CityEngine自动化建模

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CityEngine 初探-CSDN博客

City Engine CGA 规则包_cga规则-CSDN博客

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1. 基础教程

1.1 软件布局

1.2 新建一个CityEngine工程

File→New→CityEngine→CityEngine project

然后Next输入工程名称，输入工程名称为“FirstTestHZ”，然后点击“Finish”

一个新的工程创建成功，并会在导航器（Navigator）中显示，Navigator一般在软件的左下角显示，工程创建成功后，会生成很多默认的文件夹，但是都是空的。

Assets —— 存放模型的零件与纹理图片

Data —— 存放道路或地块数据（.shp、.osm、.dxf等）

Images —— 存放场景快照

Maps —— 存放地图图层来源的影像，（.jpg、.img、.tif等）

Models —— 导出的3D模型存放位置

Rules —— 存放规则文件 .cga

Scenes —— 存放场景文件 .cej

Scripts —— 存放脚本文件

1.3 新建一个新的场景

File→New→CityEngine→CityEngine Scene

选择场景所属工程和填写场景名称后，点击“Finish”完成创建。

此时会出现一个空白的3D View窗口。

1.4 复制rules和assets文件夹

在CityEngine中需要用到规则文件和资源文件来生成建筑模型，我们可以从已经加入到软件中的“Tutorial_09_Advanced_Shape_Grammar__2016_1”工程来复制文件。

用ctrlC和ctrlV来复制文件即可。

1.5 常用操作

平移：ALT＋鼠标中键

旋转：ALT＋鼠标左键

显示模型：F12

全局显示：A

全选要素：Ctrl＋Ａ

2. CityEngine白膜拉伸步骤

建筑建模主要依据含有建筑高度的建筑面shp数据。将shp数据导入CityEngine后，赋予建筑面建筑物规则，对建筑面数据拉伸高度并且赋予贴图或者颜色效果。建筑物拉伸完成后，可以导出fbx或者obj格式模型。

2.1 拷贝数据

打开软件，将建筑物面数据拷贝到data文件夹内

2.2 加载数据

然后选中后缀为“.shp”的文件，拖入到3D View的窗口中，为数据选择一个正确的坐标系后，就可以看到shp数据已经加载到场景中了。

2.3 给建筑物赋予白膜拉伸规则

在3DView窗口里CtrlA全选建筑物面，然后在“rules”里找到复制过来的“Candler Building.cga”，鼠标按住后把规则拖动到建筑屋面上，就可以根据规则自动生成模型

2.4 自定义rules规则

在Navigator面板的Rules节点上右键，选择New→CGA rule file，输入文件名称“testhz”，新建一个规则文件，打开规则文件编辑窗口。

规则语法等内容需要深入研究，目前常用的有

attr height = 250 —— 定义属性

extrude(height)、extrude(axisWorld, height) —— 拉伸

comp(f){top: Roof | side: Facede} —— 面分割

comp(e) —— 边分割

comp(v) —— 点分割

color(1, 0, 0) 或 color("#69431a") —— 颜色

case:else:根据属性筛选条件，设置不同的显示

2.4.1 申明变量

attr height ＝100

2.4.2 模型拉伸高度

exturde(hieght)

赋予规则后，模型将展示如图所示

2.4.3 模型随机高度

rand函数，赋予最小值与最大值，就可以给建筑物随机添加高度

重新编写cga文件后，Ctrl＋G可以重新生成模型

2.4.4 拆分建筑六面

面分割采用comp(f){}，关键字top,side表示屋顶和侧面，top:roof表示将建筑物整体分割，且顶部赋值至变量roof

Ctrl＋G重新生成后，显示如下：

2.4.5 建筑物贴图

设置贴图的坐标系

setupProjection(uvset, prjAxesSelector, texWidth, texHeight)

uvset —— 要被贴图的元素的索引值，[0, 9] 的整数

prjAxesSelector —— 设置有效的方向轴，有效参数有：scope.xy, scope.xz, scope.yx, scope.yz, scope.zx, scope.zy

texWidth —— 宽度方向上的贴图比例，即贴图大小与建筑大小的对应。设置为 '1 则自适应以一张贴图贴满整个面

texHeight —— 高度方向上的贴图比例，即贴图大小与建筑大小的对应。设置为 '1 则自适应以一张贴图贴满整个面

Ctrl＋G重新构建后

同理，可以创建侧面贴图

后期对规则进行代码编写，可以实现快速模型构建。对于代码接口，可以参考接口文档：CGA 参考—ArcGIS CityEngine 资源 | 文档

2.5 导出模型

选中需要导出的模型，然后选择File→Export Models，选择需要导出的模型格式，一般是选择fbx或者obj。

导出fbx需要注意不同的选项导出的模型对象区分方式不一样。

如上图显示默认选项，则导出的模型会按照材质来进行区分，同一材质的模型会是一个对象。

如上图显示选择“Instances and Shape Groups”，则导出的模型则会按照当前对象进行导出。

3. CityEngine道路建模步骤

道路建模主要依据含有道路宽度的道路中心线shp数据。将shp数据导入CityEngine后，修改道路数据的拓扑错误，编辑特殊道路的高度和宽度后，对道路数据赋予道路规则。道路规则慢慢积累后，可以重复使用，根据不同的道路类型或者样式，可以修改道路的中心样式、人行道样式、单向道路、桥梁样式和车道停止线样式。修改完成后可以导出fbx或者obj模型。

3.1 导入shp道路中心线

将shp数据、影像数据等放于项目data文件夹内。然后在Navigator视窗内可以看见数据被添加进来了，暗住鼠标左键不放，即可以把数据拖到3D视图里，完成数据的添加。

3.2 修改道路拓扑错误

数据导入到3D视图后，CityEngine会自动根据shp数据中的道路宽度字段完成道路面放样。并且自动生成道路面、人行道面、道路交叉口等数据。

一些数据不符合拓扑规则时，CityEngine会用红色标记出来，这时需要手动对数据进行拓扑校正。根据实际情况，选择校正方法。

一般来说，如果道路交叉口有拓扑问题，可能是因为道路线节点过多导致的问题，这时候可以选择清理工具，对节点进行融合。

融合时可以选择适当的融合距离。

第二种情况是在道路末端会有拓扑错误，这个时候如果选择清理工具，道路错误节点会被删除，并且错误会继续存在，这种情况，我们只需要把道路末端节点的属性改为Crossing即可。

还有一种情况是高架匝道有拓扑问题，这时候，需要对匝道的宽度和高度做校正，这个放在下一章节进行介绍。

3.3 编辑道路高度和宽度

道路的宽度决定后面道路的样式，并且高架和匝道的宽度也经常会引起道路的拓扑问题，所以道路的宽度和高度的编辑是至关重要的一环。

3.3.1 精确修改宽度

在Inspector视图里，找到shape width选项，填入正确的道路宽度数值即可精确修改道路宽度。

道路宽度修改原则可以按照影像实际测量结果得出、也可以按照基础地理数据库中的属性得出、如果知道车道数，道路基础设施等信息，也可以根据车道数来修改道路宽度。

道路宽度=（3.5（车道宽）+0.13（线宽））*N（车道数） 如果是双实线中间间隔0.13m，也需要加上

3.3.2 粗略修改宽度

选中道路面street，然后选择编辑选项

道路面会变成编辑调整模式，选择道路两边的绿色方块，可以改变道路的宽度。

拓展：选择黄色的端点，可以改变端点的位置

选择绿色的圆点，可以改变道路的弯曲方向和弯曲度

3.3.3 修改道路高度

道路高度是由整体高度和节点高度决定的。选中道路后，再选择调整功能，即可以对道路整体高度进行调整

选中单个道路节点，即可以对单个节点高度进行调整。

调整方式为对绿色的Z轴拖拽即可。

拓展：调整还有X和Y轴，可以调整道路线或者道路节点的坐标

3.4 配置道路规则

选中道路面，然后将道路规则拖动到道路上，道路限时橙色，即为正确。

配置完成后：

配置完成后，还需要对数据进行检查，确认有无错误，常见的错误包括：

• 道路宽度错误，导致部分区域没有道路贴图样式

解决方法：修改错误数据的宽度，即可恢复正常。

• 道路交叉口没有斑马线或者车道停止线等。这种问题的原因就是车道点过近，导致street与crossing之间距离过短，斑马线与车道线没有足够距离显示，所以可以将点融合，或者删除点后，重新新建一条道路也可以，或者可以编辑节点，把节点距离调大即可。

• 有些道路是空白的，这是因为道路终点的类型不对导致的，可以把道路终点的类型改为crossing即可。

• 有些包含交叉口和道路终点的地方会有拓扑错误，这个一般选择清理工具即可。

3.5 修改道路属性

3.5.1 修改道路中心样式

道路中心线可以是双黄线，也可以是绿道树木。需要改变的话，可以选择道中心截面布局，Center_Type选择median

3.5.2 修改道路人行道样式

人行道可以修改样式，默认是贴图。

可以选择人行道绿化+区域，选择sidewalk_Ground_Cover中的Random或者standard grass。

3.5.3 修改单向道路

修改前

修改后

车道线发生变化

3.5.4 修改桥梁样式

有些道路属于高架桥，高架桥需要添加桥墩和路边围栏，这时候选中需要添加桥墩的模型，然后在道路规则里选择桥墩样式为“on,by the elevation”。

3.5.5 修改车道停止线样式

3.6 模型导出

3.7 中国特色道路贴线、指示地表设置

目前使用CityEngine软件自带的Standard_Street.cga文件来进行简易快速道路建模，只能设置车道线和地标指示，不包含中间隔离带等其他复杂路面物体。

3.7.1 standard规则解释

• NbrOfRightLanes

修改反向车道车道数，比如下图四车道的道路，修改属性值为3，则代表一边为3车道一边为1车道。

个人意见这个反向其实跟道路的线条方向有关，需要尝试才可以决定是写1还是写3。

• Centerline

车道中心线设置，目前选项有yellow（黄实线）、none（黄虚线）

• RoadTraffic

right-hand：靠右行驶

Left-hand：靠左行驶

• Stop Markings

路口指示地标，目前选项有StopBegin和StopEnd。

StopBegin：线段开始的地标贴图选项。

StopEnd：线段结束的地标贴图选项。