Projekt Planowanie urbanistyczne Marsylii

Aby zademonstrować Phosphore 2, projekt urbanistyczny dużego francuskiego przedsiębiorstwa budowlanego i inżynieryjnego Eiffage, należało utworzyć atrakcyjny plan główny i wizualizację 3D z następującymi wymaganiami produkcyjnymi:

• Plan substancji miejskiej i modelowanie typologiczne architektury zaprojektowano iteracyjnie we współpracy z zaangażowanymi stronami (architektem, producentami i artystą CGI) i dlatego bardzo szybko należało je sformalizować w 3D.
• Ostateczny plan musiał być dowodem koncepcji zastosowanych wzorców urbanistycznych – które następnie mogły zostać łatwo zastosowane w innych miastach o innej topografii i innym kontekście przestrzennym. Innymi słowy, plan substancji miejskiej nie był ustalony ani ściśle sprecyzowany, ale raczej określony poprzez wytyczne i zasady projektowania, takie jak różne typologie budynków w określonych wartościach procentowych itp.
• Projekty budynków powstały na podstawie silnych koncepcyjnych typologii zaprojektowanych przez architekta. W tym kontekście architekt pobieżnie naszkicował siedem typologii budynków i powiązał je z kilkoma zasadami konstrukcyjnymi i programowymi, np:
  • Podstawowa wytyczna kształtu dla każdej z typologii obwiedni: trójkątny, wielopoligonowy, drzewiasty, domino lub małe kwadraty.
  • Typologia drzewiasta jest podwyższona na filarach, które powinny zostać dostosowane do topografii terenu.
  • Każdy z budynków powinien charakteryzować się ograniczonym współczynnikiem zamieszkania (w zależności od jego powierzchni).
  • Określanie bliskości i dostępności ulic i osi głównej odbywa się poprzez zdefiniowanie ograniczeń odległości i orientacji.
  • Każda z typologii budynków ma inne projekty fasad, które muszą się dostosować do zasad projektowania i ograniczeń, takich jak położenie względem słońca lub bliskość sąsiednich budynków.

Było oczywiste, że nie ma możliwości uwzględnienia wszystkich wytycznych i ograniczeń podanych przez architekta, a próba ręcznego modelowania tego całego trójwymiarowego środowiska miejskiego za pomocą standardowych narzędzi CAD lub DCC jest skazana na niepowodzenie. W celu przekształcenia wytycznych i ograniczeń projektowych w reguły i projekty parametryczne należy zastosować techniki proceduralne. Tak więc aplikacja CityEngine była ostatecznie idealnym kandydatem do budowy tego środowiska miejskiego.

„CityEngine jest dedykowanym, usprawnionym narzędziem obsługiwanym przez wysoce abstrakcyjny język skryptowy CGA. Wszystkie narzędzia w aplikacji CityEngine są zorientowane urbanistycznie lub architektonicznie. Użytkownik operuje koncepcjami architektonicznymi poprzez wyprowadzenie prostych, ale potężnych operatorów skryptowych: w aplikacji CE nie masz do czynienia z poligonami, wierzchołkami i tak dalej (i nie musisz korzystać ze złożonych obliczeń!), ale skupiasz się raczej na wzorach, rytmach, sekwencjach i podziałach przestrzeni. Twój proces modelowania miasta lub budynku staje się naturalnym procesem myślenia projektowego – to tak jakby pisać fragment konstruktywnego DNA, który mógłby adaptować się do każdej sytuacji i lokalizacji. Siłą gramatyki kształtów CGA jest jej prostota: jeśli można naturalnie opisać budynek lub miasto w kategoriach wzorów, rytmów, podziałów, powtórzeń, można napisać regułę CGA, która rozwija ten szczególny rodzaj budynku z wariacjami.”

Romain Janil, Virtualization

Na potrzeby modelowania proceduralnego tego środowiska miejskiego na wielką skalę studio efektów wizualnych 3eme Oeil zleciło Romainowi Janilowi z firmy Virtualization zrealizowanie i zastosowanie poniższej procedury wykonywania zadań:

1. Utworzenie rzeczywistych danych i wyeksportowanie istniejących obwiedni budynków w postaci plików shape.
2. Zaimportowanie do aplikacji CityEngine w celu ograniczenia rzeźby terenu albo utworzenia map przeszkód lub atrybutów (morze, parki, mosty itp.).
3. Proceduralny rozwój sieci dróg zgodnie z wytycznymi projektowymi, ręczna edycja poszczególnych punktów.
4. Proceduralny podział działek zgodnie z wytycznymi projektowymi, takimi jak minimalna lub maksymalna powierzchnia dla każdego obszaru zabudowy.
5. Proceduralny rozwój drzewiastej typologii budynku przy użyciu rekurencyjnej reguły CGA.
6. Proceduralne rozprzestrzenienie się innych typologii według pochodnych reguł stochastycznych lub orientacyjnych/obszarowych.
7. Proceduralne tworzenie skryptów typologii fasad zgodnie z wytycznymi projektowymi: do przesłonięcia światła na fasadach południowych tekstura z efektem ptasiego gniazda, balkony na fasadach północnych, stochastyczne rozmieszczenie otwartych okien, zasłon itp.
8. Proceduralne rozmieszczenie i ustalenie mebli miejskich (ławki, latarnie, szpaler drzew, drogi leśne w parkach).

Następnie aplikacja CityEngine została użyta do bezpośredniego wygenerowania modeli w widoku 3D w sposób interaktywny. Możliwe było wygenerowanie złożonego z 14 milionów poligonów modelu całego obszaru i nadal można było nawigować po scenie, zmieniać parametry itp. Cały model został następnie wyeksportowany we fragmentach strukturalnych do formatu Collada® i przekazany do studia 3eme Oeil, które zintegrowało wygenerowane dane 3D w końcowych renderingach i animacjach.

• Użyte oprogramowanie: Global Mapper®, CityEngine®, Maya®, Lightwave 3D®
  
• Czas proceduralnej produkcji wszystkich elementów: 1,5 osobo-miesiąca
• Czas generowania proceduralnego całego obszaru w aplikacji CityEngine: ~5 minut
• Obszar generowany proceduralnie: 10 km2
• Łączna liczba ostatecznie wyprodukowanych poligonów proceduralnych: 14 milionów
• Liczba budynków i poszczególnych obiektów na terenie: ~15 tysięcy

• Modelowanie proceduralne: Romain Janil, Virtualization
• Architekt / planowanie urbanistyczne: architektura PGA
• Klient odpowiedzialny za efekty wizualne: studio 3eme Oeil
• Klient projektu: Eiffage