Визуализация данных OpenStreetMap в 3D налету с помощью Unity3D
Предыстория
Некоторое время назад, в связи с наличием свободного времени, я задумался над применением карт для решения каких-либо интересных и нестандартных задач. Одна из идей, которая меня заинтересовала, была идея применения карт для рендеринга мира в игровом движке c возможностью интерактивного взаимодействия: разрушения Макдональдсов в выбранном городе, локальный апокалипсис у соседей в огороде и тому подобные приятные, но только в случае виртуального мира, мелочи.Однако несмотря на примитивность идеи, не было найдено каких-то готовых решений под сформулированные мной условия: Открытый исходный код
Реал тайм рендеринг мира в игровом движке
Поддержка основных платформ (mobile, web, desktop)
Желательно C# как основной язык разработки
Конечно, идея рендеринга карт в 3D абсолютно не нова и есть готовые решения как с открытым кодом, так и проприетарные (ни в коем случае не претендую на полный список): Как правило, подобные решения используют OpenStreetMap данные для рендеринга мира в 3D, т.к. данная возможность в картах есть и активно развивается. Также огромным плюсом OSM является возможность скачать полный дамп данных всей планеты или какой-то определенной части/города (например geofabrik или metro-extracts), притом без жестких лицензионных ограничений.ActionStreetMap
Таким образом, решено было начать разрабатывать свой проект с нуля под названием ActionStreetMap, что, по идее, должно напоминать о природе исходных данных и способе их использования. В качестве игрового движка был выбран Unity3d, что абсолютно неудивительно из-за последнего условия (язык разработки C#) и развитого сообщества, поскольку это первый мой опыт в области разработки игр.
Проект стартовал больше года назад и находится в активной стадии разработки, даже несмотря на то, что я по-прежнему единственный разработчик. Ниже перечислены основные возможности, которые реализованы на текущий момент: Flat shading стиль
Рендеринг основных объектов OSM (здания, дороги, заборы, деревья, реки, парки, POI…)
Использование SRTM данных для создания карты высот
Автозагрузка карт с сервера OSM и SRTM данных с сервера NASA
Оффлайн карты (поддерживается импорт из основных форматов данных OSM — pbf, xml, o5m)
Поддержка примитивного поиска мест в оффлайн режиме
Поддержка модификации некоторых объектов (экспериментальная возможность)
Асинхронная загрузка всего и всея (с использованием Reactive Extensions)
Возможность кастомизации
На первом и последнем пунктах хотелось бы остановиться по-подробнее, несмотря на то, что я не ставлю цели описать внутреннее устройство реализации проекта в данной статье.Flat shading
После экспериментов с текстурами зданий и unity terrain было решено отказаться от попытки срендерить «правдоподобный» город. Причины тривиальны: Отсутствие реальных данных о фасадах зданий и других объектах (текстура хрущевки на фасаде Рейхстага смотрится забавно поначалу, но со временем начинает напрягать…)
Производительность
В результате был выбран подход «с треугольниками», хотя возможность срендерить что-то свое в другом стиле по-прежнему присутствует.Кастомизация
При знакомстве с OSM картами, меня заинтересовала идея применения CSS подобного языка для описания какие объекты должно быть срендерины и как. В результате, подобный подход с некоторыми особенностями был использован и в ASM. Например, здания частично определяются следующими правилами:
area[building] { builder: building; height:12; min_height: 0; levels: 5; fill-color: gradient (#c0c0c0, #a9a9a9 50%, #808080); facade-builder: empty; material: Materials/Buildings/Building; }
area[building: levels] { height: eval (num (tag ('building: levels')) * num (3.2)); }
area[min_height] { min_height: eval (num (tag ('min_height'))); }
area[building: height] { height: eval (num (tag ('building: height'))); }
area[building: height][roof: height] { height: eval (num (tag ('building: height')) — num (tag ('roof: height'))); }
area[building: cladding=brick] { fill-color: gradient (#0fff96, #0cc775 50%, #066139); }
area[roof: material=brick] { roof-color: gradient (#0fff96, #0cc775 50%, #066139); }
Этот подход убрал логику парсинга правил из C# классов, а в сочетании с Composition Root и Dependency Injection паттернами, используемыми в проекте, сильно упростил задачу кастомизации рендеринга OSM объектов и добавил возможность создания «тем» (например, зимняя, летняя тема и т.п.), которые можно менять без перекомпиляции исходного кода.Исходники
В настоящий момент доступны исходники демо проекта в Unity Editor, а также web build с небольшой частью карты Москвы.Сам фреймворк пока не на github, но при заинтересованности unity сообщества в его развитии может быть опубликован.
