Progetto urbanistico di Marsiglia

Per illustrare Phosphore 2, un progetto di pianificazione urbanistica della grande azienda francese di costruzioni e ingegneria civile Eiffage, è stato necessario creare un piano regolatore convincente e la visualizzazione in 3D, con le seguenti esigenze di produzione:

• Il piano urbanistico di massa e la modellazione tipologica architettonica sono stati progettati in modo iterativo, in collaborazione con le parti coinvolte (architetto, produttori e grafici CGI), pertanto dovevano essere formalizzati in 3D molto rapidamente.
• Il progetto finale doveva essere un prototipo per i modelli urbanistici applicati - che in seguito avrebbero potuto essere impiegati facilmente in altre città con topografia e contesti territoriali diversi. In altre parole, il piano urbanistico di massa non è stato rigidamente stabilito né disegnato ma piuttosto specificato, attraverso linee guida e principi di progettazione tra cui le diverse tipologie di edifici in determinate percentuali, ecc.
• I progetti edilizi derivavano da solide tipologie concettuali progettate dall'architetto. In questo contesto, sette tipologie di edifici sono state abbozzate nei loro tratti salienti dall'architetto, e associati a diversi principi strutturali e programmatici, ad esempio:
  • Una linea guida della forma di base per ciascuna tipologia di impronta: triangolare, multi-poligonale, ad arborescenza, domino o quadratini.
  • La tipologia ad arborescenza si eleva su pilastri che dovrebbero adattarsi alla topografia del terreno.
  • Ognuno degli edifici dovrebbe presentare un coefficiente di abitabilità vincolato (in base alla sua superficie di terreno).
  • La prossimità e l'accessibilità alle strade e agli assi principali viene guidata tramite la definizione di vincoli di distanza e orientamento.
  • Ciascuna tipologia di edificio ha un design della facciata diverso, che deve adattarsi alle regole e ai vincoli di progettazione, come l'orientamento del sole o la vicinanza agli edifici attigui.

Ovviamente, non era possibile adottare tutte le linee guida e i vincoli dati dall'architetto e cercare di modellare manualmente l'intero ambiente urbano in 3D con strumenti CAD o DCC standard. Per convertire le linee guida e i vincoli di progettazione in regole e disegni parametrici, devono essere applicate le tecniche procedurali. Per questo CityEngine era, in ultima analisi, il candidato ideale per la costruzione di questo ambiente urbano.

"CityEngine è uno strumento dedicato e ottimizzato, alimentato dal suo linguaggio di script CGA altamente astratto. Tutti gli strumenti contenuti in CityEngine sono orientati all'urbanistica o all'architettura. L'utente manipola i concetti architettonici attraverso la derivazione di semplici ma potenti operatori di script: In CE non si ha a che fare con poligoni, vertici e via dicendo (e non è necessario fare matematica complessa!), piuttosto ci si concentra su modelli, ritmi, sequenze e partizioni spaziali. Il processo di modellazione della città o dell'edificio diventa un naturale processo di pensiero progettuale - come se si stesse scrivendo un pezzo di DNA costruttivo, che potrebbe adattarsi a qualsiasi situazione o luogo. Il punto di forza della grammatica della forma di CGA è la sua semplicità: se è possibile descrivere in modo naturale un edificio o una città in termini di modelli, ritmi, divisioni, ripetizioni, allora è possibile scrivere una regola di CGA che faccia sviluppare questo particolare tipo di edificio con le variazioni".

Romain Janil, Virtualization

Per la modellazione procedurale di questo ambiente urbano su larga scala, lo studio VFX 3eme Oeil ha subappaltato il lavoro a Romain Janil di Vitualization, che ha svolto e applicato il seguente flusso di lavoro:

1. Creazione di dati reali ed esportazione delle impronte degli edifici esistenti come shapefile.
2. Importazione in CityEngine per vincolare il rilievo, creare ostacoli o attribuire mappe (mare, parchi, ponti, ecc.).
3. Sviluppo procedurale delle reti stradali in base alle linee guida progettuali, elaborazione manuale di alcuni punti.
4. Suddivisione procedurale di lotti e parcelle in base alle linee guida progettuali, come l'area minima o massima per ogni edificio.
5. Sviluppo procedurale della tipologia di edificio ad arborescenza con una regola CGA iterativa.
6. Diffusione procedurale di altre tipologie, in regole di derivazione stocastiche o di orientamento/area.
7. Script procedurale delle tipologie di facciata in base alle linee guida progettuali: nido d'uccello con una nuova architettura grafica per occludere la luce nelle facciate orientate a sud, terrazzi sulle facciate a nord, distribuzione stocastica di finestre aperte, tendaggi, ecc.
8. Distribuzione procedurale e derivazione di arredo urbano (panchine, lampioni, file di alberi, sentieri in legno nei parchi).

CityEngine è stato poi utilizzato per generare direttamente i modelli in viewport 3D a frequenze interattive. È stato possibile generare un modello poligonale di 14 milioni di poligoni dell'intera area ed essere ancora in grado di navigare la scena, cambiare i parametri, ecc. Il modello completo è stato poi esportato in Collada® in pezzi strutturati, e consegnato a 3eme Oeil che ha integrato i dati 3D generati per i rendering e le animazioni finali.

• Software usati: Global Mapper®, CityEngine®, Maya®, Lightwave 3D®
  
• Tempistiche di produzione procedurale tutto incluso: 1,5 uomo/mesi
• Tempo di generazione procedurale di tutta l'area in CityEngine: ~ 5 minuti
• Area generata proceduralmente: ~ 10 km2
• Numero totale di poligoni procedurali finali prodotti: 14 milioni
• Numero di edifici e caratteristiche individuali nel terreno: ~ 15.000

• Modellazione procedurale: Romain Janil, Virtualization
• Architetto/Urbanistica: PGA architecture
• Cliente di produzione VFX: studio 3eme Oeil
• Cliente del progetto: Eiffage