智慧水利系統(tǒng)三維數(shù)據(jù)孿生
瀏覽次數(shù)：次 更新時間：2021-12-08 13:57:41
實(shí)現(xiàn)鏡湖3D鳥瞰圖展示、水質(zhì)保障系統(tǒng)展示、水循環(huán)系統(tǒng)展示、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)展示、氣象站監(jiān)測系統(tǒng)展示、工程運(yùn)行系統(tǒng)展示、安全監(jiān)測系統(tǒng)展示等3D場景制作可以隨意操作轉(zhuǎn)動視角，實(shí)現(xiàn)移動、旋轉(zhuǎn)、縮放功能。針對北運(yùn)河鏡湖項(xiàng)目整體場景（含項(xiàng)目整體鳥瞰、水質(zhì)保障系統(tǒng)展示、水循環(huán)系統(tǒng)展示、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)展示、氣象站監(jiān)測系統(tǒng)展示、工程運(yùn)行系統(tǒng)展示、安全監(jiān)測系統(tǒng)展示）3D建模、模型貼圖材質(zhì)制作（光效／質(zhì)感／元素）、場景動態(tài)制作（三維元素動畫／動效）、場景模型渲染及動畫場景材質(zhì)合成。
智慧水利三維可視化功能描述
1）、實(shí)現(xiàn)泵站3D漫游展示，漫游過程中，自動暫停漫游或者手動暫停，第一人稱行走過程中，點(diǎn)擊相應(yīng)區(qū)域，顯示對應(yīng)信息或者設(shè)備介紹或相關(guān)的實(shí)時數(shù)據(jù)；第一人稱行走在場景中或者鳥瞰整個項(xiàng)目，點(diǎn)擊切換至相應(yīng)區(qū)域互動漫游。第一人稱、第三人稱交互漫游。第一人稱模式下，模擬人的視角和移動方式第三人稱模式下，可方便的對泵站整體布局進(jìn)行快速瀏覽、查看；
2）、全屏與普通模式互相切換，可支持步行等多種模式漫游。手動3D漫游主要依靠鍵盤A、W、S、D鍵來前后左右漫游（鼠標(biāo)控制方向）或觸摸屏或終端實(shí)時交互觸控方式；
3）、3D漫游體驗(yàn)時候，小地圖實(shí)時顯示對應(yīng)的漫游點(diǎn)所在位置，快速定位操作者在場景中的位置與區(qū)域（信息搜索功能）；漫游走動，小地圖對應(yīng)亮點(diǎn)位置一起變化。
4）、3D虛擬展示各個單個場景下的真實(shí)數(shù)據(jù)精細(xì)化展現(xiàn)，通過小地圖或UI界面功能快速切換到泵站內(nèi)各工作區(qū)間，根據(jù)用戶的提供的水處理流程布局，通過廠房小地圖或UI界面功能，用戶可以自由切換到泵站內(nèi)對應(yīng)的水泵的位置；
5）實(shí)現(xiàn)自動播放水泵、水處理流程、加藥設(shè)備等相關(guān)3D信息，設(shè)計一條固定的攝像機(jī)漫游路徑查看生產(chǎn)線工藝流程，并提供解說導(dǎo)游功能，用戶便可以查看所在體驗(yàn)區(qū)域的工藝流程。在實(shí)時3D模擬展示及自動播放功能的模式，可以隨意切換二者的展示狀態(tài)。
三維鳥瞰交互展示設(shè)計
鏡湖3D鳥瞰主要對實(shí)際鏡湖采用3D建模技術(shù)虛擬展示鏡湖整體的3D效果、鏡湖主體布局以及泵站周邊環(huán)； 使用鳥瞰角度整體展示主體風(fēng)貌，可點(diǎn)擊泵站或重要的建筑物體進(jìn)行單獨(dú)展示，正（下）側(cè)設(shè)置系統(tǒng)主要板塊的3D按鈕，呈直線排列順序?yàn)檎w鳥瞰、3D漫游、工藝展示及操作指南； 整體湖區(qū)3D建模（含水系周邊環(huán)境、路網(wǎng)、在湖區(qū)重點(diǎn)的閘區(qū)與涵洞、水源井、泵站、建筑體等）。實(shí)現(xiàn)與自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時交互與展示。詳細(xì)設(shè)計如下：
2.1、通過3DsMax建模軟件，將鏡湖整體、泵站區(qū)域及周邊（不重點(diǎn)建筑體用水晶體替代）三維場景3D建模，表面采用貼圖進(jìn)行呈現(xiàn)，采用純3D建模，將場景的實(shí)時還原出該場景的樣貌。Shader材質(zhì)的設(shè)置，綁定給3D對象。照片取圖后采用PS進(jìn)行P圖，P圖后導(dǎo)入3D模型。MAX中放置燈光，進(jìn)行天光渲染，輸出帶lightmap的模型。在Unity3D軟件中進(jìn)行場景烘焙及輸出等工作。
2.2、根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)行場景建模與制作。場景分為幾個場景來展示。每個場景都分別制作，包括鏡湖走向、地面，道路，建筑，景觀等重點(diǎn)建筑體（由甲方指定）。
模型效果在3ds max下與在Unity3D下的，由于渲染不同，效果差距非常大，要優(yōu)化到和諧絢麗。要求制作過程中要充分考慮b/s架構(gòu)的要求，在保證效果基礎(chǔ)上，讓模型與貼圖盡量下。這方面有許多需要反復(fù)優(yōu)化的地方。
2.3、三維場景優(yōu)化：為了實(shí)現(xiàn)b/s模式，需要數(shù)據(jù)包要盡量的小，初始數(shù)據(jù)包要特別小，用戶體驗(yàn)才能足夠好。這就需要在場景制作，動態(tài)制作、多媒體制作的過程中，充分考慮數(shù)據(jù)量大小問題，在數(shù)據(jù)量、制作方式與效果之間取得折中。比如，一棟樓的模型，為了效果好，可以模型非常復(fù)雜，貼圖特別精美，這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)包巨大。因此應(yīng)考慮模型簡化，或者模型采用幾個簡單模型的堆疊；貼圖應(yīng)考慮用一層的貼圖進(jìn)行重復(fù)，或者動態(tài)加載。同時，模型的簡化會要求貼圖高質(zhì)量。動態(tài)加載減少了初始數(shù)據(jù)量，但是事實(shí)上需要下載簡單貼圖與復(fù)雜貼圖，總數(shù)據(jù)量更大，而且動態(tài)加載過程要是沒有控制好會導(dǎo)致用戶感覺差。因此這之間要有模型、貼圖、采取的技術(shù)路線之間的平衡。
2.4、ui界面及特效視覺設(shè)計：
2.4.1）、界面交互ui設(shè)計（界面設(shè)計）設(shè)計簡潔、現(xiàn)代、具有高科技感的界面、鳥瞰功能及操作簡單；（內(nèi)含數(shù)據(jù)可視化ui設(shè)計）
2.4.2）、UI各種按鈕的點(diǎn)擊音效、背景音樂，針對不同的場景，配以不同的音樂來營造氛圍、導(dǎo)游解說配音；
2.4.3）、在3D場景中，重點(diǎn)設(shè)備或區(qū)域上方有熱點(diǎn)UI動態(tài)提示，點(diǎn)擊其熱點(diǎn)，能快速體驗(yàn)該區(qū)域和設(shè)備的空間信息（如實(shí)時數(shù)據(jù)展示等）；
2.4.4）、文字排版及效果特效等；
2.4.5）、總體策劃、場景與情節(jié)策劃、美術(shù)策劃、詳細(xì)導(dǎo)游策劃、3D漫游策劃及工藝流程策劃；
2.4.6)、真實(shí)還原設(shè)備工作中現(xiàn)實(shí)的狀態(tài)，在關(guān)鍵強(qiáng)調(diào)處加上一些超現(xiàn)實(shí)的特效，以烘托效果，渲染氣氛；如管道3D透視，直接能展示水流的速度和方向；
數(shù)據(jù)聯(lián)動設(shè)計-數(shù)字孿生系統(tǒng)
水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)展示、氣象站監(jiān)測系統(tǒng)展示、工程運(yùn)行系統(tǒng)展示、安全監(jiān)測系統(tǒng)展示，針對接鏡湖水質(zhì)工程運(yùn)行展示，包含河道工程、暗涵工程、泵站、節(jié)制閘。在3D場景中實(shí)時顯示相關(guān)信息，其中河道12個溢水口水位、水面積、水體總量，暗涵工程（西暗涵、東1、東2暗涵）水位、庫容（小窗口顯示斷面看高度），泵站展示11個泵的工作狀態(tài)、高位水池以及水位、（斷面顯示河道高度，初雨調(diào)節(jié)斷面展示），節(jié)制閘展示開度流量（工作狀態(tài)開關(guān)、引入北運(yùn)河水位）。
2D模塊需求分析及系統(tǒng)設(shè)計:需求分析，功能設(shè)計、交互設(shè)計。3D模塊需求分析及系統(tǒng)設(shè)計：3D交互功能、3DUI/3DUE、交互與動畫觸發(fā)功能設(shè)計。定制開發(fā)數(shù)據(jù)接口，定義消息規(guī)約。（甲方提供數(shù)據(jù)源和接口，我方負(fù)責(zé)在系統(tǒng)中實(shí)時接收訂閱并顯示在場景中），單體場景交互展示，設(shè)備操作模擬展示等。將代碼、UI文件、特效文件等其他文件（數(shù)據(jù)源）與3D對象綁定，并實(shí)現(xiàn)操作和控制，實(shí)現(xiàn)最終的效果。
- 以項(xiàng)目中心為軸心，通過3D交互技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)視角隨意操作轉(zhuǎn)動，視角拉近拉遠(yuǎn)。實(shí)現(xiàn)目的為無死角觀看項(xiàng)目三維模擬場景。視角功能設(shè)計：該模塊要模擬第一人稱視角。模塊讀取鼠標(biāo)輸入，將鼠標(biāo)的移動映射為視角的轉(zhuǎn)動。為了使視角的轉(zhuǎn)動平滑流暢，通常將視角的轉(zhuǎn)動方向與鼠標(biāo)移動的方向保持一致。
- 攝像視角設(shè)計：第一人稱視角就是模擬人在現(xiàn)實(shí)世界中雙眼的觀察方式。在Unity3D中，就是控制攝像機(jī)上下左右任意觀察。鼠標(biāo)是一個二維輸入設(shè)備，它的移動可以分解為水平方向上的變化量和豎直方向上的變化量，記為（x，y）。攝像機(jī)的朝向可以分解為繞世界坐標(biāo)系XYZ三軸旋轉(zhuǎn)的角度。鼠標(biāo)移動時，用水平方向上的分量x改變攝像機(jī)繞Y軸選擇的角度，用豎直方向上的分量y改變攝像機(jī)繞X軸旋轉(zhuǎn)的角度，這樣就可以模擬頭部的觀察角度。視角漫游設(shè)計：相機(jī)漫游（自動漫游和自主漫游），美術(shù)設(shè)計相機(jī)切換過渡效果+編程。
- 泵站數(shù)據(jù)可視化及漫游展示：
1）、實(shí)現(xiàn)泵站3D漫游展示，漫游過程中，自動暫停漫游或者手動暫停，第一人稱行走過程中，點(diǎn)擊相應(yīng)區(qū)域，顯示對應(yīng)信息或者設(shè)備介紹或相關(guān)的實(shí)時數(shù)據(jù)；第一人稱行走在場景中或者鳥瞰整個項(xiàng)目，點(diǎn)擊切換至相應(yīng)區(qū)域互動漫游。第一人稱、第三人稱交互漫游。第一人稱模式下，模擬人的視角和移動方式第三人稱模式下，可方便的對泵站整體布局進(jìn)行快速瀏覽、查看；
2）、全屏與普通模式互相切換，可支持步行等多種模式漫游。手動3D漫游主要依靠鍵盤A、W、S、D鍵來前后左右漫游（鼠標(biāo)控制方向）或觸摸屏或終端實(shí)時交互觸控方式；
3）、3D漫游體驗(yàn)時候，小地圖實(shí)時顯示對應(yīng)的漫游點(diǎn)所在位置，快速定位操作者在場景中的位置與區(qū)域（信息搜索功能）；漫游走動，小地圖對應(yīng)亮點(diǎn)位置一起變化。
4）、3D虛擬展示各個單個場景下的真實(shí)數(shù)據(jù)精細(xì)化展現(xiàn)，通過小地圖或UI界面功能快速切換到泵站內(nèi)各工作區(qū)間，根據(jù)用戶的提供的水處理流程布局，通過廠房小地圖或UI界面功能，用戶可以自由切換到泵站內(nèi)對應(yīng)的水泵的位置；
5）實(shí)現(xiàn)自動播放水泵、水處理流程、加藥設(shè)備等相關(guān)3D信息，設(shè)計一條固定的攝像機(jī)漫游路徑查看生產(chǎn)線工藝流程，并提供解說導(dǎo)游功能，用戶便可以查看所在體驗(yàn)區(qū)域的工藝流程。在實(shí)時3D模擬展示及自動播放功能的模式，可以隨意切換二者的展示狀態(tài)。
三維鳥瞰交互展示設(shè)計
鏡湖3D鳥瞰主要對實(shí)際鏡湖采用3D建模技術(shù)虛擬展示鏡湖整體的3D效果、鏡湖主體布局以及泵站周邊環(huán)； 使用鳥瞰角度整體展示主體風(fēng)貌，可點(diǎn)擊泵站或重要的建筑物體進(jìn)行單獨(dú)展示，正（下）側(cè)設(shè)置系統(tǒng)主要板塊的3D按鈕，呈直線排列順序?yàn)檎w鳥瞰、3D漫游、工藝展示及操作指南； 整體湖區(qū)3D建模（含水系周邊環(huán)境、路網(wǎng)、在湖區(qū)重點(diǎn)的閘區(qū)與涵洞、水源井、泵站、建筑體等）。實(shí)現(xiàn)與自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時交互與展示。詳細(xì)設(shè)計如下：
2.2、根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)行場景建模與制作。場景分為幾個場景來展示。每個場景都分別制作，包括鏡湖走向、地面，道路，建筑，景觀等重點(diǎn)建筑體（由甲方指定）。
模型效果在3ds max下與在Unity3D下的，由于渲染不同，效果差距非常大，要優(yōu)化到和諧絢麗。要求制作過程中要充分考慮b/s架構(gòu)的要求，在保證效果基礎(chǔ)上，讓模型與貼圖盡量下。這方面有許多需要反復(fù)優(yōu)化的地方。
2.3、三維場景優(yōu)化：為了實(shí)現(xiàn)b/s模式，需要數(shù)據(jù)包要盡量的小，初始數(shù)據(jù)包要特別小，用戶體驗(yàn)才能足夠好。這就需要在場景制作，動態(tài)制作、多媒體制作的過程中，充分考慮數(shù)據(jù)量大小問題，在數(shù)據(jù)量、制作方式與效果之間取得折中。比如，一棟樓的模型，為了效果好，可以模型非常復(fù)雜，貼圖特別精美，這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)包巨大。因此應(yīng)考慮模型簡化，或者模型采用幾個簡單模型的堆疊；貼圖應(yīng)考慮用一層的貼圖進(jìn)行重復(fù)，或者動態(tài)加載。同時，模型的簡化會要求貼圖高質(zhì)量。動態(tài)加載減少了初始數(shù)據(jù)量，但是事實(shí)上需要下載簡單貼圖與復(fù)雜貼圖，總數(shù)據(jù)量更大，而且動態(tài)加載過程要是沒有控制好會導(dǎo)致用戶感覺差。因此這之間要有模型、貼圖、采取的技術(shù)路線之間的平衡。
2.4、ui界面及特效視覺設(shè)計：
2.4.1）、界面交互ui設(shè)計（界面設(shè)計）設(shè)計簡潔、現(xiàn)代、具有高科技感的界面、鳥瞰功能及操作簡單；（內(nèi)含數(shù)據(jù)可視化ui設(shè)計）
2.4.2）、UI各種按鈕的點(diǎn)擊音效、背景音樂，針對不同的場景，配以不同的音樂來營造氛圍、導(dǎo)游解說配音；
2.4.3）、在3D場景中，重點(diǎn)設(shè)備或區(qū)域上方有熱點(diǎn)UI動態(tài)提示，點(diǎn)擊其熱點(diǎn)，能快速體驗(yàn)該區(qū)域和設(shè)備的空間信息（如實(shí)時數(shù)據(jù)展示等）；
2.4.4）、文字排版及效果特效等；
2.4.5）、總體策劃、場景與情節(jié)策劃、美術(shù)策劃、詳細(xì)導(dǎo)游策劃、3D漫游策劃及工藝流程策劃；
2.4.6)、真實(shí)還原設(shè)備工作中現(xiàn)實(shí)的狀態(tài)，在關(guān)鍵強(qiáng)調(diào)處加上一些超現(xiàn)實(shí)的特效，以烘托效果，渲染氣氛；如管道3D透視，直接能展示水流的速度和方向；
數(shù)據(jù)聯(lián)動設(shè)計-數(shù)字孿生系統(tǒng)
水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)展示、氣象站監(jiān)測系統(tǒng)展示、工程運(yùn)行系統(tǒng)展示、安全監(jiān)測系統(tǒng)展示，針對接鏡湖水質(zhì)工程運(yùn)行展示，包含河道工程、暗涵工程、泵站、節(jié)制閘。在3D場景中實(shí)時顯示相關(guān)信息，其中河道12個溢水口水位、水面積、水體總量，暗涵工程（西暗涵、東1、東2暗涵）水位、庫容（小窗口顯示斷面看高度），泵站展示11個泵的工作狀態(tài)、高位水池以及水位、（斷面顯示河道高度，初雨調(diào)節(jié)斷面展示），節(jié)制閘展示開度流量（工作狀態(tài)開關(guān)、引入北運(yùn)河水位）。
上一篇：沒有了
下一篇：沒有了
