CityEngine 城市三维建模入门教程
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作者车明亮,王英利,王晓文
出版社机械工业出版社
ISBN9787111709541
出版时间2021-05
装帧平装
开本16开
定价59元
货号11665133
上书时间2024-12-23
商品详情
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目录
目 录 前言 第1章CityEngine概述 1.1CityEngine发展概述 1.2CityEngine建模特点 1.2.1使用GIS数据作为背景底图 1.2.2使用CGA规则进行程序建模 1.2.3使用属性和注解自定义用户 界面 1.3CityEngine软件界面 1.3.1主菜单 1.3.2工具条 1.3.3导航器 1.3.4场景器 1.3.5编辑器 1.3.6模型视图 1.3.7检查器 1.3.8控制台 1.3.9日志 1.3.10状态条 1.4 CityEngine工程组织方式 1.5 CityEngine图层介绍及操作 1.5.1 Layer图层操作 1.5.2 Scene图层操作 1.6 CityEngine安装过程 1.7使用CityEngine向导创建虚拟 城市 第2章街道建模 2.1新建项目 2.2新建场景 2.3新建地图图层 2.3.1地形图层 2.3.2障碍图层 2.3.3纹理图层 2.4新建街道图层 2.5街道网络及属性 2.5.1街道网络的构成 2.5.2街道属性 2.6随机街道建模 2.6.1基础设置中的参数 2.6.2不错设置中的参数 2.6.3环境设置中的参数 2.6.4特定模式设置中的参数 2.6.5街道宽度设置中的参数 2.7手动街道建模 2.7.1创建手绘街道 2.7.2创建多边形街道 2.7.3编辑街道 2.7.4清理街道/图形 2.7.5对齐街道/图形到地形 2.7.6设置街道参数 2.7.7设置曲线硬直和平滑 2.7.8曲线自动平滑 2.7.9生成桥梁 2.7.10简化图形 2.7.11调整街宽到形状 2.7.12转换为静态形状 2.8创建街区 2.8.1随机创建街区 2.8.2手动创建街区 第3章手动三维建模 3.1预备知识 3.1.1新建项目及场景 3.1.2新建形状及街道图层 3.2手动建模工具 3.3形状建模工具 3.3.1创建多边形形状 3.3.2创建矩形形状 3.3.3创建圆形形状 3.3.4形状绘制中的捕捉 3.3.5形状绘制中的数值输入 3.3.6形状切割 3.3.7复杂多面体建模 3.3.8形状贴图 3.3.9形状清理 3.3.10对齐地形到形状 3.3.11对齐形状到地形 3.3.12重置地形 3.3.13形状细分 3.3.14分离面 3.3.15形状融合 3.3.16形状合并 3.3.17形状裁剪 3.3.18形状偏移 3.3.19移除孔洞 3.3.20反向法线 3.3.21设置首边 3.3.22模型转形状 3.4变换工具 3.4.1形状移动 3.4.2形状缩放 3.4.3形状旋转 3.5测量工具 3.5.1测量距离 3.5.2测量面积和路径 3.6手动三维建模实例 第4章 CGA规则建模 4.1预备知识 4.1.1新建项目及场景 4.1.2新建形状及街道图层 4.2CityEngine坐标系 4.2.1世界坐标系 4.2.2场景坐标系 4.2.3对象坐标系 4.2.4枢轴坐标系 4.2.5范围坐标系 4.2.6各坐标系之间的关系 4.3新建及使用CGA规则文件 4.3.1新建CGA规则文件 4.3.2使用CGA规则文件 4.4 CGA基本语法 4.4.1 CGA规则的表达 4.4.2 CGA起始规则 4.4.3 CGA版本号 4.5 CGA注释 4.5.1行注释 4.5.2段落注释 4.5.3行内注释 4.6CGA规则建模示例 CityEngine城市三维建模入门教程目录 第5章 CGA形状编辑操作 5.1创建几何体操作 5.1.1拉伸操作 5.1.2颜色操作 5.1.3锥体操作 5.1.4内部矩形操作 5.1.5原生四边形操作 5.1.6原生圆形操作 5.1.7原生立方体操作 5.1.8原生球体操作 5.1.9原生柱体操作 5.1.10原生锥体操作 5.1.11插入外部模型操作 5.2分割几何体操作 5.2.1组件操作 5.2.2切割操作 5.2.3切割面积操作 5.2.4偏移操作 5.2.5后退操作 5.2.6后退各边操作 5.2.7 L型操作 5.2.8 U型操作 5.2.9 O型操作 5.2.10随机点操作 5.3操控几何体操作 5.3.1反向法线操作 5.3.2删除孔洞操作 5.3.3清理几何体操作 5.3.4凸多边形操作 5.3.5校正操作 5.3.6软法线操作 5.3.7设置法线操作 5.3.8镜像操作 5.3.9修剪操作 5.4变换几何体操作 5.4.1平移操作 5.4.2缩放操作 5.4.3旋转操作 5.4.4平移变换操作 5.4.5旋转变换操作 5.4.6居中操作 5.5屋顶操作 5.5.1单坡屋顶操作 5.5.2双坡屋顶操作 5.5.3四坡屋顶操作 5.5.4金字塔屋顶操作 5.6其他常用操作 5.6.1对齐范围到轴线操作 5.6.2对齐范围到几何体操作 5.6.3旋转范围操作 5.6.4 NIL操作 5.6.5标签操作 5.6.6打印操作 5.6.7报告操作 第6章 CGA纹理贴图操作 6.1设置投影操作 6.2投影UV操作 6.3填充纹理操作 6.4平移UV操作 6.5缩放UV操作 6.6旋转UV操作 6.7瓦片UV操作 6.8删除UV操作 第7章 CGA属性及属性设置 7.1内置形状属性 7.1.1组件属性 7.1.2切割属性 7.1.3材质颜色属性 7.1.4材质透明度属性 7.1.5材质属性 7.1.6对象坐标系属性 7.1.7枢轴坐标系属性 7.1.8范围坐标系属性 7.1.9修剪属性 7.2自定义规则属性 7.3属性设置函数 第8章 CGA程序结构与规则函数 8.1顺序结构 8.2条件判断结构 8.3随机判断结构 8.4循环结构 8.4.1使用重复开关* 8.4.2递归调用一 8.4.3递归调用二 8.5带参规则 8.6自定义函数 8.7外部规则的导入 第9章 CGA常用内置函数 9.1几何函数 9.1.1几何角度函数 9.1.2几何面积函数 9.1.3几何高度函数 9.1.4纹理尺寸函数 9.1.5其他几何函数 9.2上下文函数 9.2.1最小距离函数 9.2.2上下文比较函数 9.2.3上下文计数函数 9.3地理坐标和色阶函数 9.3.1地理坐标函数 9.3.2色阶函数 9.4数学函数 9.5简单类型操作 9.5.1布尔型运算符 9.5.2浮点数算术运算符 9.5.3浮点数比较运算符 9.5.4字符串拼接运算符 9.5.5字符串比较运算符 第10章 CGA注解与样式 10.1 CGA注解 10.1.1起始规则注解 10.1.2属性排序注解 10.1.3属性分组注解 10.1.4属性描述注解 10.1.5属性隐藏注解 10.1.6颜色注解 10.1.7手柄注解 10.1.8值域注解 10.1.9角度注解 10.1.10距离注解 10.1.11百分比注解 10.1.12枚举注解 10.1.13文件注解 10.1.14目录注解 10.2CGA样式 第11章 对象选择与视域分析 11.1对象选择 11.1.1主菜单选择 11.1.2视图快捷菜单与分离选择 11.1.3场景快捷菜单 11.2视域分析 11.2.1视域分析 11.2.2穹顶分析 11.2.3廊道分析 第12章 数字模型导入与导出 12.1数字模型导入 12.1.1导入图层文件 12.1.2导入项目文件 12.2基于GIS数据进行三维建模 12.2.1在GIS软件中准备Shapefile数据 12.2.2在场景中加载Shapefile数据 12.2.3新建CGA规则文件 12.2.4使用Shapefile属性 12.2.5编写规则代码 12.3数字模型导出 12.3.1导出项目 12.3.2导出模型 12.3.3导出为VR场景 第13章 使用Python脚本语言 13.1 Python简介 13.2打印“Hello CityEngine” 13.3获取对象及其属性 13.4根据对象属性新建选择集 13.5使用CGA规则 13.6创建形状 13.7复制和删除形状 13.8变换形状 13.9填充纹理 13.10导出模型 13.11脚本函数汇总 参考文献
内容摘要第1章 CityEngine概述
内容导读
本章首先概述了 CityEngine 的发展历史和建模特点，然后介绍了 CiyEngine的软件界面和工程组织方式，紧接着，讲解了CiyEngine 的图层及相关操作，最后介绍了 CiyEngine 的软件安装过程和使用问导创建虚拟城市的过程。
1.1CityEngine发展概述
Ciy Engine 最早可追溯到2001 年的瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和中影（Cen-ral Pictures)公司联合发表的 Procedural Modeling of Cities 论文,该研究提出并探讨了使用程序（即L系统和纹理系统）模拟城市的可行性。在2008年，瑞士 Procedural 公司正式发布了第一个商业版本的 Ciy Engine 2008。随后，该公司在2009年和2010年先后推出了 CiyEngine2009 版本和 CityEngine 2010 版本。
在2011年，美国环境系统研究所公司（Environmental Svstems Research Institute,Inc.简称ESRI公司）收购了Procedural公司，并将软件更名为Esri CityEngine。同年，ESRI公司成立了苏黎世研发中心，专注于城市设计、三维（3D）建模和地理信息系统（GIS）集成。
自2011年11月至2016年6月，ESRI公司每隔一年更新一版。在这六年的发展中，EsniCityEngine与ArcGIS深入集成，全面支持地图投影坐标系，支持FileGDB文件和Shapefile文件，增加建模规则，扩展植物库，改善用户界面，使其具有更好的用户体验。
在2017年，ESRI公司推出了Esri CityEngine 2017版本。相比之前的版本，该版本是一个分水岭，因为它呈现了一个完全改进的图形用户界面，引入了全新的工具栏图标集，更新了窗口选项卡和其他用户界面元素外观，提供了非常重要的测量工具，重新设计了光标以突出显示当前活动的工具状态，实施了新颖的3D导航系统，改进及扩展了CGA规则函数，完善了数据导人和导出功能，增强了虚拟现实（VR）体验，提高了软件的易用性。
在此之后，Esri CityEngine2018版本进一步丰富了手动建模工具和程序建模函数库，完善了新建高程数据工作流，改进了对ArcGIS平台的支持和对虚幻引擎（UnrealEngine）的支持。另外，检查器和视窗也有显著改进。随后，EsriCityEngine 2019版本再次丰富了手动建模工具和程序建模函数库，同时改进了检查器窗口和3D数据的导入与导出，支持虚幻工作室（Unreal Studio)和Web 3D场景，集成了ArcGIS Urban。
在2020年，ESRI公司将Esri CityEngine更名为AreGIS CityEngine,并发布了2020版本。随后，ESRI公司在2021年又发布了AreGIS CityEngine 2021版本。至此，CityEngine已成为AreGIS系列的正式组成部分，也体现了CityEngine与AreGIS产品的无缝协作目标。AreGISCityEngine相比Esri CityEngine 2019版本在软件界面和操作方面并无显著区别，只是在渲染材质、支持外部模型以及模型编辑方面有所改进，主要体现在改进了对基于物理渲染（Physically.Based Rendering,简称PBR）材质的显示，对 Pixar 公司的开源通用场景描述（Universal Scene De-scription，简称USD）数据格式的支持，增加了交互式设计的工具选项。另外，在软件操作界面上提供了对中文的支持，在CGA规则中增加了对数组的支持及对CSV文件的支持。
1.2 CityEngine建模特点
1.2.1使用GIS数据作为背景底图
如果将地球抽象为椭球体，并以地球质心或椭球体中心为参考点建立球面坐标系，那么地表上的任意地物都可以被量测，即具有地理坐标（经度、纬度和高程）。然而，在中小尺度空间范围内，使用地理坐标进行量测存在较大的误差。为减少误差，需要将地理坐标经投影变换转为平面坐标。对于高斯-克吕格投影，为减少投影变形，通常使用3°或6°分带投影，从而得到某一区域的投影坐标系或平面坐标系。而GIS数据则是投影坐标系或平面坐标系的重要载体。
在大规模场景的城市建模中，所有的地理实体都具有平面坐标，都可以在GIS数据中被描述。而CityEngine全面支持GIS数据，在矢量数据方面，支持AreGIS的File GDB和shape-file 数据、OpenStreetMap的osm 数据以及GoogleEarth的kml 数据等；在栅格数据方面，支持无人机拍摄的正射影像tif 数据、支持遥感影像获取的img数据等。基于GIS数据，使用City-Engine可以快速构建数字孪生3D场景，比如利用点数据生成植物（如乔木、灌木等）、道路杆件及标志系统（如电线杆、路牌杆、通信杆、监控杆等），利用线数据生成街道，利用面数据生成建筑物，利用纹理数据生成实景地表等。与此同时，基于GIS数据，使用CityEngine还可以进行高效的城市规划设计，从而协调城市各方面发展，保证城市空间资源的有效配置和土地资源的合理利用。
……
精彩内容
CityEngine因其强大的程序建模优势已被广泛用于大规模场景的城市三维建模中，它基于现实世界的地理信息数据，可以真实地展现城市的过去、现在和未来。本书以通俗易懂的方式，通过大量的实例，讲解了CityEngine的使用操作。本书内容共分13章，第1章主要讲解CityEngine的软件界面、工程组织方式、图层及其操作、软件安装步骤和使用向导创建虚拟城市的过程；第2章讲解街道建模方法，主要包括随机街道建模和手动街道建模；第3章讲解手动建模工具，主要包括形状建模工具、形状变换工具和形状测量工具；第4~10章讲解CGA规则建模操作，主要包括形状编辑、纹理贴图、属性及其设置、程序结构、规则函数、常用内置函数、注解和样式等内容；第11章讲解对象选择方法与视域分析工具；第12章讲解数字模型导入与导出方法，以及利用地理信息系统数据进行三维建模的基本过程；第13章主要讲解Python脚本的使用过程和常用操作。 本书结构清晰、内容全面、实例丰富、图文并茂、语言通俗易懂、操作过程详尽细致，适合从事三维地理信息系统建模、建筑方案设计、城乡规划设计、园林景观设计、影视动画场景设计、三维游戏场景制作、城市信息模型建设等工作人员及相关专业的大中专院校师生阅读，也适合对CityEngine软件的程序建模感兴趣的读者使用。
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