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| City Design工具 Vol.5 (共7回) ImageToFacade |
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| 我是Arizona州立大学的小林。下面来介绍Forum8公开的CityDesign工具。Forum8公司以VR包装的UC-win/Road和其它的3DCG包装来开发无缝隙的城市数据的生成・变换的工具群为目标。在这里介绍的工具的源代码也将公开。因为现在还没有特定的支援，所以即使有错误的问题难免要承担责任，请大家多关照。此次在建筑・土木关系方面的报道，如果希望得到与贵公司的系统相适应的简易工具的话，请通知我们。 |
| 工具自动生成工具 |
| 前几次我们介绍了PovrayToMax、ImageToTerrain、AnimatedCharacte、ImageToCity工具。第五次也就是这次我们来介绍使ImageToFacade建筑物正面生成的工具。与之前介绍的工具一样，此工具是作为Autodesk公司的3dsMax插件被开发的。
上次介绍的ImageToCity工具，为了在短时间内使都市全体全自动的生成，建筑物的正面・设计是随机决定的。也就是电脑随意的决定其设计。像游戏里假设的世界的都市数据作成是没有问题的，但是不太适合实际的城市数据作成的实际业务。所以说，逼真的作成一个个的建筑物是必要的。此外，与好莱坞电影和游戏开发有所不同是，VR都市数据必须要在被限定的预算内短时间的作成。为了满足以上的需要，开发了本次介绍的ImageToFacade。与以往介绍的工具多少有所不同的是，本次的工具是“工具自动生成工具”。 |
| 设计是？ |
| 在工具介绍之前，先稍微讲一下设计。从第一次在大学的建筑学科学习设计开始，我已经有20年以上从事设计的教育工作了。我想给大家介绍一下其中令我印象深刻的话题。 在数学里，演绎法和归纳法这两种方法比较有名。演绎法是「样本(例题)」使用「解法」来获得「解答」的推论方法。归纳法是从「解答」と「例题」中获得「解法」的一种推论方法。还有一个组合是由「解答」和「解法」作出「例题」的方法，以上为设计的行为。 从小学到大学我们消耗了大量的时间在演绎法的学习上。比如以加法为例，3+5=？12+3=？的问题，根据加法的法则来导出答案的训练频繁的在进行。另一方面，到了研究生水平的时候，锻炼的是推测规则和规定，测试验证（归纳的能力）。比如3@5的答案是8，12@3的答案是15的时候，｛@｝是用什么法则来推测的。根据以上的定义，那么这个时候的设计为，满足答案为8（或15）的加法运算的一种行为。设计表面上来看与数学没有关系，我想说的是，实际上与数学中的推论法有着密切的关系（可能）。今后，设计用数学的方法来解释将成为我的研究目标。 演绎法的目的是在短时间内获得答案，归纳法的目的是用一般的法规来寻找目的。那么，设计的目的是什么呢？实际上和大家所知道的一样，是有吸引力的创意。为了解决经历多年也没能解决的问题时，Creativity(独创性)是非常必要的。我觉得这个与设计能力是有很大关系的。 答案为8的加法运算的例题，「2+6」和「1+7」没有太大的独创性，如果学习加法运算的孩子举出「1+1+6」等三位相加的例子的话，其独创性我们应该是能感受到的。一个例题可以牵引出众多的例题作成，这就是独创性重要的理由所在。所以我正考虑开发一款像这样的「独创性支持」的工具。 |
| 独创性支持工具 |
| 刚才说了设计正如做例题，那么，什么样的工具支持独创性，并能协助作成很好的例题呢？各个领域的研究者正在研究「独创性(Creativity)」，对于我来说，我不明白的是为什么要有独创性，因为是否能够成为独创作品取决的是制作人，所以我想在不破坏独创性的前提下的工具是必要的。这次我作出了如下假设。“支持独创性的道具，制作人能够充分自由的决定和选择，而且还能够灵活的改变。” 然后，我们来关注一下化妆包。我不化妆，但很多女性都拥有装有很多化妆品的化妆包。如果是一位化妆专家的话，那么化妆包就像魔法包一样，可以利用很多的化妆品有效率的化妆，然后再对这些化妆品整理和保管。与之相同，当追加新的设备的时候，为满足客户端和工作的需求，时常将设备进行调整后再开始工作。我所想的组合中设计工具是必要的。如果把这个组合利用到建筑物正面的作成中，我推荐以下几项工具。
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| 工作流程 |
在这里我来介绍一下实际的工作流程。
此外，黑（RGB）=（0，0，0），白（RGB）=（255，255，255），等的纯色彩在材料ID和窗户的形状变形的使用上是必须避免的。 |
| 样品图象 |
| Arizona州立大学的课堂上给学生看的用户研究的课题如图2所示。没有使用过3ds Max的学生们可以在1个小时左右作成以下的建筑物。
因为他们都不是设计学科的学生，刚开始好像都不太明白建筑物要怎样进行简单化才好。所以开始时举出一些例子，然后再一边制作一边感受其中的乐趣。作成的3D建筑物作为FBX文件输出，然后导入到UC-win/Road中。
此外，在夏季的研讨会上访问的威尼斯街道模型也是使用图3的画像群作成的。
从图4（左）的简易模型作成最终模型（右）只需要不到15分钟。
此外，Forum8出版的书籍封面的3D模型也是使用本工具作成的。（参照图5）
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| 结束 |
| 自己使用工具准备一个简单的模式图像群可以灵活的调整，而且，单击的话建筑物的正面的几何数据和材料的决定也成为了可能。下次将介绍为了使建筑物在VR空间中更好的显示的反映AmbientOcclusion纹理生成工具的BakedTexture。 |
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| 开始 |
| 超级计算机云(TM)「CG动画服务」所提供的服务是，UC-win/Road作成的三维虚拟现实数据，利用免费的3D图形软件POV-Ray射线追踪进行输出，并生成高分辨率的动画文件。射线追踪的最大的特征是正确的计算光合材料的外观，但是，一个图像的生成要花费几个小时到几天的情况也是有的。为了作出高品质的静态图像，UC-win/Road的空间信息在POV-Ray数据中输出的功能以前就有，由于渲染的时间较长，CG动画的作成不能够被利用了。对超级计算机的利用使渲染的时间大幅度的缩短，在普通的电脑和UC-win/Road中不能实现的高分辨率的动画的作成实现了。 |
| 服务流程 |
| 在动画的作成上，在UC-win/Road作成的VR场景里实行POV-Ray用的追加设定是必要的。设定后试验的用POV-Ray输出静态图像，POV-Ray设定和特殊效果的确定，动画内容和必要的对应，实行脚本等的调整。POV-Ray设定，输出后脚本文件能够在编辑中修正，也能够灵活的编辑设定。调整完后将动画的各帧输入到POV-Ray，同时根据被输出的AVI和帧图像来大致确认完成后的AVI。当所有的确认都完成了之后，在超级计算机上实行渲染。渲染的结果到AVI文件的再构成・编辑，最终获得DVD光盘等的最终成品。 |
| POV-Ray的设定 |
| POV-Ray能够调整物体形状，表面特性，大气效应，光源，摄像头位置等的要素，在UC-win/Road上利用POV-Ray插件能够确认和追加设定被表示的各种画面。这回根据在UC-win/Road上的追加设定的可能的数点项目，记载设定画面的表示方法和基本的参数。 表面特性(材料)的表现 POV-Ray的定义对象表面材质（纹理）的信息作为脚本丰富的存在。以上根据UC-win/Road的「3D模型的编辑」对话框能够进行编辑，点击POV-Ray标签内的「纹理」标签，可以进行纹理、表面材质和透明度等的设定。
光源的表现 POV-Ray支持点光源、面光源、聚光灯。路灯和灯塔等的3D模型作为光源使用的时候，根据「3D模型的编辑」对话框能够进行编辑。此外，在模型编辑画面的「动作」设定中能够表现出光层的移动和旋转，还能够表现出像灯塔光的旋转的动态。
水的反射和波纹的表现 POV-Ray选项，在UC-win/Road上的水面可以更真实的表现出来。选择湖泊的时候显示的「湖泊的编辑」对话框中的「POV-Ray」按钮中进行设定的编辑，与水面的反射和波纹关连的设定也一同进行。
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| 关于动画的输出 |
POV-Ray动画的输出分辨率和帧频，有LowRes(512*384 15fps)、DVD分辨率(720*480 15fps)、Blu-ray分辨率(1920*1080
24fps)三个种类的分辨率。能够输出大屏幕用的超高分辨率的6k(5760*2160)动画。6K分辨率的时候在未压缩状态下，为了容量变为每秒1GB，直接用一般的动画再生软件进行再生是不可能的，但是，利用高效率的数据压缩正在实现当中。
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| (Up&Coming '11 晩秋发行出版) |
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