Space colonisation based procedural road generation
| Autor(a) principal: | |
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| Data de Publicação: | 2018 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1822/64530 |
Resumo: | Dissertação de mestrado em Computer Science |
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Space colonisation based procedural road generationEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado em Computer ScienceProcedural generation of content has been studied for quite some time and it is increasingly relevant in scientific areas and in video-game and film industries. Procedural road layout generation has been traditionally approached using L-Systems, with some works exploring alternative avenues. Although originally conceived for biological systems modelling, the adequacy of L-Systems as a base for road generation has been demonstrated in several works. In this context, this work presents an alternative approach for procedural road layout generation that is also inspired by plant generation algorithms: space colonisation. In particular, this work uses the concept of attraction points introduced in space colonisation as its base to produce road layouts, both in urban and inter-city environments. As will be shown, the usage of attraction points provides an intuitive way to parameterise a road layout. The original Space Colonization Algorithm (SCA) generates a tree like structure, but in this work, the extensions made aim to fully generate a inter-connected road network. As most previous methods the method has two phases. A first phase generates what is mostly a tree structure growing from user defined road segments. The second phase performs the inter connectivity among the roads created in the first phase. The original SCA parameters such as the killradius help to control the capillarity of the road layout, the number of attraction points used by each segment will dictate its relevance establishing a road hierarchy naturally dependent on the distribution of the attraction points on the terrain. An angle control allows the creation of grid like or more organic road layouts. The distribution of the attraction points in the terrain can be conditioned by boundary maps, containing parks, sea, rivers, and other forbidden areas. Population density maps can be used to supply an explicit probabilistic distribution to the attraction points. Flow-fields can be used to dictate the flow of the road layout. Elevation maps provide an additional restriction regarding the steepness of the roads. The tests were executed within a graphic toolbox developed simultaneously. The results are exported to a geographical information file format, GeoJSON, and then maps are rendered using a geospatial visualisation and processing framework called Mapnik. For the most part, parameter settings were intuitively reflected on the road layout and this method can be seen as a first step towards fully exploring the usage of attraction points in the context of road layout.Gradualmente a geração procedimental de conteúdo tem-se tornado cada vez mais relevante, sendo maioritariamente aplicada em industrias como a dos vídeo-jogos e cinema. No que toca à geração procedimental de redes de estradas, grande parte das abordagens em torno deste tema são baseadas em L-Systems. Embora a área de aplicação dos L-Systems tenha sido originalmente para produzir modelos de sistemas biológicos, mostrou também ser um algoritmo adequado para a geração procedimental de redes de estradas. Este trabalho apresenta uma abordagem alternativa à geração procedimental de redes de estradas que também é inspirada num algoritmo procedimental de geração de plantas, colonização espacial, utilizando o conceito de pontos de atracão como base para gerar padrões de estradas. Como será demonstrado, a utilização de pontos de atracão fornece uma maneira intuitiva de parametrizar um padrão de estradas desejado. Como a maioria dos trabalhos feitos nesta área, este método tem duas fases. A primeira fase gera uma rede semelhante a uma árvore criada a partir de um ou mais segmentos iniciais da rede determinados pelo utilizador. A segunda fase trata de interligar as estradas geradas na primeira fase. Os parâmetros iniciais do algoritmo de colonização espacial, como o kill radius, ajudam a controlar a capilaridade da rede, os pontos de atracão que influenciam cada segmento irão ditar a sua relevância na rede geral, estabelecendo a noção de hierarquia de estradas, dependendo da distribuição de pontos de atracão no terreno. O controlo do ângulo entre segmentos permite a criação de padrões de estradas tanto em forma de grelha como padrões mais orgânicos. A distribuição dos pontos de atracão no terreno pode ser influenciada por mapas de fronteira, que contem as áreas válidas e/ou inválidas, como parques, mar, rios, e outras áreas proibidas. Mapas de densidade populacional podem ser usados para fornecer uma distribuição probabilística dos pontos de atracão. Campos de forças, podem ser usados para ditar o fluxo da rede de estradas. Mapas de elevação oferecem uma restrição adicional tendo em conta a inclinação das estradas. De um modo geral, as definições de parâmetros refletiram-se de um modo intuitivo nos padrões de redes de estradas gerados, e este trabalho pode ser considerado como um primeiro passo na exploração do conceito de pontos de atracão na área da geração de redes de estradas.Fernandes, António RamiresUniversidade do MinhoFernandes, Gabriel Dias20182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/64530eng202372413info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:37:37Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/64530Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:33:56.417304Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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