Приложение 2. Требования к параметрам высокополигональных трехмерных моделей объектов, размещаемых в электронной форме в информационных системах города Москвы

Приложение 2
к распоряжению Департамента
информационных
технологий города Москвы
и Комитета по архитектуре
и градостроительству
города Москвы
от 19 апреля 2023 г. N 64-16-192/23/769

Требования
к параметрам высокополигональных трехмерных моделей объектов, размещаемых в электронной форме в информационных системах города Москвы

1. Общие положения

Настоящие требования к параметрам высокополигональных трехмерных моделей объектов, размещаемых в электронной форме в информационных системах города Москвы (далее - Требования к высокополигональным моделям), определяют требования к высокополигональным трехмерным моделям, формируемым в электронном виде для последующего размещения в информационных системах города Москвы, за исключением случаев, когда такие требования установлены нормативными правовыми актами Российской Федерации.

2. Термины и определения

В настоящих Требованиях к высокополигональным моделям используются следующие термины с соответствующими определениями:

Термин	Определение
Autodesk FBX	Формат для обмена данными между приложениями для трехмерной анимации или визуализации. Он позволяет разным приложениям сотрудничать между собой и передавать данные между ними. FBX поддерживает множество аспектов трехмерной анимации, включая движение, материалы и другие атрибуты. Он поддерживает также текстурирование, цвета, звуки и другие медиа-данные.
Diffuse/Albedo/Bas eColor текстура	Текстура объекта, содержащая в себе RGB А изображение, отвечающее за основной цвет объекта и alpha канал. RGB канал карты - цветное изображение, содержащее основной цвет материала.
ERM текстура	Текстура объекта, состоящая из RGB изображения, в которой каждый канал цвета отвечает за отдельную карту. Е - Emissive карта отвечает за светимость отдельных элементов объекта. R - Roughness - карта, отвечающая за создание иллюзии шероховатостей поверхностей. М - Metallic - карта, отвечающая за определение металлических частей объекта.
Normal текстура	Текстура объекта, содержащая в себе имитацию рельефа объекта.
Opacity Mask текстура	Текстура объекта, содержащая информацию о прозрачности (отверстия). Текстура черно-белая строго без градаций серого, где черный цвет отвечает за прозрачности, а белый за непрозрачность, промежуточных вариантов нет!
RGBA	Red, Green, Blue, Alpha Цветовое пространство, используемым в трехмерной графике, для определения цвета и прозрачности объектов. Компоненты Red, Green и Blue используются для определения оттенка цвета, а компонент Alpha используется для определения прозрачности объектов.
Real time	Визуализация в реальном времени. То есть компьютер просчитывает за одну секунду, заданное количество раз (обычно от 24 - 240. В среднем 30-60) двухмерную проекцию трехмерного пространства через виртуальную камеру
Full time	Визуализация без ограничения во времени, через виртуальную камеру
Texel Density	Соотношение плотности пикселей текстурных карт, пропорционально виртуальной единице измерения (согласно настоящим требованиям - 1 м2)
UDIM	Unique Digital Identification Method Система автоматических офсетов для UV развертки. Позволяет накладывать множество разверток и текстур используя одну UV развертку.
UV остров	Часть геометрии трехмерного объекта, проектируемая на плоскость текстурных координат для дальнейшего наложения на геометрию.
UV развертка	Соответствие между координатами на поверхности трехмерного объекта (X, Y, Z) и координатами на текстуре (U, V). Перенос трехмерного объекта на двумерную плоскость для последующего наложения текстур.
A (Alpha) канал	Черно-белое изображение, строго без градаций серого. Она показывает полностью прозрачные участки, такие как отверстия в рабице (вид сетчатой решетки для ограждений) или в различных решетках.
Вектор нормали	Тип вектора, используемый в трехмерной графике для описания направления поверхности. Используются в расчетах освещения и используются для определения того, как свет отражается от объекта. Вектор нормали перпендикулярен поверхности в любой заданной точке и обычно является единичным вектором (вектор с величиной 1). Векторы нормалей можно вычислить, взяв перекрестное произведение двух сторон треугольника.
Виртуальная камера	Объект, как часть любого программного обеспечения для работы в трехмерном пространстве, выполняющий функции окна визуализации
Двумерное пространство	Пространство, в котором любые объекты изображаются в двух измерениях: длина и ширина.
Декоративные элементы	Все элементы здания, которые выходят за рамки основной геометрии.
Декоративные элементы освещения (ДЭО)	Элементы фасада или окружения (прилегающей территории), имеющие постоянную (круглосуточную) светимость. Примерами таких элементов могут быть билборды, рекламные щиты, информационные табло, элементы пожарной безопасности.
Запекание геометрии	Процесс преобразования данных геометрии, таких как вершины меша, в специальную текстуру, который позволяет избежать пересчета вершин меша при отображении и обеспечивает правильное позиционирование соседних вершин меша, чтобы правильно отображать изображение.
Материал	Параметр отрисовки меша указывающий: выбор текстуры, выбор шейдера, дополнительных настроек.
Меш	Составная часть трехмерного объекта, представляющая собой совокупность треугольников образующих форму модели.
Меш коллизии	Это меш, который повторяет очертания геометрии всех мешей, входящих внутрь объема этого меша. Меш коллизии выполняется с самой низкой детализацией и добавляется для предотвращения прохода виртуальной камеры сквозь поверхности геометрии оригинальных мешей
Номер слота	Условное обозначение, добавленное в целях унификации всех меток имен материалов и текстур, в рамках одного UDIM материала из сета всех UDIM материалов одного меша и несвязанное с нумерацией слотов в редакторах или движке.
Нормаль поверхности	Вектор, перпендикулярный поверхности в данной точке. Для полигональной сети (состоящей из плоских треугольников) принято, что каждый треугольник виден с той стороны, в которую его нормаль направлена.
Офсет	Техника обработки текстурных данных, позволяющая использовать более легкий и эффективный метод хранения и представления текстурных данных.
Окно визуализации	Бывает двух типов "Real time" и "Full time". Отображает двумерную проекцию трехмерного пространства в объеме охвата области обзора (виртуальной камеры)
Область обзора виртуальной камеры	Пирамида, ориентированная вершиной к камере и основанием от нее так, чтобы охватывать заданную область трехмерного пространства. Угол обзора и дальность охватываемой области можно регулировать перемещением и масштабированием основания этой пирамиды. Сама пирамида обычно не видна.
Опорная точка	Некоторая точка в пространстве, которая является неотъемлемой частью любого меша и относительно которой можно производить трансформацию этого меша
Полигональная сеть	Совокупность вершин, ребер, граней, полигонов, поверхностей, описывающих форму трёхмерного объекта.
Полигон	В трехмерной графике это поверхность, образованная тремя точками в пространстве.
Поликаунт	Количество трехмерных треугольников, образующих форму модели. Вид графики, представляющий собой изображение, состоящее
Растровая графика	из пикселей или отдельных точек. Значения цвета для пикселей кодируются цифрами и используются для построения изображения.
Слот UDIM материалов	Аналог слот материалов, только с применением технологии UDIM.
Слот материалов	Один из набора материалов, примененных к модели/полигональной сети.
Текстура	Цифровое изображение, воспроизводящее совокупность визуальных свойств поверхности объекта.
Текстурная заглушка	Текстурная карта, в формате *.png, с малым разрешением (256*256 рх.), содержащая в себе информацию о цвете в диапазоне RGB.
Текстурные карты	Изображения, которые наносятся на поверхность трехмерной модели для придания ей реалистичного вида. Текстурные карты могут использоваться для увеличения цветовой гаммы или для добавления деталей и текстур.
Текстурные координаты	Набор координат текстуры в двумерном пространстве.
Трехмерная модель	Объемное цифровое изображение объекта, как реального, так и вымышленного. В рамках реализации технологического процесса публикации, трехмерная модель должна содержать: - Полигональную сеть - UV развертку - Вектор нормалей - Материалы
Трансформация меша	Перемещение, вращение и масштабирование меша
Шейдер	Программа, описывающая процесс применения материала и освещения к поверхности в трехмерной графике. Шейдер определяет, как пиксели отображаются на экране, и использует вектор нормали, вычисленный из перпендикуляра к поверхности, для расчета освещения. Шейдеры могут быть использованы для достижения различных эффектов, таких как текстурирование, отражения, преломление и другие визуальные эффекты.
Эффект "отсутствия" полигона.	Нормаль поверхности, вектор которой направлен одинаково, по отношению к вектору направления взгляда наблюдателя.

3. Сокращения и обозначения

В настоящих Требованиях к высокополигональным моделям используются следующие сокращения и обозначения:

*.fbx	- Формат файлов, содержащий данные двумерной или трехмерной графики в формате Autodesk FBX.
*.geojson	- GeoJSON - открытый формат, предназначенный для хранения географических структур данных, основан на JSON.
*.png	- *.PNG (Portable Network Graphics) - формат файлов изображения, поддерживающий сжатие без потерь и используемый для реализации веб-графики.
*.zip	- Формат архивирования файлов, который используется для сжатия одного или нескольких файлов.

4. Порядок подготовки трехмерных моделей

В целях обеспечения корректной загрузки и отображения высокополигональных трехмерных моделей при публикации в информационных системах города Москвы, при подготовке высокополигональных трехмерных моделей учитываются следующие правила: модели должны быть подготовлены в масштабе 1:1, модели должны быть очищены от лишних элементов, не используемых для демонстрации (должны быть убраны источники света, туман).

5. Требования к трехмерным моделям

Трехмерные модели предоставляются в формате *.fbx версии "2014-2015".

Для моделей обязательна подготовка UDIM разверток.

Все файлы должны быть заархивированы в файл формата *.zip. Моделью могут

быть следующие объекты: прилегающая территория, здание, в том числе отдельные корпусы комплекса зданий. Каждая модель передается отдельным архивом. Архив данных

по трехмерным моделям передается в виде набора текстур для объектов сцены в формате *.png, файла *.fbx и описательной части в формате *.geojson.

Трехмерная модель должна быть выполнена в соответствии с материалами архитектурно-градостроительного решения.

Наличие модели прилегающей территории в проекте не является обязательной, и подготавливается на усмотрение заявителя.

Таблица 1 "Технические требования к архиву данных по трехмерным модели"

N п/п	Наименование требования	Описание требования
1	Архив данных по трехмерной модели	Все файлы блока данных по трехмерной модели должны быть заархивированы в файл формата.*ZIP. Имя файла архива задается латинским алфавитом. Имя файла должно соответствовать примеру ниже: SM_Nazvanie Ul iciNomerDomaKorpus Stroenie Примечание: если объект не имеет адреса, то в его названии, указывается кадастровый номер (символ ":" заменить на "_") и при наличии номер владения. SM_KadastroviNomer_Vladenia Если АГР содержит более одного адреса, но модель объединена общим элементом, например, стилобатом, то она разделяется по адресам на отдельные *.fbx модели. Если несколько моделей имеют одинаковый строительный адрес и кадастровый номер, то необходимо после наименования адреса добавить уникальный индекс, который выбирается на усмотрение исполнителя, в формате _number, где number - это трехначное число.
2	Структура файлов в архиве	Структура группы файлов, из которого формируется *ZIP, имеет строго следующий вид: - файл *.fbx; - набор файлов *.png - файл *.geojson. Файл *.fbx содержит трехмерную модель. Файл *.png содержит текстурные карты модели. См. пример Приложение 1
3	Наименование файлов *.fbx, *-png	Задается латинским алфавитом, допускается использовать буквы и цифры, без пробелов, тире и спец, символов (кроме нижнего подчеркивания). Каждое новое слово в су фиксах начинается с заглавной буквы. Каждый суффикс разделяется от пред/постидущего нижним подчеркиванием. Имя файла *.png должно соответствовать: T_NazvanieUlici_NomerDoma_Korpus_Stroenie _TypeTexture_SlotNumber.NomerUDIM (см. Приложение 3) Имя файла *.fbx должно соответствовать: SM NazvanieUlici NomerDoma Korpus Stroenie
4	Требования к суффиксам	1. SM_ - static mesh, применяется к мешам и файлу *.fbx. Обозначает принадлежность объекта к геометрии или модели 2. Т_ - texture, применяется к файлам текстурных карт, обозначает принадлежность объекта к текстурам 3. М_ - material, применяется к материалам, обозначает принадлежность объекта к материалам 4. _NazvanieUlici_ - название улицы, пишется в латинской литерации, каждое слово начинается с прописного символа. Элементы улично-дорожной сети, которые присутствуют в названии улицы, кроме элемента "улица" прописываются в названии. 5. _NomerDoma_ - имеет численный и/или буквенный вид и показывает информацию о номере дома 6. _Korpus_ - имеет числовой и/или буквенный вид и показывает информацию о номере корпуса 7. _Stroenie_ - имеет числовой и/или буквенный вид и показывает информацию о номере строения 8. SlotNumber - имеет числовой вид и показывает информацию о номере слота материала. Применяется к материалам и текстурам 9. TypeTexture - имеет вид специальных слов, написанных в латинице, каждое слово в этом суффиксе начинается с прописного символа и продолжается строчными, кроме аббревиатур. Применяет только к текстурам, показывает информацию о типе текстуры. Допустимые суффиксы: - Albedo или Diffuse или BaseColor - цветовая карта - ERM - Е -карта светимости, R-карта шероховатости, М-карта металличности - Normal - карта нормалей 10. Main - пишется так как представлен, обозначает Принадлежность объекта к элементам здания, кроме стекла. Применяется к мешам, материалам. 11. Glass - пишется так как представлен, обозначает принадлежность объекта к полупрозрачным элементам здания. Применяется к мешам, материалам. 12. Ground - пишется так как представлен, обозначает принадлежность объекта к элементам подложки здания, применяется к мешам, материалам. 13. NumberUDIM - имеет численный вид и показывает информацию о номере UDIM ID текстуры. Применяется к текстурам 14. UCX - коллизия. Обозначает принадлежность объекта к геометрии коллизии.
5	Типы текстур	Diffuse, ERM (Emissive, Roughness, Metallic), Normal, Opacity Mask (кодируется в Альфа-канал текстуры Diffuse)
6	Требования к декоративным элементам освещения	1) Добавление светящихся элементов или их исключение устанавливаются исполнителем; 2) Карта Emission задает только силу свечения, так как она добавляется в R канал карты ORM и хранить информацию в градациях серого. 3) Цвет ДЕО задается в тех же текстурных координатах, но в карте Diffuse, или Albedo, или BaseColor.
7	Требования к текстурам	1) Допустимое разрешение 256*256 (применительно к текстурным заглушкам), 2048*2048, 4096*4096 2) Текстуры не интегрируются в файл *.fbx, а передаются отдельно в едином архиве с остальными файлами модели.
8	Текстурные заглушки	Разрешение такой текстуры должно быть равно 256*256 рх. Используется применительно к случаям, когда необходимо передать только цвет, без фактуры и дополнительных свойств. Примечание: Плотность текстуры не имеет значения. Требования Texel Density к ним не относятся.
9	Элементы содержащие сквозные отверстия или сложные вырезы	1) "Отверстия или вырезы необходимо реализовать текстурной картой "Masked" в целочисленном диапазоне 0..1 (без градаций серого), где 0 - пустота, а 1 - заполненное пространство. Эту текстурную карту необходимо запекать в альфа канал карты "Diffuse/Albedo/BaseColor". 2) Полигоны, на которые назначена текстура с прозрачностью, должны быть продублированы с поворотом нормали в противоположную сторону"
10	Texel Density	Нижняя и верхняя граница плотности пикселя на метр 512-1706 рх/m и высчитывается по формуле: Texel Density = разрешение текстуры (4096 или 2048) / размер геометрии (ед. изм. метр (не квадратный)) Для текстур с прозрачностью рекомендуется большая плотность Например: 4096рх / 9 м = 455,1111 - некорректно 4096рх / 2 м = 2048 - некорректно 4096рх / 2,8 м = 1462,857 - корректно 2048рх / 1,8 м = 1137,778 - корректно Размер геометрии подразумевает двухмерную проекцию области поверхности 3D меша.
11	Система масштабирования	Масштаб любого меша должен быть 1:1, то есть соответствовать единице по всем декартовым координатам (X, Y, Z), в метрической системе. Эталон единицы измерения длины - метр. Внутренние единицы подсистемы "Мета" - эквивалентны единицам измерения Unreal 5.1
12	Требования к геометрии модели	1. Отсутствие избыточных вершин и граней в составе геометрии, в том числе: a. отсутствие дубликатов вершин, за исключением дубликатов у элементов со сквозными отверстиями, созданными картой с альфа-каналом; b. максимальное количество вершин на одной прямой, строго, не более двух вершин. За исключением ситуаций, где их наличие обусловлено необходимостью делать разрезы на прямой грани в рамках работы с UDIM . 2. отсутствие дубликатов геометрии в одном файле; 3. нормаль поверхностей зданий должна быть выровнена, чтобы избежать эффекта "отсутствия" полигона; 4. к объектам всех подобных стекол применен один материал. Например, если на сцене есть прозрачные стекла, то к ним ко всем применен один и тот же материал с соответствующим названием; 5. не допускается наложение полигонов с вершинами, имеющими одинаковые координаты, за исключением полигонов с разнонаправленными нормалями, на которые наложена текстура с альфа-каналом; 6. Все полигоны связаны с собой по вершинам. Недопустимо наличие независимых от меша треугольников 7. Рекомендуется единая полигональная сеть для окон и фасадов. 8. Именование мешей в модели строго по маске: a. Для меша подложки SM_NazvanieUlici_NomerDoma_Korpus_StroenieJjrowm/ b. Для меша строения SM_NazvanieUlici_NomerDoma_Koipus_Stroenie_Mam c. Для меша стекла,