虚幻引擎的CityEngine VR体验:城市规划应用的虚拟现实体验

更新(2018年11月20日): CityEngine VR体验刚刚更新至2018.1版,具有改进和简化的UX和trueSKY支持。有关详细信息和发行说明,请参阅GeoNet上的指南

虚拟现实(VR)为城市规划提供了许多令人兴奋的机会:它允许城市官员,规划人员,设计师和公民沉浸在虚拟环境中,并以常规计算机上目前无法实现的方式查看,讨论或修改可能的开发方案屏幕或物理模型。

CityEngine VR体验是一个完整的解决方案,可轻松创建高级VR应用程序,以探索您的3D城市模型和城市规划场景。它建立在Esri CityEngine(用于数据集成,3D建模和场景开发)和Unreal Studio(Epic Games的基于虚幻引擎的企业解决方案)的组合之上,然后实时渲染场景,控制VR耳机及其控制器,并允许通过网络使用多个耳机进行协作研究。该体验是一个随时可用且可扩展的Unreal Studio项目模板,可以从中轻松导入,配置和查看CityEngine场景。

VR体验的基本思想是创建一个规划者和其他利益相关者熟悉的环境:用户最初发现自己处于虚拟规划办公室,具有360度全景,例如他们的城市(图1)。位于办公室中央的是一张桌子,顶部是3D城市模型。在VR中,用户现在可以直观地与3D城市模型进行交互

  • 协作审查和比较多个城市规划方案(使用多个VR头戴式设备),
  • 全天交互式分析太阳阴影,
  • 传送并沉浸在3D城市模型中,全面了解当前情况和未来情景。

现有的基于静态视点的移动耳机ArcGIS 360 VR解决方案相比,CityEngine VR体验提供了更加动态的体验,用户可以自由地在3D城市模型中移动并与之交互。

图1:具有计划表和城市模型的虚拟办公室。

城市设计与CityEngine

Esri CityEngine是一个程序建模工具,可以将2D GIS数据快速转换为智能3D城市模型(图2)。更新版本的CityEngine越来越多地为城市规划者提供专用工具,例如CityEngine 2018.1中的可见性分析工具。但是,CityEngine主要是一种建模和报告工具,并未针对高质量的实时渲染进行优化。针对广泛受众的城市规划应用程序所需要的是可扩展的创作环境,其中可以添加额外的交互和用户界面功能,并且可以构建自包含的软件应用程序。这是游戏引擎发挥作用的地方,因为它们满足了刚刚提到的所有这些要求。

图2:CityEngine中的城市规划方案。

从CityEngine到虚幻引擎4

2017年,Epic Games发布了虚幻工作室,这是一个基于虚幻引擎的企业套件。它包括Datasmith,这是一个工作流工具包,可以简化数据导入到虚幻引擎中,并将繁琐的手动导入转换任务减少到最少。随着CityEngine 2017.1的发布,CityEngine支持使用Datasmith导出城市模型,并且功能已经扩展到2018.0。从那时起,客户开始非常快速地将CityEngine用于UE4工作流程:

CityEngine允许我们为HOK的大规模城市规划项目建模。过去,创建数十万栋建筑的交互式高端可视化是一项挑战。现在,使用新的CityEngine 2017.1,我们可以直接导出到虚幻引擎。这使我们能够为客户和利益相关者制作流畅,数据丰富,实时渲染的体验。

Christopher Zoog设计技术专家,HOK

虽然此工作流程可用于在UE4中创建广泛的应用程序,但它也是CityEngine VR体验的核心:从CityEngine到UE4获取模型,然后将其嵌入到具有高质量渲染的交互式规划环境中,以及适当的导航和交互功能(图3)。

图3:加载了CityEngine VR示例的虚幻引擎编辑器。

使用VR体验

用户可以使用一小组基本操作来接近桌面并与城市模型进行交互:首先,使用耳机的控制器,可以平移,旋转和缩放模型。如图4所示,通过抓住桌子周围的环(用于旋转和缩放)或将控制器放在模型上方(用于平移),可以非常轻松地实现这一点。

图4:与城市模型交互,在这种情况下缩放和旋转模型。

在确定感兴趣的区域并从鸟瞰图中查看之后,用户可以决定将自己沉浸在模型中。这可以通过预定义的兴趣点(PoI)指示器或通过远程传送到任何期望的位置来实现。然后,用户将发现自己在城市中并且可以四处移动(再次通过传送),可以到达建筑物顶部以获得鸟瞰图,等等。能够正确进入规划方案的关键是获得规模感并获得特定观点的印象。

CityEngine支持在同一个项目中对多个设计方案进行建模,这些方案也可以在VR体验中导入。用户可以通过倾斜控制器来激活菜单(使用类似的手势来观察手表),然后从中选择,切换和比较不同的设计方案(图5)。使用相同的菜单,用户还可以更改一天中的时间,以检查高层建筑或植被投掷的阴影的效果。

图5:沉浸在城市模型中,用户可以检查不同的场景并更改一天中的时间。

未来的工作

除了上述协作功能外,我们还致力于在多个方向上增强VR体验:游戏引擎具有非常先进的排序和动画功能,这是通过添加行人和车辆使场景更具动感的好机会。此外,树叶可以是动画的,例如在风中移动树枝。另一个方向是增加对不同照明和天气条件的支持。最后,我们正在努力添加新的交互式工具,因此可以在计划会话期间更改设计。使用CityEngine的程序运行时,这可以相对容易地实现,例如改变建筑物的高度,改变其外观等。最终,我们正在寻求创建新一代的城市规划应用程序,供专家和非专家使用。

可用性和链接

要获得CityEngine VR体验,请先订阅Unreal Studio  (目前处于测试阶段)。然后,模板项目将自动显示在您的虚幻引擎库库中。

GeoNet上的CityEngine VR体验指南:https://community.esri.com/docs/DOC-11563 

Esri CityEngine:http:  //www.esri.com/software/cityengine

虚幻工作室:https:  //www.unrealengine.com/studio

使用CityEngine费城场景的独立可执行文件(Windows 10 64位):https://goo.gl/VRDeYA 

致谢

感谢苏黎世Esri研发中心的以下人员,他们为这个项目做出了巨大贡献:Benjamin Neukom,Benjamin Steger,Fabienne Christen,Taisha Waeny,Simon Haegler和Pascal Mueller。

 


 

From ESRI

https://www.esri.com/arcgis-blog/products/city-engine/design-planning/ce-ue4-vr-experience/