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# Was ist ArcGIS CityEngine?
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ArcGIS CityEngine ist ein spezialisiertes 3D-Stadtmodellierungswerkzeug, das häufig verwendet wird, um schnell massive georeferenzierte 3D-Stadtmodelle zu erstellen. CityEngine ist ein Teil der ESRI-Software-Suite, die sich auf Geodaten-Software spezialisiert hat. CityEngine wurde auf der Grundlage von ESRIs [3D City Information Model (3DCIM)](https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/18/1/012172/pdf) entwickelt, das ein Protokoll zur Modellierung, Aktualisierung und Visualisierung von 3D-Stadtmodellen im Internet definiert, wie in der Abbildung unten dargestellt. Darüber hinaus ermöglichen Themen wie bebaute Umwelt, rechtliche Umwelt, natürliche Umwelt und Basiskarten den Benutzern, verschiedene Objekte der physischen (realen) Welt als städtische digitale Zwillingsdatensätze zu organisieren, zu verwalten und detaillierter zu modellieren.
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Die thematische 3DCIM-Struktur von ESRI wurde entwickelt, um den Datenaustausch mit anderen Datenmodellen wie CityGML zu ermöglichen. CityEngine ist eine [prozedurale Modellierungssoftware](https://people.eecs.berkeley.edu/~sequin/PAPERS/Parish_Mueller_Cities.pdf), die sich auf ihre eingebaute Programmiersprache Computer-Generated Architecture (CGA) Shape Grammar stützt, um verschiedene thematische Strukturen von 3DCIM zu modellieren. Während generische 3D-Modellierungstools wie SketchUp, Autodesk AutoCAD 3D und Rhinoceros3D eine manuelle Modellierung von 3D-Modellen erfordern und in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, kombiniert CityEngine die prozedurale - parametrische Modellierung mit der CGA-Programmiersprache, um urbane 3D-Umgebungen zu generieren, und wird somit als spezialisierte 3D-Stadtmodellierungssoftware eingestuft. Durch die prozedurale Modellierung wird der Aufbau des 3D-Stadtmodellierungsprozesses schneller, mit größerer Kontrolle über Zufälligkeiten. So kann beispielsweise die Anzahl der Stockwerke eines Gebäudes erhöht, die Dachgeometrie geändert oder sogar die Detailgenauigkeit erhöht werden, indem die Änderungen in der CGA-Regeldatei vorgenommen werden, anstatt das gesamte Gebäude manuell neu zu modellieren, wie es bei allgemeinen 3D-Modellierungswerkzeugen der Fall ist.
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Ein übergeordneter Arbeitsablauf für die Erstellung von 3D-Stadtmodellen in CityEngine ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
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1. Datenimport (Formen + Attribute): 2D-Vektordaten können in verschiedenen Formaten in die CityEngine importiert werden, z. B. als Shapefile, Geodatabase oder CAD. Falls keine 2D-Vektordaten verfügbar sind. Die in CityEngine eingebaute Anbindung an Open Street Map (OSM) kann genutzt werden, oder mit dem in CityEngine eingebauten Werkzeug zur Shape-Erstellung können Straßennetze und anschließend Gebäudeparzellen parametrisch erzeugt werden. Basiskarten wie Satellitenbilder und Gelände-/Höhenkarten können über die in CityEngine integrierten Verbindungen zu ESRI-Webkartendiensten heruntergeladen werden.
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2. Erstellen/Anwenden von CGA-Regeldateien: Mit der in CityEngine integrierten CGA-Regeldateibibliothek können 3D-Stadtmodellelemente wie Gebäude, Straßennetz, Vegetation, Landbedeckung und Stadtmobiliar in 3D modelliert werden. Wenn die eingebaute CGA-Regeldatei-Bibliothek nicht ausreicht, kann der Benutzer entweder den vorhandenen CGA-Code bearbeiten oder eine eigene CGA-Regeldatei entwickeln.
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3. Iterationen - Nachdem in Schritt 2 3D-Stadtmodelle generiert wurden, können Iterationen durchgeführt werden, indem der Detaillierungsgrad geändert, Texturen hinzugefügt und Berichte erstellt werden, bis das vom Benutzer gewünschte Ergebnis nicht mehr erreicht wird.
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4. Datenexport - Im letzten Schritt können die generierten 3D-Stadtmodelle entweder in verschiedene Datenexportoptionen von CityEngine exportiert oder über die eingebaute Verbindung zu ArcGIS Online im Internet geteilt werden.
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Da es sich bei CityEngine um eine reine 3D-Modellierungssoftware handelt, verfügt sie über keine integrierten Verbindungen zu Analyse- oder Simulations-Plugins. CityEngine wird jedoch im Allgemeinen als Teil der Datenproduktionspipeline verwendet, um 3D-Stadtumgebungen in domänenspezifischer Software zu nutzen. CityEngine unterstützt zum Beispiel den Datenexport in verschiedene 3D-Datenformate wie DAE (COLLADA), OBJ (Wavefront), FBX (Autodesk/Unity), KML (Google Earth), glTF (Khronos Group) und File Geodatabase (ESRI). Darüber hinaus ist der Datenexport in Formate wie ABC (Alembic), DATASMITH (Unreal Engine), RIB (Renderman), USD (Universal Scene Definition) und VOB (e-on value) in der Unterhaltungsindustrie als Teil der Produktionspipeline für VFX-Inhalte weit verbreitet. Darüber hinaus ist das [CityEngine SDK](https://esri.github.io/cityengine/) für die Entwicklung benutzerdefinierter Importeure und Exporteure frei verfügbar. Darüber hinaus können auch Exporte in standardisierte Datenmodelle wie CityGML [Feature Manipulation Engine (FME)](https://www.safe.com/integrate/citygml/) verwendet werden.
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# Lesematerial
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[ArcGIS CityEngine Website](https://www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-cityengine/overview)
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[CityEngine Tutorials](https://doc.arcgis.com/en/cityengine/latest/tutorials/introduction-to-the-cityengine-tutorials.htm)
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[Kostenlose Testversion von CityEngine](https://www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-cityengine/trial) - Benötigt [ESRI Account](https://www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-online/trial) / Kontakt für Matthias Reuss (2/181) für CityEngine Ausbildungslizenz
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[Vorlesungspräsentation (auf Englisch)](https://moodle.hft-stuttgart.de/mod/folder/view.php?id=213301) - Für Masterstudenten in Photogrammetrie und GeoInformatik im Fach CIV (Erfordert Zugang zu Moodle/CIV-Visualisierung)
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[Vorlesungsübung (auf Englisch)](https://moodle.hft-stuttgart.de/mod/folder/view.php?id=140234) - Für Masterstudenten in Photogrammetrie und GeoInformatik im Fach CIV (Erfordert Zugang zu Moodle/CIV-Visualisierung)
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CityEngine zu CityGML Arbeitsablauf mit FME
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1. Arbeit 1
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2. [Paper 2](https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111706) (Upgrade auf Paper 1 Workflow) - Anwendungsfall: Energiemodellierung für städtische Gebäude
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Einsatz von CityEngine für [webbasiertes 3DCIM für urbane Energiesimulation](https://doi.org/10.2312/udmv.20151347)
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Verwendung von CityEngine mit [QGIS SOLWEIG Plugin zur Analyse des thermischen Komforts im Freien in städtischen Gebieten](https://doi.org/10.3390/ijgi9110688)
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[CityEngine Videos](https://www.youtube.com/c/CityEngineTV) |
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