City Engine CGA 规则包

City Engine CGA 规则包

• CityEngine的目录结构
• 基本规则
• 开始编写
• • 简单的拉伸建筑
  • • 创建变量动态修改高度
    • 控制GUI界面中Rule的高度变化范围
    • 拆分建筑六面
    • 建筑物贴图
    • 建筑分层
  • shape的理解
  • 常用的函数
  • • 数据处理函数
    • 数据处理函数
    • 重要常量
• 实例
• • CGA 的高级用法
  • 各样的屋顶
• 辅助工具
• • Model Hierachy
• CityEngine实例
• • 导出为带属性的 slpk

 
 
 
 
 
 
 
 

CityEngine的目录结构

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工程中的目录结构如下：

• Assets —— 存放模型的零件与纹理图片
• Data —— 存放道路或地块数据（.shp、.osm、.dxf等）
• Images —— 存放场景快照
• Maps —— 存放地图图层来源的影像，（.jpg、.img、.tif等）
• Models —— 导出的3D模型存放位置
• Rules —— 存放规则文件 .cga
• Scenes —— 存放场景文件 .cej
• Scripts —— 存放脚本文件

https://www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-cityengine/resources
https://doc.arcgis.com/en/cityengine/latest/help/cityengine-help-intro.htm

 
 
 
 
 
 
 
 

基本规则

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1、在cga编辑器中，alt + / 有智能提示

 

2、基本规则

• attr height = 250 —— 定义属性
• extrude(height)、extrude(axisWorld, height) —— 拉伸
• comp(f){top: Roof | side: Facede} —— 面分割
• comp(e) —— 边分割
• comp(v) —— 点分割
• color(1, 0, 0) 或 color("#69431a") —— 颜色

 

3、返回值，返回值在cga中不以等号形式返回。 而是在语句之后添加新的变量名用以承接

 

4、CityEngine中只支持投影坐标系

 

5、CityEngine的规则包区分大小写

 

6、CityEngine 2019 中坐标方向使用左手坐标系，Y轴向上（垂直方向为Y）

 

7、CGA的注释使用 # 、// 、/* */

 

8、CGA的变量定义用 attr、常量定义用 const

 
 
 
 
 
 
 
 

开始编写

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第一行使用：

Lot -->

Lot 并不具有特殊含义，只是一个比较通用的表达，表示当前的规则文件被拖动到的那个形状上。也可用别的名称代替。

 

Lot也可被理解为 initial shape，即初始化图形，代表图形要被接下来的一系列规则所修改

 
 
 
 

简单的拉伸建筑

 

1、画一个简单的面

 

2、编写规则，把面拉起来

Lot-->
extrude(200)

将规则文件拖到圆上

 

选中物体后，可以看到规则中的高度

 
 
 
 

创建变量动态修改高度

 

方法

attr height = 20

写于Lot之上

 
 
 
 

控制GUI界面中Rule的高度变化范围

 

1、未控制前高度可以随意改动

 

@Range(200, 500)
attr height = 200
Lot-->
	extrude(height)

 

 
 
 
 

拆分建筑六面

 

面分割使用 comp(f){}，关键字 top、side表示屋顶和侧面， top: roof 表示将建筑物整体分割，且顶部赋值至变量 roof

@Range(200, 500)
attr height = 200
Lot-->
	extrude(height) bld
	
bld-->
	comp(f) { top : roof | side : wall }

 
 
 
 

建筑物贴图

 

1、设置贴图的坐标系

setupProjection(uvset, prjAxesSelector, texWidth, texHeight)

• uvset —— 要被贴图的元素的索引值，[0, 9] 的整数
• prjAxesSelector —— 设置有效的方向轴，有效参数有：scope.xy, scope.xz, scope.yx, scope.yz, scope.zx, scope.zy
• texWidth —— 宽度方向上的贴图比例，即贴图大小与建筑大小的对应。设置为 '1 则自适应以一张贴图贴满整个面
• texHeight —— 高度方向上的贴图比例，即贴图大小与建筑大小的对应。设置为 '1 则自适应以一张贴图贴满整个面

如：

@Range(200, 500)
attr height = 200
Lot-->
	extrude(height) bld
	
bld-->
	comp(f) { top : roof | side : wall }

roof-->
	setupProjection(0, scope.xy, '1, '1)
	projectUV(0)
	texture("/ESRI.lib/assets/Roofs/Flat/flatRoof_12.jpg")
	
wall -->
	color(1, 0, 0)

 
 
 
 

建筑分层

 

1、基本步骤：

拉伸建筑物 --> 调用 split(y) 进行建筑分层

# 限定数值范围是 [20, 50]
@Range(20, 50)

# 申明变量 height，其值为 20
attr height = rand(20, 50)

# 规则开始运行
Lot-->

	# 以 height 作为值拉伸数据，且拉伸后的数据命名为 bld
	extrude(height) bld
	
# 对拉伸后的 bld 进行处理
bld-->
	# 建筑分层
	split(y) { 4 : floors }

 

2、注意事项：

• CityEngine中 y 轴向上
• 按照上述的规则仅可获取建筑物的第一层，若要获取所有层需要在 split(y) { 4 : floors } 改为 split(y) { 4 : floors }*，此处的 * 代表循环执行

# 限定数值范围是 [20, 50]
@Range(20, 50)

# 申明变量 height，其值为 20
attr height = rand(20, 50)

# 规则开始运行
Lot-->

	# 以 height 作为值拉伸数据，且拉伸后的数据命名为 bld
	extrude(height) bld
	
# 对拉伸后的 bld 进行处理
bld-->
	# 建筑分层
	split(y) { 4 : floors }*

 

3、分层时容易出现的另外一个问题 —— 由于建筑高度非层高的整数倍，最顶部的一层无法达到分层高度

解决：通过 cga 规则的求均值来更改每一层的拆分高度

# 限定数值范围是 [20, 50]
@Range(20, 50)

# 申明变量 height，其值为 20
attr height = rand(20, 50)

# 规则开始运行
Lot-->

	# 以 height 作为值拉伸数据，且拉伸后的数据命名为 bld
	extrude(height) bld
	
# 对拉伸后的 bld 进行处理
bld-->
	# 建筑分层
	split(y) { ~4 : floors }*

 

使用均值分层前

 

使用均值分层后

 
 
 
 

shape的理解

 

含义：CityEngine 中的 shape 并非指 .shp 的 shape file 文件，而是指其字面意思 —— 图形。这里的图形是广义图形，既包括二维图形也包括三维图形
 
属性：

• ShapeSymbol —— 规则名称
• Parameters —— 参数
• Attribute —— 模型的构成与形状
• Geometry —— 几何对象，包含纹理、颜色、图形
• Scope —— 外界矩形盒
• Pivot —— 模型坐标系
   

 
 
 
 

常用的函数

 
 
 
 

数据处理函数

 

函数	参数含义	效果
comp(f){top: roof | side: walls}	关键字 top、side表示屋顶和侧面 top: roof 表示将建筑物整体分割，且顶部赋值至变量 roof 支持的关键字：top、side、left、right、font、back、bottom…	f — 拆分建筑物顶部和侧部 e — 拆分边 v — 节点分割 fe — 面上的边 g — 组分割 m — 材质分割 h — 洞分割
setupProjection(uvset, axes, width, height)	uvset — 被操作的 uv 层的索引值，取值 [0, 5] 指代材质属性 axes — 指定原点及哪些轴被指定为 u轴 或者 v轴 width — 贴图的宽度，支持 ~ 和 `（按照百分比去贴） height — 贴图的高度，支持 ~ 和 `	初始化基准坐标系统与 uv 集的投影矩阵，用于设置图片贴图的矩阵
projectUV(uvset)	uvset — 被操作的 uv 层的索引值，取值 [0, 5] 指代材质属性 彩色贴图具有 uvset0、凹凸贴图具有 uvset1、污垢贴图具有 uvset2	创建纹理图片坐标系
texture(“picture_url”)	略	指定并执行具体贴图
split(axes) { length : new_name }	axes — 轴向（x, y, z） length — 该轴向上要切割的长度	用于切分模型，仅执行一次
split(axes) { length : new_name }*	同上	用于切分模型，循环执行，直至超出模型范围
i(“the_utl_of_3dmodel”)	模型地址	用三维模型（一般是obj）替换现有的模型结构
roofGable(height, length, width)	height — 屋顶的高度 length— 建筑长边的挑檐长度 width — 建筑短边的挑檐长度	尖顶房屋（带额头的大中分）
roofHip(height, outlength)	height — 屋顶的高度 outlength — 延伸出来的屋檐长度	尖顶房屋（有刘海的西瓜头）
roofPyramid()		屋顶样式控制
roofShed(height)	height — 屋顶的高度	斜坡屋顶
shapeL()		分割房屋边界
shapeU()		分割房屋边界
shapeO()		分割房屋边界
Scatter()		种植树木

 

split(){}的复杂用法：
 

• 常规分割和重复分割组合使用 —— split(y){2: ground | {~3: floors}* }
  
• 隔一层删除一层（在spilit(){}的变量命名中使用NIL） —— split(x){ {~0.75: xx | ~1: NIL}* | ~0.5: xx }
  

 
 
 
 

数据处理函数

 

函数	参数含义	效果
rand(min, max)	最小最大值	获取值域范围的一个随机值

 
 
 
 

重要常量

 

• NIL —— 删除此部分（对谁调用就删除谁）
• innerRect —— 将 Shape 转化为内接矩形，建立规则的房屋（如对三角形的地块，构建矩形房屋会被裁剪成三角形。如果使用 innerRect 就可将地块的形状，以其内接矩形作为规则应用的区域）
  
  

 
 
 
 
 
 
 
 

实例

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CGA 的高级用法

 

以百分比划分区域，并分类进行规则引用

描述：如将一块区域按照 20%, 80% 进行随机划分，20% 种树 80% 建造房屋，此时可用如下语法
 

Lot-->
	# 将20%的区域划分给变量 planttree
	20%: planttree
	# 将其余的划分给变量 building
	else: building

 
 
 
 

各样的屋顶

 

尖顶房屋

@range(20, 50)
attr height = rand(20, 50)

Lot-->
	extrude(height) bld
	

bld-->
	comp(f){top: roof | side: walls}
	

roof-->
	# 尖顶房屋
	roofHip(30, 2.5)

 
 
 
 
 
 
 
 

辅助工具

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Model Hierachy

功能：用于可视化的显示 cga 规则文件的流程
 
打开方式： Window —— Show Model Hierachy

 
 
 
 
 
 
 
 

CityEngine实例

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导出为带属性的 slpk

 

 

原始数据具有 5 个属性（OBJECTID、name、x、y、height），若直接从 cityengine 导出为 slpk 则全部属性都会丢失，通过如下方式保留其属性
 
1、导入 gdb 中三维数据
 
2、编写 cga 以保留属性

version "2019.0"

attr OBJECTID=1
attr height=1
attr name=""
attr x=1
attr y=1

@StartRule
Lot -->
	report("height", geometry.height)
	report("name", name)
	report("OBJECTID", OBJECTID)
	report("x", x)
	report("y", y)

 
3、全选所有的三维模型，并应用 inspector 中应用规则文件
 
4、导出为 slpk 文件