Perception of procedurally generated virtual buildings

• Main Author: Gylleus, Karl
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) 2018
• Subjects: Procedural; Generation; Buildings; Modeling; Virtual; Grammar; Perception; Procedurell; Byggnader; Modellering; Virtuell; Grammatik; Computer Sciences; Datavetenskap (datalogi)
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-229967

Due to the high amount of time it takes to manually design virtual buildings and cities it is often desired to automate the process. Procedural modeling is a way to achieve this by algorithmically generating buildings. By using inverse generation procedural descriptions of buildings can be extracted from a given model. When using a procedural generator to create a city some variance is needed during generation which might lead to unrealistic buildings if not handled correctly. This thesis investigates which features of buildings are most sensitive to change in regards to their realism. An inverse procedural modeler is implemented in C# using Unity, which can generate split grammar rules from input pictures of building facades and their defined layout. Generated rules can then be used to generate buildings. Photographs of facades on residential buildings are edited in Adobe Photoshop and fed to the implemented generator to recreate real buildings. These buildings and manually altered versions of them are used to carry out an experiment involving independent participants in order to find which features on facades detracts most from their realism when changed. The findings are that certain features impact a buildings realism more than others when changed. Color and window styles on a facade are especially sensitive. This knowledge can in the future be used to improve building generators such that they are careful in editing the window style and colors of created buildings. === Med anledning av den långa tid det tar att manuellt skapa virtuella byggnader och städer är det ofta önskvärt att automatisera processen. Procedurell modellering är ett sätt att uppnå detta genom att algoritmiskt generera byggnader. Genom att använda inversprocedurell generering kan procedurella beskrivningar av byggnader extraheras från givna modeller. När en procedurell generator används för att skapa en stad krävs det varians i generationen vilket kan leda till orealistiska byggnader om det inte sköts korrekt. Denna avhandling undersöker vilka karaktäristiker på byggnader som är mest känsliga för att bli ändrade vad gäller deras realism. En inversprocedurell generator är skriven i C# och implementerad i Unity, som kan generera split grammar regler från givna bilder av fasader och dess definierade struktur. Fotografier av fasader från bostadshus redigeras i Adobe Photosop och matas till den implementerade generatorn för att återskapa riktiga byggnader. Dessa byggnader och manuellt ändrade versioner av dem används i ett experiment med oberoende deltagare för att undersöka vilka karaktäristiker som fråntar mest realism från byggnaderna när de ändras. De funna resultaten är att vissa element av byggnadsfasader påverkar byggnaders realism mer än andra. Färg och stil på fönster är i synnerhet känsliga för ändring. Denna kunskap kan i framtiden änvändas för att förbättra byggnadsgeneratorer sådant att de är försiktiga med att ändra just fönsterstil och färg på skapade byggnader.