Procedural modeling of park layouts

Abstract

Die prozedurale Modellierung in der Computergrafik automatisiert die Generierung von Inhalten. Dabei werden oft manuelle Methoden verwendet, wie bei Anwendungen wie Maya. Grammatikbasierte Methoden ermöglichen die Beschreibung von Objekten auf einer höheren Ebene, die Kodierung von Designentscheidungen in Rule-Dateien und die Erzeugung von unendlichen Variationen durch Ändern der Parameter. Methoden zur Synthese von Landschaften, Straßennetzwerken, Gebäuden und Vegetation wurden beschrieben. Im Kontext der Stadtgeneration kombiniert CityEngine einige dieser Techniken zu einer kommerziellen Lösung, mit der eine gesamte Stadt auf einmal generiert werden kann. Im Kontext der Park-Synthese ist der Prozess in Layout-Generierung und Platzierung von Objekten unterteilt. Ein Parklayout wird manuell erstellt und in den reservierten Bereich eingefügt oder es wird eine Shape-Grammatik für die Gebäudesynthese verwendet. Im ersten Fall könnte eine Änderung des Designs oder der Bereiche zu erheblichen Modifikationen führen, die für den Benutzer erforderlich sind. Zurzeit ist die Schaffung von Parks und Grünflächen in einer Stadt eher begrenzt und konzentriert sich hauptsächlich auf die Vegetation. Ziel der Arbeit war die Entwicklung einer Methode für die Parklayout- Synthese. Sie kann, kombiniert mit grundlegenden Platzierungsmethoden, verwendet werden, um Parkmodelle zu erstellen. Basierend auf der Analyse von realen Parks und 3D-Modellen haben wir Muster abgeleitet, die in die Regeln unserer neuartigen Grammatik übersetzt wurden. Insbesondere führten wir eine Regel für die Erzeugung gekrümmter Bereiche ein, die unseres Wissens auf der Ebene in grammatikalischen Methoden noch nicht behandelt wurde. Wir führen auch eine neuartige Möglichkeit ein, eine beliebige Teilmenge der Grenze zu indizieren und auf dieser Grundlage eine zusätzliche Insettierungsoperation bereitzustellen. In unserer Arbeit haben wir den Kontext von CityEngine als möglichen Anwendun

Procedural Modelling in Computer Graphics automates content generation, where commonly manual methods have been employed, as in using modelling applications like Maya. Grammar-based methods allow to describe creation of objects at a higher level, encoding design decisions in rule files and enabling generation of infinite variations by just altering the parameters. Methods for the synthesis of landscapes, street networks, buildings, and vegetation have been described. In the context of the city generation, CityEngine combines some such techniques into a commercial solution that can be used to generate the whole city at once. In the context of park synthesis, the process is divided into layout generation and placement of objects in it. Typically, a park layout is either created manually and inserted into the reserved area, or a shape grammar designed for building synthesis is employed. In the first case, a change to the design or the surrounding regions could result in considerable modifications required of the user. At the present moment, generation of parks and green spaces in a city is rather limited and mainly focused on vegetation placement. The aim of our work was to design a method for park layout synthesis, which when combined with basic placement methods could be used to create believable park models. Based on the observation of real-life parks and 3D models of parks, we have derived a number of patterns, which have been translated into the rules of our novel shape grammar. In particular, we introduce a rule for creating curved regions, which, to our knowledge, has not been addressed yet at this level in grammar-based methods. We also introduce a novel way to index arbitrary subset of the boundary and provide an additional insetting operation based on that. In our work we have considered the context of CityEngine as a possible use case.