Расстановка библиотечных 3D-объектов по данным OSM на примере уличных огней
Здравствуйте, уважаемые коллеги по сценостроительному цеху.
Сегодня я бы хотел познакомить вас с одним аспектом, который часто вызывает определенные затруднения в наших рядах. Речь пойдет об освещении сценария, а точнее, имитации городского уличного освещения. Сразу оговорюсь, что данный метод, с небольшими доработками, вполне применим и для огней ВПП, но об этом позже. А пока — несколько скринов, где вы увидите результат, которого сможете достичь, прочитав статью до конца:
Не знаю как вам, а мне нечасто приходится видеть сценарий, авторы которого заостряют внимание на освещении улиц. Как правило, все заканчивается изготовлением ночного фототерра, и ночных текстур. Хороший сценарист развесит лампочки в виде эффектов или NAV_Light’ов в аэропорту и на ближайших дорогах. Опытный сценарист выполнит все это 3D-огнями. Мы же сегодня продвинемся еще дальше и замахнемся на целый город.
Для начала немного разберем существующие методы изготовления огней. Прячу их под спойлер: интересующиеся прочитают, остальные перейдут сразу к делу.
Несколько слов о методе, которым будем пользоваться мы. На западе такой тип света называют 3D Light или Volumetric Light. Довольно амбициозно, но маркетологи и не такое выдумают, лишь бы продать сценарий. Поэтому назвать меня автором метода будет некорректно, я лишь попытался довести его до ума, избавив от некоторых (но не всех, конечно же) недостатков, а так же «изобрел» (хочется надеяться) способ автоматизированной расстановки огней. Так же отдельные слова благодарности нужно сказать небезызвестному Арно Гэрритсену, автору МСХ и ScenProc, без которых этой статьи не было бы, а также моим русским, американским и европейским друзьям и коллегам, которые подкидывали идеи, тестировали мои наработки и вообще всячески препятствовали мне остановиться на достигнутом 
.
Всем, кто хочет воспользоваться этой инструкцией, необходимо:
Часть 2. Подготовка карты
Прежде всего нам будет необходима подготовленная карта окрестностей нашего сценария в формате OSM или SHP. Если вы уже умеете расставлять автогенные объекты используя ScenProc, вряд ли возникнут сложности с ее получением. Проще всего подгрузить нужный район прямо в Quantum GIS, для чего необходимо подключить к нему пару плагинов.
Вот примерно так будет выглядеть наша исходная карта, на которой я отключил видимость слоев с точками и полигонами, оставив только линии:
Определимся с типами дорог, вдоль которых мы будем развешивать лампы. Идем в меню Вектор — Анализ — Список уникальных значений. В появившемся окне выберем исходный векторный слой lines, в целевом поле выберем tags и нажмем Ок.
Нас интересуют прежде всего классификаторы highway. Составим себе список типов дорог, с которыми будем работать. Есть полезная таблица, где подробно расписано, чтО означают все эти trunk, service, primary и т. д.
В качестве примера возьмем четыре самых распространенных типа дорог:
highway=trunk
highway=primary
highway=residential
highway=tertiary
Почему именно четыре, вы, полагаю, уже догадались: сделаем так, чтобы каждый тип дороги имел свой цвет освещения.
Теперь стоит сделать одну важную вещь. Дело в том, что публичные карты нередко рисуются по принципу «и так сойдет». Если дорога содержит несколько полос движения, да еще и пешеходные тротуары по бокам, можно встретить на карте не одну линию, а две, три и больше, наложенных друг на друга. Программа, которой мы будем расставлять модели, прилежно расставит их вдоль всех этих линий, что приведет к мешанине и наложению огоньков друг на друга. Иногда получается даже красиво, но мы должны держать весь процесс под своим контролем. Лучше потом сами продублируем огни там, где это нужно.
Избавиться от дубликатов можно несколькими способами:
1. Применить команду FILTERDUPLICATELINES в ScenProc. Способ не очень хороший: иногда удаляются нужные линии — похоже, Арно не уделил ее тестированию должного внимания.
2. Использовать диалог Вектор — Обработка геометрии — Упростить геометрию в QGIS, создав новый скорректированный SHP-слой. Неплохо справляется.
3. Использовать плагин mmqgis и его диалог Модули — mmqgis — Modify — Delete Duplicate Geometries. Справляется иногда чуть хуже, иногда чуть лучше. Склонен к подвисаниям, но достоин внимания.
Используя второй или третий способ, мы получим новый SHP-файл. Я классифицировал его чтобы убедиться, что теги не потерялись в процессе конвертации из OSM в SHP:
Этот слой можно отредактировать по своему желанию: убрать лишнее, скорректировать существующее или провести что-то новое. Так, например, в Геленджике есть две канатных дороги, которые обозначены на карте линиями; для них я ввел новый классификатор highway=lift, чтобы развесить лампочки и там.
После окончания всех правок не забудем сохранить наш слой под новым именем. В нашем примере я назову его roads_simplificated.shp.
Настало время перейти к финальной части работы.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 26 July 2013 — 11:03
Часть 3. Расстановка моделей
Запускаем ScenProc, создаем новый файл и пишем такие строки:
IMPORTSHP|E:ModelingOSMRUroads_simplificated.shp|*|NOREPROJ
PLACEPOINTSALONGLINE|FTYPE=LINE;highway=trunk|50|7|type|light|hdg
CREATEXMLLIBOBJ|type=light|{f583d69f-ea22-40a8-99db-93c7855810ed}|hdg|0|0|NoAutogenSuppression
EXPORTBGL|FSX|URKG_CityLights_1|E:Modeling_URKG_ProjectLights
Давайте разберем работу этого скрипта.
В первой строке мы импортируем подготовленный до этого SHP-файл roads_simplificated.shp целиком (вместо координат углов ставим звездочку *) и не меняя проекцию (стандартная WGS 84 нас полностью устраивает).
Во второй строке мы считываем из этого файла объекты типа highway, помеченные тегом trunk. Задаем для них тип «линия» (LINE) и расставляем вдоль этой линии точки с шагом 50 метров и отступом от центра 7 метров. Присваиваем этим точкам атрибут type со значением light, и еще один атрибут hdg, который позволит нашим моделям вращаться по азимуту, следуя всем изгибам дорог.
В третьей строке мы ставим в каждую точку модель с нужным GUID‘ом (тут и пригодится наш текстовый файл, куда мы выписали все GUID’ы при изготовлении моделей). Поворачиваем каждую модель на угол, вычисленный до этого автоматически с помощью атрибута hdg, назначаем офсет этому углу (0 градусов), ставим модель на высоту 0 метров по AGL (по мешу) и просим огоньки не выкашивать вокруг себя автоген.
И в четвертой строке мы объединяем все модели в один BGL-файл формата FSX под именем URKG_CityLights_1 и сохраняем в указанную папку.
Запускаем скрипт, нажав кнопку Run и через несколько секунд получаем первую BGL-ку.
Меняем тип дороги с trunk на primary (при желании можно изменить расстояние между огнями и отступ), подставляем GUID с огоньком другого цвета и меняем имя выходного файла, например, на URKG_CityLights_2. Для наглядности я выделю жирным шрифтом нужные изменения в скрипте, а курсивом — опциональные:
IMPORTSHP|E:ModelingOSMRUroads_simplificated.shp|*|NOREPROJ
PLACEPOINTSALONGLINE|FTYPE=LINE;highway=primary|100|7|type|light|hdg
CREATEXMLLIBOBJ|type=light|{b46b4bde-ab44-407d-9ba0-1466dfcb7359}|hdg|0|0|NoAutogenSuppression
EXPORTBGL|FSX|URKG_CityLights_2|E:Modeling_URKG_ProjectLights
Снова запускаем скрипт и получаем вторую BGL-ку.
Таким же образом расставляем огни вдоль дорог residential и tertiary, подставляя другие GUID’ы и сохраняя BGL-ки под новыми именами. Полученные BGL-ки кидаем в ..YourSceneryNameScenery и запускаем игру…
Часть 4. Заключение
Как видите, нет ничего экстремально сложного в таком методе. Освоив его, вы сможете придумать более сложные вещи: например, расставлять не только сами огоньки, но и модели столбов освещения со встроенными огоньками различных цветов и форм. Используя чуть более хитрую форму модели и выключив Double Sided в материале, можно изготавливать бело-желтые или красно-зеленые огни ВПП, односторонние огни подхода и даже PAPI.
Арно постоянно совершенствует ScenProc. В нашей с ним переписке я попросил ввести новые атрибуты, чтобы иметь возможность рандомизации: модели смогут менять размер, шаг, отступ и высоту в заданных пределах; и если он найдет возможность реализовать мою просьбу, я обязательно расскажу об этом здесь.
Те, у кого установлен сценарий Геленджика, могут принять участие в тестировании огоньков, скачав и установив дополнение.
Отдельную благодарность хочется выразить администрации форума, которая предоставила мне возможность редактирования постов, что позволит содержать статью в актуальном виде; а также ANRI, который помог убедить администрацию.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 28 October 2013 — 11:41
Часть 5. Дополнения и история правок
22.09.13 Синтаксис команды CREATEXMLLIBOBJ скорректирован для совместимости с версией 463.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 22 September 2013 — 10:31
Чудненько! Спасибо Виталий!
Честно говоря, не экспериментировал еще, но возник вопрос: а простая дорога, сделанная обычным shp2vec, ночью не подствечивается:?
Не совсем понял Ваш вопрос.
Сама по себе дорога подсветится только дефолтной ночной текстурой.
Можно расставить вдоль нее фонари, если декомпилировать бгл-ку в любой векторный формат, понимаемый ScenProc, и использовать как путь.
Вы об этом?
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 23 July 2013 — 17:06
Bravo Vitaly, great toturial
best regards
Chris Bell
Привет Крис!
Эта концепция сильно не соответствует реальной освещенности дорог, улиц, городских площадей.
Возможно, тебе стоит рассмотреть другую форму светового пятна.
Это должно выглядеть примерно так:
Я был в состоянии получить текстуру земли освещенности без разбрызгивания краски на фотореалистичной изображения
Вы можете ясно видеть сквозь на фотореалистичной внизу в этих
Само собой разумеется, цвет и размер будет корректироваться
Это только часть экранного эффекта здесь отображается
Когда объект проходит через внизу, он получает освещенной
Крис
определенно АНРИ,
Неправильные цвета и формы является слишком большой
это лишь доказательство концепции, в настоящее время мы начинаем сделать его пригодным
это было сделано с scenProc,
я atempting чтобы заменить ручной окраски ночь над фотореалистичной
это эффект текстуры я использую scenproc размещать навалом вдоль жилых дорог
как показано в моем примере выше, это первая попытка
еще не все
свою фотографию образца великолепно!
это было сделано по scenproc, или ручной окраски?
С уважением
Крис
—————————EN
definetly ANRI,
the colors are wrong and the shape is too big
this is only proof of concept, now we start making it fit
this was done with scenProc,
i am atempting to replace the manual night coloring over photoreal
this is a texture effect i use scenproc to place in bulk along residential roads
as shown in my example above, this is first attempt
more to come
your picture sample is magnificent!
was this done by scenproc, or manual coloring?
Best regards
Chris
Это сделано в Photoshop для примера результата.
Ниже, показаны настройки кисти.
Chris, welcome aboard!
Нужно пояснить, что у Криса огромный фототерр (Израиль целиком), поэтому способ ручной окраски займет невероятное количество времени. Вот он и ищет альтернативу, пусть и в ущерб производительности.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 21 July 2014 — 23:36
Так ведь пользователи никогда не увидят на экране монитора весь Израиль целиком.
На производительность будут влиять виды на большие города.
Для снижения влияния на производительность стоит подумать о объединении в одну модель (в один полигон) сразу несколько (5-10) пятен света
в одну линию вдоль протяженных дорог.
Думали и над этим. Пропадает сам смысл автоматического поворота моделей вдоль изгибов дорог. Получится фиг пойми что:
Вообще, для пущей производительности, конечно, идеальный вариант — объединять целые группы огней 500*500 метров и больше, под один рефпойнт. Непонятно пока, как это сделать с учетом уникальной высоты ASL каждой лампочки. 3D Ripper для многих — не выход, да и «грязи» от него немало. Сколько уйдет времени на «чистку» таких моделей — трудно представить.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 14 August 2013 — 12:26
Спасибо Vitaly и ANRI, радуясь, что на борту
Эта работа продолжается; как некоторые функции были лишь недавно стало возможным благодаря scenproc
себя и Vitaly были сосредоточены на повышении ночные огни FSX опыт в как можно более реалистичным
Это может занять некоторое время, пока желаемый результат не будет достигнут, мы пытаемся много интеллектуальных маршрутов
Я постараюсь для достижения эффекта освещения земли; дополнить Vitaly Уличные светильники
фотографии выше, являются доказательством концепции, я обсуждал с Vitaly в частных
возможность создания аа прозрачной текстуры, которые можно разместить на месте
вместо; вручную картины фотореалистичной изображения или необходимость принятия особых ночные текстуры
ANRI это как ожидалось; представляет много препятствий выступление, у меня полон решимости преодолеть
С уважением
Крис
————————————EN
Thank you Vitaly & ANRI, glad to be on board
This is work in progress; as some of the functions were only recently made possible with scenproc
myself and Vitaly are focused on making night lights experience in FSX as realistic as possible
This can take some time until the desired result is achieved; we are trying many intellectual routes
I will try to accomplish the ground illumination effect; to complement Vitaly Street lights
the pictures above, are a proof of concept; I was discussing with Vitaly in private
the possibility of making a a transparent texture that can be placed on the ground
instead of; manually painting photoreal image or the need to make special night textures
this as ANRI anticipated; presents many performance obstacles; I am determined to overcome
Best regards
Chris
Первые фотографии; фары с землей эффект всплеска, большое спасибо Виталию с этим аффекта,
удивительные работы!
С уважением
Крис
———————————EN
first pictures; lights with ground splash effect, big thank you to Vitaly with this affect,
amazing work!
Best regards
Chris
Второй раунд
С уважением
Крис,
————————EN
Round two
Best regards
Chris,
Сообщение отредактировано Denizzz: 19 August 2013 — 12:28
быстрый полет ночью через побережья Израиля с iCVFR световых эффектов
наслаждаться
Chris
—————-EN
a quick night flight through Israel’s coastline with new iCVFR lighting effects
Enjoy
Chris
Сообщение отредактировано MyPC8MyBrain: 22 August 2013 — 05:43
Вопрос. с какими настройками я накосячил (раньше все было)? Ночью проподают фонари и соответственно нет освещения. Днем они стоят вдоль дорог, а наступает ночь и … Может это зависить от отсутствия ночных текстур? Просто на данный момет этого проверить не могу (сделать ночные текстуры).
Сообщение отредактировано Mityanik: 19 September 2013 — 22:38
Ночные текстуры я имел ввиду фототера, а не фонарей. Ладно постараюсь разобраться.
Я имел ввиду это
Днем
Ночью. Фонари пропадают, и нет освещения.
Зависит ли это от отсутствия ночных текстур фототерра?
Сообщение отредактировано Mityanik: 20 September 2013 — 23:04
Вы о чем? Настройки материала показал, как рисовать ночную и дневную текстуры рассказал.
Огромное спасибо за статью! Все очень ясно и понятно рассказано, так, что даже получилось и у меня, абсолютного новичка в этом деле, наваять свои фонарики.
Но возникло два вопроса. Так как я в 3Д моделировании еще очень начинающий хотелось бы узнать сколько в вашей модели фонаря получилось Trianges и Texture vertices? У меня 24/27 соответственно. Может это слишком много и можно каким то способом уменьшить это количество ради увеличения производительности?
Второй вопрос на счет дальности прорисовки фонарей. Я их вижу с высоты 2000 при зуме 0,8 только ближайшие максимум 5 миль, чем выше тем меньше. Если увеличить зум до 4-6 и больше, фонари видно до самого горизонта (красота!), если зум уменьшить до моего летабельного 0,6, то фонари видно только под самолетом. Надо сказать, что то же самое было и с фонарями UTX Europe Lights. В чем может быть проблема? Это особенность FSX? Или это «болячка» именно моего сима, скажем из-за аддоновских текстур неба.
Пожалуйста. Я и старался написать так, чтобы было понятно даже новичкам.
Теперь, что касается Ваших вопросов.
Каждый треугольник имеет три текстурные вершины. Квадратный полигон, состоящий из двух треугольников, будет иметь четыре вершины, поскольку гипотенузы треугольников складываются. Таких полигонов в моем примере три, соответственно, имеем 6 треугольников и 12 вершин:
Так что, да, у Вас модель получилась неоптимальной. Чтобы понять причину, почитайте здесь и здесь.
Дальность видимости модели имеет две основных зависимости:
1. Зависимость от размера модели. Игровой движок «выключит» любую модель, радиус которой менее одного пиксела на экране. Зависит от параметра SmallPartRejectRadius, который может прописать в CFG-файле Venetubo или какой-нибудь аддон.
2. Зависимость от мип-мапов текстуры. Если Вы создадите мип-мапы в «автоматическом» режиме и посмотрите на них внимательно, то увидите, что уже на 3…4-м уровне текстура подобная нашей, превратится в черный квадрат. Чтобы добиться хорошего результата, необходимо редактировать их вручную — в статье есть ссылка на эту тему.
Моя текущая текстура, разложенная на мип-мапы, выглядит так:
Обратите внимание, как изменяется яркость и размер цветных пятен на малых мипмапах.
А вот и результат: огни ВПП, сделанные полигонами, видны на удалении 30 миль, на котором гаснут даже дефолтные ПАПИ, считающиеся эталоном дальнобойности:
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 25 October 2013 — 14:00
Спасибо еще раз. С моделью разобрался. У меня в GMax при создании модели Plane в параметрах сегментов по вертикали, и сегментов по горизонтали стояли по 4 сегмента. Я думал это так, типа для разметки
, я уменьшал это количество до двух, чтобы удобно было текстуру на центр натягивать.
И с дальностью отрисовки разобрался. Во-первых не уделил должного внимания мип мапам,а он у меня оказался всего 1! Во-вторых в конфиге таки стоял SmallRejectRadius.
И попутно еще вопрос, может совершенно глупый. Как я понял, чем меньше треугольников в модели, тем легче она для сима. Соответственно можно ли сделать этот 3Д фонарик используя только 3 треугольника вместо квадратов, в которых в каждом по два? И если да, то как?
Сообщение отредактировано Vano1978: 25 October 2013 — 19:13
Кстати, хорошая идея!
Можно, но текстуру, вероятно, придется сделать более хитрую, чтобы не было искажений при маппинге треугольников. На словах это трудно объяснить, завтра сам попробую и нарисую пример.
Попробовал, докладываю. Текстуру можно не менять, все маппится без искажений, которых я боялся.
Рисуем NGon с числом вершин 3 и радиусом метров 10, загоняем его на нулевые координаты, применяем материал.
Применяем модификатор UVW Mapping, выбираем метод Planar, в настройках задаем одинаковую длину и ширину (у меня вышло 40*40 метров, но габариты зависят от размера вашего огонька на листе).
Применяем модификатор Unwrap UVW, и загоняем огонек нужного цвета в центр треугольника. Важно не перемещать вершины поодиночке, иначе пойдут искажения. Желательно даже привязку к пикселам не включать, а если и включать, то с умом. Используем Scale и Move для всех вершинок вместе.
Остальное как обычно: клонируем, разворачиваем и далее по тексту.
Что касается ожидаемого прироста производительности. Новые и старые модели были протестированы на двух разных компьютерах — разницы по ФПС выявлено не было. Не берусь делать какие-то выводы, но предположу, что кадросекунды упираются в частоту процессоров или видеокарт, и на другом железе разница будет.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 30 October 2013 — 12:47
Я пытался сделать то же самое, но упирался все время в одну и ту же проблему, у меня текстура «плавает» по треугольнику. Она начала плавать и по квадрату, когда я уменьшил число сегментов до одного. Видимо я как то не так натягиваю текстуру, хотя, вроде, делал как и Вы. пробовал и с UVW Mapping, и без него, пробовал только его. Может она искажается из-за неправильного разворота, хотя я просто ввожу внизу 90 градусов, но искажения у же заметны в видах Left и Front. Что не так? Может есть где-то статья или ветка форума касающаяся конкретно этой проблемы. Просто за последнее время прочитано очень много и бОльшая часть лишнего, в голове от потока новой информации уже немного образовалась каша. Ткните пожалуйста носом, где прочитать, или, если это объясняется в двух словах, то будьте так добры
Сообщение отредактировано Vano1978: 26 October 2013 — 18:03
На каком этапе это начинается? Опишите свои действия как можно подробнее, со скриншотами.
Лучше в личку.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 26 October 2013 — 18:07
Ну вроде как по srtm более-менее нормально получается расставлять такие группы. Иногда попадаются косяки, но имхо вполне приемлемо для таких больших территорий.
ПС: еще мы пробовали рисовать на лету ночную маску для фт прямо с данных осм. Тоже как вариант.
Сообщение отредактировано Jazz: 17 November 2013 — 13:40
Можно поподробнее?
Была идея использовать ту же карту высот, что и для меша. Но дальше идеи дело не пошло — нужны специализированные утилиты, которые считают координаты каждой модели из XML, разместят их согласно данным растровой карты высот и скомпилируют большую модель.
Какие еще мысли: из растровой карты можно сделать объемную в Максе. Из векторов сделать полигоны и положить их сверху. Написать скрипт, который расставит по этим полигонам нужные модели с нужными параметрами. В общем, та еще задачка.
А главное: будет ли реальный выигрыш в производительности? Стоит ли овчинка такой геморройной выделки? В 9-ке — несомненно: не раз доказано, что она плохо переваривает множественные рефпойнты. Но в 10-ке разница небольшая, смотрите сами:
На первом скрине все бгл-ки, отвечающие за свет, выключены, на втором — включены. Как видите, разница порядка 5 фпс, при том, что в кадре примерно 3.5 — 4 тысячи моделей.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 17 November 2013 — 14:13
Ну 5 тыщ это и на самом деле мелочи, а вот когда к 50 подберется… Дело ведь не в количестве рефпоинтов, а в состоянии каскада. Но это уже тонкости.
А вообще, если Андрей не против, я предлагаю в приват в нашу тему переместиться. В секретные разработки )))
Сообщение отредактировано Jazz: 17 November 2013 — 14:34
В каскадах не разбираюсь, из меня каскадер тот еще
Я описал общий принцип, а если люди идею подхватят и разовьют — это ж хорошо! Может быть когда-нибудь и «спасибо» дождусь от одной известной фирмы-разработчика…
Пароль от вашей закрытой ветки на форуме у меня есть.
Сообщение отредактировано Nizkovoltnik: 17 November 2013 — 14:49
Пардон, господа, что вмешиваюсь. Два дня тому назад вспоминал про Вашу тему, в частности про color и shape текстур ночных дорог. Вот собственно, одновременно и повод, и то, что хотел Вам показать:
DX10 Scenery Fixer Support
i did it!!!
this is night ground splash texture lib, with lights lib
small test area, no FPS loss!
Chris Bell
Сообщение отредактировано MyPC8MyBrain: 16 January 2014 — 08:50
my latest rendering, what do you guys think?
Сообщение отредактировано MyPC8MyBrain: 21 January 2014 — 08:58
Chris
Сообщение отредактировано MyPC8MyBrain: 21 January 2014 — 08:58