シティエンジン

ArcGIS シティエンジン

原作者	パスカル・ミュラー、シモン・ヘグラー、アンドレアス・ウルマー、シモン・シュービガー、マティアス・シュペヒト、ステファン・ミュラー・アリゾナ、バジル・ウェーバー
開発者	Esri R&D センター チューリッヒ
初回リリース	2008年8月
安定リリース	2024.1 / 2024年11月
プレビューリリース	2024.1 ベータ版 / 2024年9月
オペレーティング·システム	Microsoft WindowsおよびLinux
利用可能	英語、フィンランド語、中国語（簡体字）
タイプ	3Dコンピュータグラフィックス、ジオデザイン、手続き型生成
ライセンス	独自（名前付きユーザー、ノードロックまたはフローティング）
Webサイト	www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-cityengine/overview

ArcGIS CityEngine は、Esri R&D Center Zurich (旧 Procedural Inc.)が開発した商用3 次元(3D)モデリングプログラムで、3D都市環境の生成に特化しています。手続き型モデリングアプローチを使用して、詳細な大規模 3D 都市モデルの作成をサポートします。CityEngine は、VUEなどのソフトウェアが地形、生態系、大気のマッピングを管理するのと同じ方法で、建築オブジェクトの配置と配列を処理します。コンピュータ支援設計 (CAD)ツールとテクニックを使用する従来の 3D モデリング方法とは異なり、CityEngine はルールベースのシステムを介して形状を生成するという異なるアプローチを採用しています。より広範な Esri/ArcGIS プラットフォームと統合されているため、地理情報システム (GIS)データセットも使用できます。この独自の機能セットにより、CityEngine は、都市計画、建築、視覚化、ゲーム開発、エンターテイメント、考古学、軍事、文化遺産などの学術研究や建築環境の専門家に使用されてきました。 CityEngineは、建物情報モデル（BIM）ワークフロー内で使用できるだけでなく、より大規模な都市環境で建物のデータを視覚化して、実際の建設プロジェクトに向けた作業シナリオを強化します。^[1]

2007年、Procedural Inc.が設立され、スイスでトップクラスの工科大学であるETHチューリッヒから分離されました。2011年夏、 ^{[2] Procedural Inc.は}Esri Inc.に買収され、Esri R&D Center Zurichとなり、コンピュータグラフィックス、コンピュータビジョン、ソフトウェアエンジニアリング、金融、マーケティング、ビジネスの分野で継続的に研究を行っています。^[3]

ArcGIS CityEngine（2020年6月にEsri CityEngineから改名）^[4]は、ETHチューリッヒで、Procedural Inc.の共同設立者兼CEOである原作者パスカル・ミューラーによって開発されました。ETHコンピュータービジョンラボでの博士研究中に、ミューラーはCityEngineの基礎となる3D建築コンテンツの手続き型モデリングの手法を数多く発明しました。2001年のSIGGRAPHカンファレンスでCityEngineが一般公開されて以来、^{[5]追加の研究論文がCityEngineの紹介に貢献してきました。2008年には、スイスのProcedural Inc. [6]}によってCityEngineの最初の商用バージョンがリリースされ、都市計画、建築、視覚化、ゲーム開発、エンターテイメント、GIS、考古学、文化遺産の専門家によって使用されました。

ArcGIS CityEngine には、Advanced と Basic の 2 つのバージョンがなくなりました。価格は地域や販売店によって異なる場合があります。米国での価格は年間約 2,700 ドル (USD) で、https://www.esri.com/en-us/store/products/buy/arcgis-cityengine で確認できます。英国の価格は https://www.esriuk.com/en-gb/store/products/buy/arcgis-cityengine で確認できます。年間シングルユースの場合、現在年間 2,891 ポンド (VAT を除く) です。CityEngine は Esri の現地販売店を通じて購入します。地域によっては、ブラウザの地域に基づいて esri.com から販売店にリダイレクトされる場合があります。購入後は、[1] ポータルからライセンスの詳細をダウンロードして取得できます。

手続き型モデリング コア (CGA シェイプ グラマー言語): CGA (コンピューター生成アーキテクチャ) ルールを使用すると、都市全体の規模で建物や道路の質量、ジオメトリ アセット、比率、またはテクスチャを制御できます。(詳細については、「手続き型モデリング」セクションを参照してください。 )

地図データの取得:ユーザーはダウンロードヘルパーを使用して、数分で 3D 都市環境を作成できます。ユーザーはターゲットの場所を選択し、その場所の地理参照衛星画像と 3D 地形をインポートできます。OpenStreetMap (OSM) で利用可能な場合は、道路と建物のフットプリントのデータを簡単に取得して、デフォルトの CGA ルールを使用して 3D モデルを構築できます。^[7]

GIS/CAD データ サポート: Esri Shapefile、File Geodatabase、 OpenStreetMapなどの業界標準形式をサポートし、あらゆる地理空間/ベクター データをインポート/エクスポートできます。

パラメトリック モデリング インターフェイス:高さや築年数など、特定の道路や建物のパラメータをインタラクティブに制御するためのインターフェイス (CGA ルールで定義)

ダイナミック シティ レイアウト: (曲線の) 道路、ブロック、区画で構成される都市レイアウトのインタラクティブな設計、編集、変更。

マップ制御の都市モデリング:イメージ マップを通じて建物や道路のパラメータ (建物の高さや土地利用の組み合わせなど) をグローバルに制御します。

ストリート ネットワーク パターン:都市レイアウトを設計および構築するためのストリート グロー ツール。

業界標準の 3D 形式のサポート: CityEngine は、KMZ、Collada、Autodesk FBX、3DS、Wavefront OBJ、RenderMan RIB、Alembic、e-on software の Vue、Universal Scene Description USD、Khronos Group GLTF、Unreal Datasmith をサポートしています。

カスタム レポート生成:ユーザーは、ルールベースのレポートをスクリプト化して生成し、社会経済的な数値 (延床面積(GFA)、容積率(FAR) など) を表示したり、都市設計の提案を分析したりできます。

I3S（シーンレイヤーパッケージ）エクスポート： CityEngineで構築されたモデルは直接エクスポートでき、ArcGIS Onlineシーンビューアーを介してブラウザーでWebGLシーンを作成するために使用できます。I3SはOGC準拠の標準です。 ^[8]

3D Web シーンのエクスポート: CityEngine で構築されたモデルを直接エクスポートし、ブラウザーでWebGLシーンを作成するために使用できます。Web シーンの 3D 環境は、複数のユーザーがオンラインで回転、探索、比較、コメントすることができます。

360 VR体験：都市環境のシナリオを使用して、一連のパノラマ写真を生成し、オンラインで公開することができます。ユーザーは、仮想現実（VR）ヘッドセットを装着して頭を回すことで周囲を見回すことができます。（現在はSamsung Oculus Gearのみをサポートしています）^[9]

Python スクリプト インターフェース: CityEngine は、組み込みライブラリとして ce.py を提供します。

ファサード ウィザード:ルール作成者および視覚的なファサード作成ツール。

ゲーム エンジン (VR/AR) の 3D 形式のサポート: CityEngine で構築されたモデルは、数千万のポリゴンと数万のオブジェクト、および無制限のマテリアル テクスチャの読み込み容量を備え、Unreal Engine に直接エクスポートできるようになりました。一方、Unity3D にエクスポートするには、ユーザーは引き続き転送ステーションとして Autodesk Maya を使用する必要があります。

次のプラットフォームで利用可能: Windows (64 ビットのみ) および Linux (32/64 ビット) で利用可能 (Mac のサポートは廃止されました)。

ビジュアル CGA:ノードベースのモデリングと、建築ルールの慎重に設計されたコンポーネント ライブラリにより、都市設計のインタラクティブな開発と探索が可能になります。

Web シーン エクスポート: ArcGIS Online で CityEngine シーンを共有するための使いやすいソリューション

マテリアル ライブラリとマテリアル ブラウザー:都市環境で一般的に使用される広範なマテリアル セットを ESRI.lib に追加しました。

ArcGIS CityEngine は、プロシージャル モデリングアプローチを使用して、定義済みのルール セットを通じてモデルを自動的に生成します。ルールは CGAシェイプ グラマーシステムを通じて定義され、複雑なパラメトリック モデルの作成を可能にします。ユーザーは、必要に応じてシェイプ グラマーを変更または追加できるため、新しいデザインの余地が生まれます。

CityEngine 内で都市環境をモデリングするには、まず、道路描画ツールを使用するか、openstreetmap.org またはShapefilesやFile Geodatabaseなどの Esri データ形式からインポートしたデータを使用して、道路ネットワークを作成します。次のステップでは、すべての区画を指定された回数だけ細分化して、区画と道路の地図を作成します。^[10]すべての区画または一部の区画を選択すると、CityEngine に建物の生成を開始するように指示できます。手続き型モデリング技術により、すべての建物を互いに変化させて都市の美しさを実現できます。この時点で、パラメーターまたは形状文法自体を変更することで、都市モデルを再設計および調整できます。

CGA シェイプ グラマー システムは、Esri-Oracle 形式のデータセットを直接読み取ることができ、トップ ボトム生成ツリーとして動作します。つまり、単純なシェープファイルのポリゴン/ポリライン/ポイントから複雑なコンポーネントを生成しますが、生成ツリーの各ブランチとリーフは他のブランチとリーフと相互作用できません。これは、Rhinoceros 3DのGrasshopperやAutodesk Revitの Dynamo などの主流のシェイプ グラマーとは異なります。

従来、3D都市環境の構築は、多数の建物や都市の詳細があるため、非常に時間がかかります。デザイナーはCADソフトウェアを使用して形状を1つずつ作成し、研究者はGISで2D情報を計算して都市を分析しました（GISは押し出しなどの限られた3D形状生成のみをサポートしています）。CityEngineのプロシージャルモデリングシステムは、大量の情報を介して複雑な3Dモデルを生成することを可能にし、多数の関連アプリケーションをもたらします。都市設計/研究/計画のワークフローを強化し、ジオデザイン（地理空間情報を使用して都市を設計する）と呼ばれる新しい研究分野に融合するだけでなく、ゲームや映画業界で都市環境を作成するハードルを下げます。

ジオデザインに関する議論では、ArcGIS CityEngine ^[11]の使用が頻繁に言及されますが、これはGISのような分析ツールではありません。ArcGIS CityEngineは、ArcGISでの3D形状生成を強化するための重要なツールであり、地理空間情報を使用して都市を設計または分析するジオデザインの適用性を向上させるための重要な製品です。^[12]

Garsdale Design は、2013 年以前のイラクの都市マスタープラン作成において ArcGIS CityEngine をいち早く導入しました。^[13]既存の歴史的エリアをモデル化するだけでなく、将来の計画もモデル化するために使用しました。^[14] Foster+PartnersやHOK Architects などの大企業も、大規模な都市計画プロジェクトで CityEngine を使用しています。それを使用する前は、数十万の建物のインタラクティブな視覚化を作成するのに膨大な作業時間を費やしていました。CityEngine を使用すると、プロジェクトの設計者とクライアントは、滑らかでデータが豊富でリア​​ルタイムにレンダリングされた体験を介してコミュニケーションをとることができます。^[15]

有益な都市モデルを構築する上でのその優れた機能により、都市研究者は、香港やソウルなどの世界で最も人口密度の高い都市から始めて、土地利用計画スキームを比較するためにCityEngineを使用しています。 ^[16]都市設計者/計画者が定量分析を享受しているように、環境科学者もCityEngineの即時3Dモデル生成を好み、各建物から都市を作成するための時間消費を削減し、より便利な有益な研究につながります。^[17]

トリプルAゲームでは、インタラクティブなスクリプトを割り当てるために詳細な3D環境が必要であり、CityEngineがゲームシーンの作成に参加します。^{[18]現在、ゲームシーンは10年前の古いビデオゲームよりも大きくなっています。}グランドセフトオートシリーズやアサシンクリードシリーズなどの大規模なサンドボックスまたはオープンワールドゲームでは、仮想世界に何百万もの識別可能な3D建物が必要です。これらのゲームを即座にテストおよび編集できるように設計すると、作業負荷が軽減され、ゲームプレイ中のゲームシーンの合理性が向上します。^[19]

2016年のアカデミー賞長編アニメ映画賞を受賞した『ズートピア』では、CityEngineを使用して、人間が存在しない印象的な大都市を構築しました。キリンからトガリネズミまで、動物は交通、家、アメニティのシステムにおいて多様なスケールを持っています。デザイナーは、マルチスケールの都市を構築するために、ルールベースのシステムであるCityEngineを使用しました。ズートピア（米国以外の国ではZootroplisとしても知られています）の前に、CityEngineはベイマックスの日本風の都市、サンフランソウキョウを作成するためにも使用されました。 ^[20]

ArcGIS CityEngine は、Esri 製品スイートとの統合と、地理空間データを処理して 3D シーン/マップを作成する機能を備えているため、軍事/防衛組織で使用されています。

スタジオや企業がパイプラインで使用しているソフトウェアを明記することはめったになく、CityEngine が制作ツールとして言及される場合は、多くの場合、長い記事内の小さな参照として言及されます。

* これらは CityEngine が使用されていると噂されている映画ですが、その情報源は Esri の従業員という 1 つの情報源からのみです。

ArcGIS CityEngineはEclipse IDE上に構築されているため、WindowsおよびLinuxオペレーティングシステムで使用できるように構築されています。^[27] macOSのサポートは2021年3月に終了しました。^[28]

ArcGIS CityEngine は現在、SDK および API を介して、以下のサードパーティの 3D モデリング、レンダリング、および分析ソフトウェア製品と連携しています。

• ArcGIS Urban 向け ArcGIS CityEngine: ArcGIS Urban Suite
• Puma: Rhino向け ArcGIS CityEngine
• Palladio: Houdini向け ArcGIS CityEngine
• Serlio: Maya向け ArcGIS CityEngine
• PyPRT: Python用 ArcGIS CityEngine

ArcGIS CityEngine は、Jython (現在のバージョン 2.7.0) 上に構築されたPythonスクリプト インターフェイスを提供します。これにより、ユーザーは独自のツールと機能を作成できます。

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