Procedural generation extension of synthetic 3D urban reconstruction framework

This thesis proposes a procedural generation extension to currently existing 3D urban reconstruction framework. The original framework for 3D reconstruction is used as a benchmark dataset generator for 3D reconstruction algorithms. The reconstruction algorithm employs Open Street Map data to generate the city geometry. However, generated results lack realism and complexity needed to be considered close to real-life city. Procedural generation is a modern and fast evolving technique that is used in many areas such as architecture, simulation or entertainment. It allows to generate vast amounts of data from scratch in a short amount of time by setting up just a few parameters therefore saving many resources needed to create such data by hand. With easily expandable generation ruleset the possibilities for increasing results complexity and therefore challenge for reconstruction algorithms are unlimited. In this thesis, at first the procedural generation approach is discussed along with necessity of its use for city generation. It is followed by discussion of various city generation algorithms. Then implementation procedural generation extension is explained. Finally, the future work for further extension is discussed.

Questa tesi propone un'estensione agli attuali framework per la ricostruzione 3d di ambienti urbani. Il framework originale per la ricostruzione tridimensionale viene utilizzato come generatore di un set di dati di benchmark per gli algoritmi di ricostruzione tridimensionale. L'algoritmo di ricostruzione utilizza dati provenienti da Open Street Map per generare la geometria di una città. Tuttavia, i risultati generati mancano del realismo e complessità necessari per poter essere considerati realistici. La generazione procedurale è una tecnica moderna e in rapida evoluzione che viene utilizzata in molti settori come l'architettura, la simulazione e l’intrattenimento perchè consente di generare grandi quantità di dati in un breve lasso di tempo, necessita di pochi parametri di configurazione, e pertanto permette il risparmio delle risorse e dei tempi necessari per creare tali dati a mano. Il set di regole per la generazione è facilmente espandibile e permette di aumentare la complessità del modello generato. La presente tesi in un primo momento introduce gli algoritmi per la generazione procedurale e la loro importanza nella generazione di città. In seguito sono presentati diversi algoritmi per la generazione procedurale di città seguiti da una spiegazione dettagliata della loro implementazione. Infine, il lavoro futuro per l'ulteriore estensione è discusso.