Intégration de conceptions 3D ArcGIS CityEngine avec Twinmotion

Imaginons que vous fassiez partie d’une équipe d’urbanistes et de concepteurs. Votre équipe a le mandat d’élaborer une proposition de plan directeur contenant des scénarios et des visuels révélateurs. Pour accomplir cette tâche, vous utilisez les applications ciblées d’Esri : ArcGIS Urban et ArcGIS CityEngine. Vous générez le plan de masse dans ArcGIS Urban avant de l’intégrer à CityEngine, où s’opère la magie de la modélisation architecturale générée par ordinateur : les rues sont dessinées, les actifs 3D sont insérés et les façades sont ajoutées aux bâtiments. Mais que faire pour vraiment donner vie à votre scène numérique? Que se passe-t-il si vous ou vos partenaires voulez explorer vos projets comme si vous vous trouviez en personne dans la zone d’étude? Et si vous souhaitiez ajouter une touche de réalisme en simulant plusieurs animations et effets environnementaux? Dans ce billet, j’expliquerai comment vous pouvez atteindre tous ces objectifs en intégrant les modèles de CityEngine à Twinmotion.

Qu’est-ce que Twinmotion?

Twinmotion est une application de visualisation 3D en temps réel créée par Epic Games. Elle est alimentée par Unreal Engine, un moteur de rendu avancé et complet pour la création de jeux, de films, de visualisations et d’expériences immersives sur de multiples plateformes de bureau, mobiles et sur console. Twinmotion est conçu avec une interface qui permet aux utilisateurs de produire facilement des visualisations 3D de haute qualité en temps réel, sans avoir besoin de comprendre les langages de programmation qu’il faut normalement connaître pour exploiter le moteur de jeu. Il prend en charge différents formats de fichiers 3D, mais le meilleur choix est le format Datasmith, développé expressément pour Unreal Engine. ArcGIS CityEngine est capable d’exporter des modèles 3D sous la forme d’un fichier Datasmith. Ce fichier peut ensuite être intégré de manière transparente à Twinmotion, avec une perte minimale de qualité et d’intégrité. Ce faisant, les utilisateurs ont la possibilité de générer à la volée des visuels révélateurs et des expériences immersives. Décomposons maintenant les étapes générales pour intégrer une scène de CityEngine à Twinmotion (à titre de référence, l’exemple de flux de travaux suivant a été réalisé avec CityEngine 2024.1 et Twinmotion 2025.1).

1.     Installer Twinmotion

Twinmotion est une application de bureau qui exploite les capacités matérielles et logicielles de votre ordinateur. Il est important de prêter attention aux caractéristiques de configuration minimum et de configuration haute qualité du système en fonction de l’envergure de votre projet et de votre cas d’utilisation. Une fois que vous répondez aux caractéristiques de configuration requises, suivez les informations figurant sur cette page pour installer le lanceur Epic Games, puis l’application.

2.     Exporter une scène de CityEngine au format Datasmith

Pour les besoins de ce billet, j’ai utilisé la scène « Example Planning 05 Urban Design 2024.0 » téléchargeable dans CityEngine.

Exemple de scène à télécharger dans CityEngine

D’abord, téléchargez l’exemple, puis ouvrez la scène. Ajoutez deux nouveaux scénarios dans l’éditeur de scène et copiez le groupe de couches contenant les modèles de la vue par défaut vers chacun des scénarios.

Ajout de scénarios à votre scène dans l’éditeur de scène

Au centre de la scène, on voit un bloc d’immeubles et des aménagements paysagers. Examinez chacun des scénarios et apportez différentes modifications aux modèles. Dans mon exemple, j’ai ajouté trois étages supplémentaires à chacun des bâtiments avec façades dans le scénario 1, puis j’ai complètement modifié les façades dans le scénario 2. Vous pouvez appliquer ces modifications dans la fenêtre d’inspection après avoir sélectionné chaque modèle.

Apporter des modifications à vos scénarios

Une fois que vous êtes satisfait de vos modifications, choisissez chacun de vos scénarios. Vous pouvez considérer la vue par défaut avec les modèles originaux comme un seul scénario. Ensuite, sélectionnez tous les modèles qui s’y trouvent (une méthode simple consiste à appuyer sur Ctrl + A sur votre clavier). Accédez à File → Export Models (fichier → exporter des modèles) ou appuyez sur Ctrl + E pour afficher la fenêtre. Sélectionnez l’option Unreal Engine, puis cliquez sur Next (suivant). Par défaut, l’exportateur enregistre vos résultats dans le dossier « models » (modèles) de votre projet CityEngine, à moins que vous n’en indiquiez un autre. Choisissez un nom de base approprié pour distinguer les différents scénarios. Cochez la case pour rendre vos modèles compatibles avec Twinmotion. Appuyez sur le bouton Centre (centre) sous les paramètres de décalage global pour appliquer un décalage d’emplacement à vos objets. Laissez tous les autres paramètres inchangés et cliquez sur Finish (terminer). Répétez le processus pour tous les autres scénarios, mais cette fois-ci, utilisez les mêmes valeurs de décalage que dans votre première exportation. Par défaut, CityEngine enregistre vos paramètres d’exportation précédents, de sorte que les valeurs ne devraient pas changer à l’ouverture de l’exportateur.

Paramètres à appliquer lors de l’exportation de vos modèles CityEngine

3.     Importer la scène dans Twinmotion

Vous êtes maintenant prêt à importer vos modèles exportés. Dans Twinmotion, démarrez une nouvelle scène. Accédez à File → Import (fichier → importer) ou appuyez sur Ctrl + I. La fenêtre devrait afficher l’onglet Geometry (géométrie) par défaut. Choisissez le premier fichier Datasmith à ouvrir. Sous Options, assurez-vous que les paramètres suivants sont définis, puis importez le fichier. Répétez cette étape jusqu’à l’importation complète de tous les scénarios. En haut à droite de l’interface utilisateur se trouve le volet de scène. Passez votre curseur sur l’icône en forme d’œil de chacun des trois éléments de départ pour désactiver leur visibilité, car ces éléments ne font pas partie de vos conceptions.

Paramètres à appliquer lors de l’importation de vos modèles dans Twinmotion

4.     Exporter le terrain à partir de CityEngine et l’importer dans Twinmotion

Il est maintenant temps d’exporter le terrain (désigné comme un paysage dans Twinmotion). Actuellement, Twinmotion ne permet pas d’importer des paysages au format Datasmith, mais il existe plusieurs autres moyens d’intégrer des terrains à l’application. Par exemple, je souhaite conserver la texture (images satellitaires) du terrain de ma scène CityEngine. Par conséquent, je choisis de l’exporter sous forme de maillage importable dans Twinmotion en tant que géométrie. Pour ce faire, sélectionnez la couche de terrain dans l’éditeur de scène de CityEngine et ouvrez l’exportateur. Cette fois, choisissez Autodesk FBX comme format et cliquez sur Next (suivant). Nommez le fichier de sortie et suivez les paramètres ci-dessous. Vous pouvez modifier la résolution du terrain, mais gardez à l’esprit que plus vous l’augmentez, plus l’exportation prendra de temps et plus le fichier de sortie sera volumineux. Pour aligner correctement le terrain avec les modèles que vous avez exportés précédemment, assurez-vous d’utiliser les mêmes valeurs de décalage.

Paramètres à appliquer lors de l’exportation de votre terrain à partir de CityEngine

Une fois le terrain exporté, importez le fichier FBX en tant que géométrie et appliquez les paramètres ci-dessous.

Paramètres à appliquer lors de l’importation de votre terrain dans Twinmotion

Il est possible que l’orientation du terrain importé ne corresponde pas à celle des modèles intégrés précédemment. Le cas échéant, faites pivoter le terrain pour l’aligner sur vos modèles, ou l’inverse. Dans cet exemple, j’ai fait pivoter le maillage du terrain de 90 degrés dans le sens antihoraire en utilisant le volet XYZ.

Faire pivoter votre terrain ou vos modèles pour les aligner les uns sur les autres

5.     Donner vie à votre scène

Le moment est venu d’exploiter les puissantes capacités de rendu de Twinmotion pour donner vie à votre scène. L’un des avantages de l’intégration de conceptions 3D dans Twinmotion est sa vaste bibliothèque d’actifs, de matériaux et d’effets de haute qualité. Vous pouvez les substituer à vos modèles existants ou simplement les insérer. Ouvrez le volet Populate (remplissage) à l’aide de l’icône dans le bas de l’écran. Vous trouverez une variété d’options pour intégrer des actifs, des chemins animés et même des données OpenStreetMap.

Insérer des objets et des chemins animés pour remplir votre scène

Vous pouvez également adapter l’ambiance pour ajouter du réalisme en modifiant l’environnement, la caméra, le moteur de rendu et les effets visuels. Expérimentez avec les paramètres pour obtenir l’aspect et la convivialité souhaités. Notez que si vous souhaitez tirer parti des options de rendu plus robustes telles que Lumen (lumière) ou Path Tracer (traçage de chemin), votre système doit répondre aux caractéristiques de configuration haute qualité ou les dépasser.

Modifier l’aspect et la convivialité de votre scène grâce aux paramètres d’ambiance

6.     Paramétrer des configurations pour montrer différents scénarios

Les configurations sont les états d’une scène. Vous pouvez créer différents états en fonction des propriétés, des matériaux, de la visibilité et de l’ambiance. Dans cet exemple, j’ai ajouté une configuration basée sur la visibilité de chacun de mes scénarios afin de pouvoir choisir celui qui m’intéresse au moment voulu. Il suffit de cliquer sur l’icône de média et de choisir Configuration, puis de créer des états et d’en modifier les paramètres. Vous pouvez définir un paramètre qui déclenchera le basculement vers le prochain scénario ou un bouton qui affichera une liste dans la scène.

Créer des configurations permettant de basculer d’un scénario à l’autre

7.     Créer des panoramas contenant différents points de vue

Il est également utile de créer des panoramas. Souvenez-vous : les signets ou les diapositives des scènes 3D d’ArcGIS permettent de stocker non seulement des vues sous tous les angles de caméra, mais aussi la visibilité des couches, la sélection de fond de carte, les paramètres de lumière du jour, etc. Dans Twinmotion, le panorama fonctionne de manière similaire; il permet de sauvegarder l’environnement, la caméra, le moteur de rendu et les effets visuels de la scène, ainsi que le format et la configuration du panorama. Créez des panoramas qui donneront des points de vue à 360 degrés sur votre scène. Pour les ajouter, cliquez sur l’icône de média et sélectionnez Panorama.

Créer des panoramas permettant de basculer entre les points de vue sur 360 degrés

8.     Explorer votre scène

Vous êtes enfin en mesure d’explorer toute votre scène. Déplacez-vous dans la fenêtre de visualisation à l’aide des fonctions de navigation. Tous les paramètres mentionnés précédemment peuvent être modifiés au fur et à mesure. Utilisez les outils médias pour générer des produits tels que des images, des vidéos, des séquences, etc. Par défaut, le point de vue est en mode drone, ce qui vous permet de déplacer la caméra n’importe où dans la scène, au-dessus et au-dessous du terrain ou à l’intérieur et à l’extérieur de vos modèles. En mode piéton, la caméra est au niveau du sol. Il s’agit d’une fonction utile qui offre une sensation réaliste de la scène en simulant la vue à la première personne d’un observateur sur le terrain. Pour ajouter au réalisme, la collision avec les objets est activée dans ce mode, de sorte que vous ne pouvez pas traverser les objets ou passer à travers le sol. Si vous souhaitez conserver cette expérience authentique tout en ayant la possibilité d’explorer l’intérieur de vos modèles, utilisez le mode réalité virtuelle. Pour ce faire, vous devez disposer d’un casque de réalité virtuelle pris en charge.

Faire l’expérience immersive de votre scène en réalité virtuelle

La navigation en réalité virtuelle offre une expérience immersive de vos scénarios. Avec cette puissante capacité, vous êtes au cœur de la scène et avez l’impression de vous trouver dans l’environnement réel. Pour éviter le mal des transports, la navigation en réalité virtuelle se fait par téléportation. Vous pouvez ainsi entrer dans les bâtiments en vous y téléportant. Twinmotion configure les contrôleurs de réalité virtuelle de votre système sous forme d’options de visualisation et de navigation. Expérimentez-les au fur et à mesure que vous explorez la scène.

Utiliser la téléportation pour se déplacer en mode réalité virtuelle

Tirer parti de la puissance de l’intégration

Dans ce billet de blogue, je vous ai montré comment le fait de combiner des modèles SIG 3D et des moteurs de jeu permet d’offrir des visualisations flexibles, dynamiques et réalistes dans un format facile à partager avec les parties prenantes ou le public. Pour les non-développeurs, intégrer des conceptions ArcGIS CityEngine (ou des plans ou des projets ArcGIS Urban si vous les importez dans CityEngine) à Twinmotion est une façon simple et amusante de profiter des capacités d’un moteur de jeu robuste sans devoir être expert en langages de programmation. Par ailleurs, s’il faut créer une application avec des outils et des options plus avancés, un développeur peut intégrer des données SIG dans des environnements comme Unreal Engine ou Unity et personnaliser le développement au moyen d’ArcGIS Maps SDK pour les moteurs de jeu. Les possibilités sont nombreuses, alors découvrez-les par vous-même!

Vos scénarios d’aménagement prennent vie comme si vous y étiez

Ce billet a été écrit en anglais par Johnson Chan et peut être consulté ici.