逐步展示将 CityEngine 2019 与 Unreal Engine 4.22 连接起来以实现大规模场景的高质量实时可视化的工作流程。汇集来自各种来源的知识,这些知识对于克服此类项目的挑战是必要的。最后但同样重要的是,开启讨论以进一步探索 CityEngine 与 Unreal Engine 的结合可以带来哪些新的创意潜力。
进一步阅读:
从 CityEngine 到 Unreal Engine Esri 社区的深入技术文档