Procedural generation of 3D buildings and interiors

Abstract

In this master thesis I describe a procedural system which makes it possible to generate 3-dimensional buildings including their interior. I investigate previous work in the field of the procedural generation of content as well as the more specialized area of procedural generation of buildings and façades. From the work that was already published, I identify useful concepts and unify them in this work by merging the geometry generation techniques with the possibilities of a visual rule editor, where no -code- has to be written to generate a complex procedural system. With the help of some so-called production rules, which I describe in the thesis, it is possible to create a wide variety of different buildings. By introducing two specialized production rules, the creation of the complex geometry of building related elements like roofs or stairs is more comfortable and easier. While the main focus of this thesis is the development of the procedural system itself, there are quite a few different other scientific domains that have an influence on this work. The thesis combines procedural systems with real-time computer graphics, floor planning, architecture and user interface design.

In dieser Diplomarbeit wird ein prozedurales System beschrieben, welches die Generierung von 3-dimensionalen Gebäuden und ihren Innenräumen ermöglicht. Ich untersuche bereits publizierte Arbeiten im Bereich der prozedualen Generierung von Inhalten ebenso, wie Arbeiten aus dem Gebiet der prozeduralen Generierung von Gebäuden und ihren Fassaden. Nützliche Konzepte aus diesen Arbeiten werden in dieser Arbeit mit Geometriegenerierungs Teckniken und den Möglichkeiten eines grafischen Regel-Editors vereint. In diesem grafischen Regel-Editor werden komplexe prozedurale Systeme nicht durch das Schreiben der einzelnen Regeln erstellt, sondern durch die Verwendung grafischer Elemente, wodurch die Bedienung erleichtert wird. Diese Regeln, welche in dieser Arbeit beschrieben werden, ermöglichen die Erschaffung verschiedenster Arten von Gebäuden. Die Einführung von zwei neuen spezialisierten Regeln in dieser Arbeit erleichtern das Generieren der komplexen Geometrien von Dächern und Treppen erheblich. Der Fokus dieser Diplomarbeit liegt in der Erschaffung eines prozeduralen Generators, aber es gibt eine Reihe weiterer Aspekte, welche in diese Arbeit eingeflossen sind. Die Diplomarbeit kombiniert das geschaffene prozedurale System mit Echtzeitgrafik, Raumplanung, Architektur und User-Interface-Design.