UE4数字孪生模型DEMO_数字孪生demo

数字孪生模型DEMO构建

演示视频在B站 https://www.bilibili.com/video/BV1gg4y1c7Bx/

前言

数字孪生
本DEMO尝试对城市数字孪生作出初步尝试，日后方向为结合C++进行更深层次的开发。

相关概念：

DEMO大致功能：

一、模型

模型建立

• QGIS+Blender+C4D建立
• Cesium for Unreal导入
• ArchVizExplorer官方案例自带模型
• Datasmith导入网络模型
• UE程序化植被工具
• UE自带树木资产
• 后续拓展：HOUDINI程序化建模、AI+Revit生成BIM

模型材质

• UE材质系统
• UE自带材质

二、界面

主页面

• Figma、即时设计、ArchVizExplorer自带菜单栏
• 图表框、标题栏、底部菜单栏

加载界面

• 关卡切换时出现加载界面
• 异步加载实现：关卡未加载完成，则出现加载界面，加载完成，加载界面消失

登入界面

• 高斯模糊背景、进入系统按钮
• 点击进入系统，视角切换、相关UI显隐、渐变

弹窗提示

• 对异常操作进行弹窗提示

字体

• 斗鱼追光体
• 思源黑体（Bold）
• Roboto

三、图表可视化

代码实现

• 前端：Echarts库、HTML、CSS、JavaScript
• 后端：Express框架
• 数据库：MongoDB
• 数据库接入数据，Express连接数据库并向前端代码传输数据
• 包含电力、热度图、人流量车流量统计图、水流流量图、三维人口分布图等

嵌入UE

• webBrowser
• webUI
  

四、地图

• Mapbox制图
• 三维水墨风格地图
• 交通线路图
• 后续拓展：在城市地面生成三维地图

五、天气

• Ultra Dynamic Sky
• 添加滑动条控制时间、点击按钮切换天气（晴、阴、多云、小雨、大雨、小雪、大雪）
• 通过高德API和Va Rest插件获取地区气候状况（天气、温度、湿度）
• 将获取到的JSON数据解析并传输至UDS，设置当前天气
• 设置定时器自动更新天气状况

六、POI

• POI_Actor添加，设置视角、信息、Tag
• 点击POI（名称/选项框），视角移动并弹出POI信息
• 包括 POI信息总界面Surroundings控件、POI展示框EntryList控件、POI名称Entry控件、POIActor
• 点击POI名称框后，POI所在范围圈渐显后渐隐，以提示用户POI位置。
• 主要实现逻辑：事件运行，循环遍历POIActor，根据POIActor的tag不同而将POI名称添加进不同的POI展示框，点击POI名称，实现视角移动，点击POIActor，出现POI详细信息。

七、交通

• 道路样条线添加，样条线添加POI_Actor作为子Actor，设置视角、信息、Tag
• 视角坐标统一Actor坐标Z轴加上观察高度，作为摄像机位置
• 点击道路后出现道路变色动画，红色标亮提示用户所选道路
• 百度地图API获取道路状况，Va Rest解析JSON数据并输出，构建出获取道路状况函数
• 在样条线的事件开始运行中，添加获取道路状况函数，系统开始运行时，根据不同的道路状况（通畅、缓行、拥挤等），道路具有不同的颜色
• 添加道路状况信息窗口，点击样条线标签显示，含有道路名称、当前路况、详细路况信息
• 设置定时器自动更新道路状况
• 后续拓展：选定起始点和终点，生成导航路线

八、建筑信息

• Datasmith导入3dMax模型
• csv导入建筑数据信息，构建成DataTable
• 创建建筑分层界面和建筑信息界面
• 点击的层数与相应层数的建筑信息匹配
• 传感器数据传入数据库，连接Echarts图表
• 通过设置移动实现建筑分层、建筑弹出效果
• 点击楼层进行视角转换、楼层弹出、数据展示
• 后续拓展：利用opencv接入监控摄像头、Mqtt协议构建传感器与UE交互、接入MySQL数据库

九、空间测量

• 长度测量
• 面积测量
• 屏幕坐标与场景坐标的转换
• 空间距离计算
• 后续拓展：输入数值，生成缓冲区，进行统计分析

十、小地图与指南针

小地图

• 设置屏幕捕捉2D界面，Pawn放置顶部摄像机、实时捕捉摄像机俯视角图像

指南针

• 指南针捕捉pawn视角，八个方向实时变化

十一、建筑游览模式

第三人称角色操作

• 控制场景中的人物进行场景游览
• Pawn、输入映射编写

场景交互

• webUI制作交互浏览器
• MediaPlayer实现视频播放
• 后续拓展：lua代码添加交互物

十二、场景切换

三种模型间的切换

• 三种模型三个关卡：城市模型、地理模型、建筑模型
• 切换判断：获取当前关卡名，判断切换操作是否合理，合理则打开关卡，否则弹出提示窗口

其他

后期处理体积

• LUT校色
• 调整曝光
• 调节画面色彩

注意事项

• 若添加UDS后，场景明显变暗，需要调整场景曝光设置，如调整后期处理和关闭渲染设置-自动曝光设置中扩展默认亮度范围，使UDS控制曝光。
• Cesium For Unreal场景曝光极高，通过以下方式调整：
  （1）在项目设置勾选自动曝光–自动曝光设置中扩展默认亮度范围
  （2）选择场景中的定向光组件，将强度降到10.0以下（此处推荐第二种）
• ArchVizExplorer中光照亮度极高，若添加自带光照物体进场景发现物体材质光照为黑色，提升物体光照亮度以正常显示。
• 视角移动方式：Set View Target with Blend后需要添加possess重新分配控制器和pawn，而不改变pawn的情况下实现视角移动使用，设置actor位置和设置旋转来改变视角。
• 注意获取Actor、获取控件、创建控件的区别
• webUI添加的Echarts图表注意窗口大小自适应和隐藏overFlow
• 控件添加到视口，默认全屏显示，需要调节控件显示大小
• 注意性能消耗较大的函数：Tick、ForEachLoop、CastTo
• 蓝图通信中的子控件调用、事件分发器、类型转换、蓝图接口、事件与函数用法与区别
• 不需要的控件注意从父项中移除，减少资源占用
• TimeLine中的输入节点play和play from start区别
• Va Rest解析JSON节点Get String Field、Get Array Field、As Object、Get Object

此文章持续不定时更新

工程文件：后续放出

引用：

https://blog.csdn.net/weixin_47373639/article/details/127493246
https://blog.csdn.net/weixin_43635045/article/details/124148736
https://space.bilibili.com/66389753