制作思路和CityEngine的简单使用

最近什么都不想干,就总结一下之前做过的一些东西。首先是建立一个虚拟城市,目前这个城市还在建造中,主要是用于自己的之后的动画和开放世界游戏制作,下面说以下自己之前的思路。

说起城市建模,可以说是哗的一下一大堆可以用想法就用入脑中,不过可以精炼一下。首先是软件选择吧,我摸过许多的三维素材软件,这里就不一一举例了,我按照一些网上的说法来分一下类:

我们常见的maya,3dsmax、blender和houdini等都是三维制作解决方案软件,说白了就是除了写文案和草图设计,还有一些后期处理等大部分都可以在这些软件里完成,只是由于软件引进时间,软件设计架构和一些人为因素,现在这些软件基本就被我们用来干某些方面的工作,比如maya常用来建模和制作角色动画,3dsmax在室内设计、建筑等偏工业方面用的多,游戏也会用,blender就随缘了(毕竟免费开源),houdini基本用来做特效,这些观点算是主流的。

那么回到我们的虚拟城市建造这个话题上来,使用上述的软件肯定是可以的,只是如果要从零开始,真的就有点太费时间了,这些软件感觉更适合手工细心雕琢模型细节,不太适合大批量程序建模。houdini应该算是个例外,它的程序式建模挺好使的,但对于城市建模并没有特定的工具,所以说大概要利用内建语言做一个系统出来,适合高度定制吧。

所以搭建城市框架我就没选择上面的软件,然后就在网上搜索到了cityengine,这是一个专门用来城市建模的软件,内置的规则文件的思路都是适合用来城市建模的,功能还挺强大。而这种软件和传统的软件在建模速度上进行比较的话,可以说在模型数目少的情况下不占优,不过随着规模增大,规则文件的复用就体现出速度上的优点了,所以很适合大规模城市建模。

这里给出cityengine的下载链接:链接:https://pan.baidu.com/s/1N7rnmEu-YMkpcpIug1YFOg
提取码:qojr

安装方法:下载后运行.exe程序,然后将压缩包里的内容替换到根目录即可。

这是软件界面:



上面是我设计的街道网络。强烈建议想学习的伙伴花一点时间进入官网跟着走完10几个小课程(文章类型),然后就基本入门了。

进行城市建模有两种选择:使用现有GIS数据或者自己构建街道网络。cityengine两种方式都提供了,我这里只介绍DIY。

对于街道网络,可以直接在cityengine里操作,或者在AI或其它矢量绘图软件中绘制矢量图,然后导入到cityengine中生成街道。我只尝试过第一种。

开始前呢,先对街道进行一下设计。我这里直接用分形搞了一张草图:



C是商业建筑,r是住宅区,O是办公区,I是工业区,图中看到线都是主要街道(宽的,cityengine中为major street)。

然后在cityengine的Graph->Street Creation Settings里设置一下道路的宽度,人行道的宽度,然后点击Polygonal street creation按钮就开始根据草图绘制。

接着要生成次要道路,这就不可能全部用手画了,这里就使用cityengine强大的随机街道分布完成任务。cityengine的随机街道生成可以根据现有的节点和线段来生成节点和线段。这在Graph->Grow Streets中:



有许多预设,参数也很多,这个可以在cityengine的帮助文档中查看每个参数的用法。不过街道是随机的,为了让它们规规整整的位于我的四方街道网格内,我使用了最简单粗暴的方法:生成->删掉多余的->生成->删掉多余的->......

生成完毕后,就要清理和优化街道。cityengine会把有冲突的街道口用红色虚线标识,这时候就可以选中,然后在Graph->Cleanup Graph中调整参数后优化:



注意,冲突可能会很多,毕竟生成的街道可能只是看起来可以,但实际不正确。

在经过繁琐的步骤后,街道网络就生成了,然后cityengine会将街道围起来的多边形区域称为一个块(block),可以理解为一个小区或其它,然后默认会细分出一些小网格,称为形状(shape),这些形状就是可以应用规则文件进行建模的最基本的几何体



同时,街道由线段(segement)和点(point)连接,同时cityengine相当于自动帮我们根据线段挤出了面片作为街道(street),同时细分出了人行道(sidewalk)。

那么接下来可以编写规则文件来做出一个模型,这里给出一个示例:



规则文件就不展示了,有些长。

还有街道模型实例:


关于规则文件的编写下篇文章再详述,不过自己尝试加官方帮助文档是最好的学习方法(和大多数编程语言一样)。

接着谈思路,还是制作方面的。在制作中,我们会需要大量的外部模型和纹理,可以使用maya等软件制作装饰模型,比如窗户、门、空调、路灯、车等,用PS、SP、SD等制作纹理,不过全部手工制作太费事了,这里给出我使用的一些免费资源(国内的好多资源都收费,感觉不大好使):
模型:kitbash3D系列,官方是要钱的,不过有免费资源,龋齿一号上搜kitbash即可。
纹理:推荐国外的一个网站,上面有几百个免费的SD、SP源的高分辨率纹理文件https://cc0textures.com

然后是导出和与对应的软件进行材质替换,目前遇到过的难点是导入到unity的话,需要重写部分shader,这在之后会进行讲解。如果是要用于动画制作,不建议直接全部导入maya,3dsmax等软件,可以考虑导入houdini进行处理,或者使用一些专门用于制作大场景的打光软件,如clarisse和katana。

以上。

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