CityEngine ArcGIS CityEngine 提供了强大的工具来程序化地创建详细的建筑物或大城市。为了进一步处理或可视化，用户通常需要将这些模型导出到第三方应用程序。
Unreal Engine 已成为建筑可视化或创建交互式体验的流行工具，但用户在将场景从 ArcGIS CityEngine 导出到 Unreal 时通常面临的问题是缺乏高质量的材质和网格。幸运的是，虚幻引擎为虚幻引擎提供了几个资源库，例如Quixel或Twinmotion 资源，这些资源库可以在虚幻生态系统中免费使用。
在这篇博文中，我们将指导您完成一个简单的工作流程，以便在导入 ArcGIS CityEngine Datasmith 场景后替换虚幻引擎中的资产。替换工作流由虚幻引擎的数据资产（可以被认为是简单的表格数据）控制。一旦正确设置，这些数据资产就可以在项目之间共享。
为了帮助演示工作流程，我们创建了一个模板项目，其中包含其他工具来协助替换，本博客文章将对此进行详细说明，以便您继续跟进。
我们还提供了一个现成的 ArcGIS CityEngine 和 Unreal Engine 示例项目，它大量使用了这些替换项。要打开 Unreal 项目，请确保已安装Twinmotion Content for Unreal Engine Plugin。
下载链接
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- 可用作新项目模板的替换项目
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- 可以集成到现有项目中的替换插件
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- 需要安装用于虚幻引擎插件的 Twinmotion 内容
- 注意：大下载 3.2 GB
- 最低系统要求：NVIDIA GeForce RTX 2060 显卡
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- 需要将最新的完整街道规则示例项目下载到您的工作区
更换工作流程
在本节中，我们将解释如何在虚幻引擎中定义替换，以及如何使用提供的模板项目在您的场景中执行替换。
首先，使用 Datasmith 导出器从 ArcGIS CityEngine 导出场景。在 Unreal 中，我们可以使用 Dataprep 导入工作流，也可以在导入 Datasmith 场景后在关卡视口中应用替换。
通常，此工作流程是迭代的，这意味着我们可以多次执行替换，直到获得所需的结果。
从 ArcGIS CityEngine 导出
要从 ArcGIS CityEngine 导出我们的场景，我们使用 Datasmith 导出器。根据用例，有几个选项需要考虑。
- 全局偏移：全局偏移应居中，以避免由于坐标可能较大而导致的精度误差。
- Mesh Merging： 对于小场景，这应该设置为 Per Initial Shape，对于大场景，应该设置为 Globally或 Globally by Material。通常 每个初始形状 允许在虚幻引擎中进行更好的处理，因为每个建筑物都可以单独修改。
- 实例化：当使用许多实例时（例如，对于树叶、草或树），建议将此选项设置为Use Instanced Static Mesh Actors。这将在 Unreal 中使用优化的 Hierarchical Static Mesh 组件，从而提高替换工作流程期间的性能，以及运行时的渲染性能。注意：如果您使用的是Visual Dataprep Workflow，分层实例不会在预览编辑器中正确呈现。
有关其他选项，请参阅ArcGIS CityEngine Datasmith 导出器文档。
提示：为了更容易在 Unreal 中配置替换，建议使用material.name属性适当地命名 CGA 材质（例如，通过调用set (material.name, “Brick”)）。我们可以稍后在 Unreal 中引用这些名称来替换材质。
虚幻引擎
在 Unreal 中，我们可以定义替换并在 Datasmith 场景中执行它们。首先，我们需要确保我们的项目包含必要的工具。如果我们想从一个新项目开始，我们可以使用Unreal 的 CityEngine 替换模板项目。或者，对于高级用例，我们可以将用于虚幻的 CityEngine 替换插件添加到现有项目中，方法是将其复制到项目的插件文件夹中（另请参阅虚幻引擎中的插件）。
定义替换
替换工作流程由虚幻数据资产控制。我们的模板项目提供了两种特殊类型的数据资产。MeshReplacement类型定义了如何替换 StaticMesh 实例，MaterialReplacement类型定义了如何替换网格上的材质。
在定义替换之前，需要在内容浏览器中创建这些资源，方法是右键单击，然后选择Miscellaneous → Data Asset，然后选择MeshReplacement或MaterialReplacement。
现在可以添加替换项并使用数据进行设置。有两种设置必要数据的方法：在数据资产编辑器中手动输入，或者在导入 Datasmith 场景后将它们添加到场景视图上下文菜单中。
手动添加替换
要手动添加替换数据，请单击替换旁边的加号，这将向数据资产添加一个新条目。
MaterialReplacement数据资源可以通过匹配材质名称（材质名称匹配器）或按材质使用的名称（纹理名称匹配器）查找特定纹理来替换材质。
MeshReplacement数据资源通过匹配它们的名称来替换静态网格物体。我们可以添加几个替换选项。如果添加多个选项，则根据其定义的比例替换它们（如果添加两个替换，比例为 1 和 2，则第一个以 1/3 的概率被选中，第二个以 2/3 的概率被选中）。
匹配类型提供了几个选项：
- Starts With：检查搜索选项是否以给定文本开头
- Equals：检查搜索选项是否与给定文本完全匹配
- 包含：检查搜索选项是否包含给定的文本
- 正则表达式：高级用例，将搜索选项与给定的正则表达式模式匹配
请注意，所有匹配选项都区分大小写。
高级用例：可以通过创建从基础StaticMeshMatcher或MaterialMatcher类扩展的蓝图来添加自定义材质或静态网格匹配器。
在视口中添加替换
我们还可以通过右键单击视口中的 Actor 并在上下文菜单中选择替换材质 或替换网格 来添加替换（这仅在关卡编辑器视口中可行，而在 Dataprep 预览视口中不可行）。
选择Replace Material将打开一个对话框，允许您在视口中替换选定的材质，同样通过选择Replace Mesh，将打开一个对话框以替换当前选定的网格。现在我们需要选择一个要添加替换的目标数据资产，我们也可以直接执行替换。
执行替换
模板项目提供了两种执行替换的方法：使用Visual Dataprep 编辑器或在 Datasmith 导入后在关卡视口中执行替换。这两种工作流程都有优势，将在以下部分中进行说明。
可视化数据准备工作流
Visual Dataprep 允许我们在 Datasmith 导入期间自动执行操作。模板项目添加了两种新的动作类型，用于替换资产和材质。Replace Meshes和Replace Materials Actions 都采用各自的数据资产（如上所述）。
如果将其他 Dataprep 操作合并到一个工作流中，则 Visual Dataprep 工作流特别有用。
首先，我们需要通过右键单击内容浏览器并选择Dataprep → Dataprep Asset 来创建一个新的 Dataprep 资产，然后打开该资产。
然后我们可以将来自 ArcGIS CityEngine 的 Datasmith 导出作为输入添加到 Dataprep 编辑器。按右上角的加号，选择您的 Datasmith 文件，然后按Import。
之后，我们可以添加我们想要应用到我们导入的场景的动作。通常，我们为我们在项目中定义的每个替换数据表添加一个操作。
然后我们可以执行Dataprep 管道。此步骤可以根据需要重复多次，以实现所需的替换。
最后，我们提交管道，它将场景添加到我们的关卡中。
注意： Dataprep 编辑器不能正确处理分层实例，因此如果您要导入具有许多实例的大型场景，建议使用下一节中介绍的正常 Datasmith 导入工作流。
Datasmith 导入替换工作流程
Datasmith 导入工作流以类似的方式工作。首先，我们通过单击Datasmith → File Import将我们的 Datasmith 场景导入当前关卡。 与之前解释的 Visual Dataprep 工作流程不同，在关卡视口中正常的 Datasmith 导入和执行替换也能够正确处理 Hierarachical 实例，这使其成为大型场景的首选。
导入 Datasmith 场景后，右键单击 Outliner 中的DatasmithSceneActor，这将打开包含 CityEngine 部分中的新条目的上下文菜单。
执行替换：这将打开对话框以执行网格和材料替换。替换的数据资产可以添加到各自的列表中，我们还可以在执行替换之前恢复 Datasmith 场景。
重新加载 Datasmith 场景：这将重新加载源 Datasmith 场景，因此撤消在场景中执行的所有替换。
Merge Instances：这会将所有实例化的静态网格体 Actor 合并到分层实例化的静态网格体 Actor 中，如果使用实例化选项使用实例化网格体导出场景，这将非常有用。
我们现在可以按执行替换 ，这将打开一个对话框，我们可以在其中配置我们想要执行的替换，方法是将它们添加到各自的列表中。Restore Datasmith Scene Before Execution也应设置为 true 以在原始场景上应用替换
现在一切都已配置好，您可以根据需要进行多次迭代，直到您的场景完美！
