PLATEAUの3D都市モデルを利⽤した⼈流シミュレーションをするために必要なCesium for Unreal の改修の内容です。
Cesium for UnrealはUnreal Engineに3Dモデルを取り込むためのプラグインで、概要はCesium for UnrealのREADMEをご参照ください。
令和4年度の3D都市モデルを活用した⺠間サービス創出型ユースケース開発業務「防災エリアマネジメントDX」において、エリア防災計画の更新やステークホルダとの合意形成における有効性検証を⽬的に、⾼輪ゲートウェイエリアの3D都市モデルを利⽤し、1万⼈規模の⼈流シミュレーション環境（誘導・避難シミュレーション）を構築しました。
⼤規模な⼈流シミュレーション環境を構築する上で、Cesium for Unrealには以下の課題がありました。
- Characterの移動可能領域が⽣成されず、移動シミュレーションを実施することができない
- BoundingBoxのサイズが最適ではなく、1万⼈規模の移動シミュレーションを実施する場合に性能が出ない
Cesium for UnrealではUnreal Engineに取り込んだ3D都市モデルに対して、NavMeshが⽣成できず(図1)、キャラクターがスタート地点からゴール地点までの移動経路をが探索できず、結果としてキャラクターの移動シミュレーションが実施できないという課題がありました。
図1：改修前のNavMesh計算後の様子
上記の課題を解決するために、Cesium for Unrealのモデル読み込み時にNavMeshの計算を実⾏する改修を⾏いました。 この改修により、Cesium for Unrealで取り込んだ3D都市モデルに対してもNavMeshが⽣成ができ（図2）、シミュレーション実⾏時に移動経路探索が可能となりました。
図2：改修後のNavMesh計算後の様子
Cesium for Unrealは3D Tilesのb3dm内に記載された情報からBoundingBoxのサイズを決定していますが、1つのb3dm内に複数のComponentの情報が存在する場合、全てのComponentに対して同じサイズでBoundingBoxが設定されており、実際のサイズよりも⼤きなサイズのBoundingBoxが⽣成されていました。 例として、今回のユースケースの対象となる⾼輪ゲートウェイの3Dモデルは1つのb3dmとそのb3dm内に10個のComponentが存在していますが、10個全てに⼤きなサイズのBoundingBox が⽣成されていました（図3)。 BoundingBoxはシミュレーション時の各アクター間の衝突計算を実⾏するための範囲を決めるものでもあり、サイズが⼤きくなると、BoundingBoxの重なりが多く発⽣し、計算実⾏回数が増加する等でシミュレーション負荷が上がるという課題がありました。
図3-a: 改修前の高輪GWモデルでのBoundingBox(モデル全体)
図3-b: 改修前の高輪GWモデルでのBoundingBox(Component単位)
上記の課題を解決するために、BoundingBoxをComponentのサイズに合わせて⽣成するようにCesium for Unrealの改修を⾏いました。 具体的には、Cesium for Unrealで各Componentに対するBoundingBoxのサイズを計算する際にb3dmファイル内に記載された全てのComponentのポリゴン間の距離を対象に計算を⾏っている箇所を、各Componentのポリゴン間の距離だけを対象に計算するように修正しました(図4) 。
図4: BoundingBox最適化の改修内容の概念図
上記の改修をすることで、各Componenに適切なサイズのBoundingBoxを⽣成することができ（図5）、シミュレーション時における衝突判定の計算負荷を下げることができました。
図5: 改修後のGWモデルでのBoundingBox
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- （近日公開）技術検証レポート: https://www.mlit.go.jp/plateau/libraries/technical-reports/
- PLATEAU Webサイト Use caseページ「防災エリアマネジメントDX」: https://www.mlit.go.jp/plateau/use-case/uc22-030/
- Cesium for Unreal：https://github.com/CesiumGS/cesium-unreal