过程化生成虚拟城市景观系统的设计与实现

发布时间：2020-06-07 07:39

【摘要】：在经历着快速城市化进程的今天,城市在人类文明中发挥着越来越重要的作用,因此,建模一个大型的虚拟城市的需求在越来越多的行业被提了出来。然而随着这项需求的爆炸式增长,对虚拟世界的内容的创造已逐渐受到人工努力而不是技术的限制。此外,一个真实的城市景观需要一张遵从人口与环境影响的复杂的交通运输网,以及处于道路周围的大量的建筑物。能够过程化地生成虚拟城市景观的系统的出现,将大大提升相关行业的工作效率。一个运行于Unity引擎之上的系统被提了出来,该系统采用一系列过程化生成方法来生成城市景观。从多幅由用户或者系统本身提供的输入参数图中,系统使用基于扩展L系统的过程化生成方法首先生成一张合理的道路地图,道路地图中包含了主干道路和次级道路,它们的形成与分布符合输入参数图。同时,不同于其他系统的道路地图生成方法与多种原创改善结果的方法在该阶段被提出。为了提取出道路地图中的闭合区域,多种基于图论,计算几何,图形学等理论的完整算法,譬如改进的最小圈基算法等,被应用于系统之中。对于建筑模型的生成,系统亦使用了一套灵活可拓展的评估方法,并在建模阶段提供了包括过程化生成方法在内的两种生成方式。系统能够利用不同的随机种子,且不依赖于真实遥感影像,产生几乎无限数量的城市景观,并以相同的种子完美地再现某个城市。在生成过程中花费的时间相对较少,即使对于大型城市,也可以控制在可接受的范围内。因此,扩展L系统的灵活性与过程化生成方法在创建城市景观方面的优越性被确实地证明。
【图文】：

示意图,示意图,虚拟城市,景观

少的功能需求外，非功能需求也需要兼顾。本章内将重点突出需求分析过程中，处于不同层次阶段所进行的不同的方式、内容以及侧重点，从而得出系统所需的合理需求。3.1 业务需求分析此处的“业务”并非指某项具体的业务，而是一个愿景级的，宏观的概念。因此业务需求是从高层面的，全局的角度提出的，它是指反映组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求。并且问题定义本身通常就是业务需求。很容易地可以得知，，系统需要能够生成虚拟城市景观。并且该过程是全自动的，这就意味着一旦系统开始执行，就无需用户操心过多事情。但我们无法凭空生成一个虚拟城市景观，或者说，无法凭空生成任何东西。若是需要生成物件，小到字符串，大到复杂的模型，通常有两个要素，一是输入，二是规则。

用例图,用例图,用户需求,专业背景

中科技大学硕士学位论，来自动生成虚拟的城市景观。这条需求将作为整个系统的中心方向。需求分析户需求之前，首先很有必要讨论一下本系统面向的用户。系统不同，本系统通常只供具备专业背景的用户使用，譬员，负责制作宣传画的美工人员等。此类具备专业知识的别在于他们有明确的使用目的。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.52

【参考文献】