Artist-controlled modeling of urban environments

Abstract

Das Erstellen von weitläufigen virtuellen Umgebungen für interaktive Anwendungen wie Computerspiele stellt eine große Herausforderung für die Computergraphik dar. Solche urbanen Umgebungen werden meist per Hand von Level Artists mithilfe von kommerzieller Modellierungssoftware erstellt. Das ist jedoch für detailreiche, moderne Spiele kaum noch machbar, da es sich dabei um einen sehr zeitintensiven Prozess handelt. Prozedurale Methoden versuchen, Artists das Gestalten von virtuellen Welten zu vereinfachen.<br />In dieser Diplomarbeit stelle ich ein System vor, das Artists und Game Designern dabei hilft, urbane Umgebungen für Spiele zu planen und zu modellieren. Es werden Methoden beschrieben, wie ein Straßennetz manuell und prozedural erzeugt werden und zu jeder Zeit im Entwicklungsprozess bearbeitet werden kann. Weiters stelle ich eine Methode vor, mit der eine geometrische Repräsentation von Straßen generiert wird, die sowohl Straßensegmente als auch beliebige Kreuzungen darstellt und sich an das darunterliegende Terrain anpasst. Außerdem beschreibe ich ein System, das eine Stadt automatisch mit Gebäuden aus einem Set von bestehenden Modellen bestückt.<br />

Creating large-scale virtual environments for interactive applications such as computer games poses a demanding challenge for computer graphics. Urban environments are usually hand-crafted by artists using commercial 3D modeling software. For today's detail-rich games, this becomes less and less feasible. Procedural modeling techniques strive to help artists to create virtual worlds in less time.<br />In this thesis, I present a system that helps artists and game designers to plan, layout and model urban environments for games and other media.<br />Methods are described to create street networks manually and procedurally and to edit them interactively at any time in the development process. A stable street tessellation technique is employed that is able to represent street segments as well as crossings connecting an arbitrary number of streets and that adapts to the underlying terrain. Furthermore, I propose a constraint based method to automatically populate a city with buildings from a set of existing building models.