实现镜湖3D鸟瞰图展示、水质保障系统展示、水循环系统展示、水质监测系统展示、气象站监测系统展示、工程运行系统展示、安全监测系统展示等3D场景制作可以随意操作转动视角,实现移动、旋转、缩放功能。针对北运河镜湖项目整体场景(含项目整体鸟瞰、水质保障系统展示、水循环系统展示、水质监测系统展示、气象站监测系统展示、工程运行系统展示、安全监测系统展示)3D建模、模型贴图材质制作(光效/质感/元素)、场景动态制作(三维元素动画/动效)、场景模型渲染及动画场景材质合成。
智慧水利三维可视化功能描述
- 以项目中心为轴心,通过3D交互技术,可以实现视角随意操作转动,视角拉近拉远。实现目的为无死角观看项目三维模拟场景。视角功能设计:该模块要模拟***人称视角。模块读取鼠标输入,将鼠标的移动映射为视角的转动。为了使视角的转动平滑流畅,通常将视角的转动方向与鼠标移动的方向保持一致。
- 摄像视角设计:***人称视角就是模拟人在现实世界中双眼的观察方式。在Unity3D中,就是控制摄像机上下左右任意观察。鼠标是一个二维输入设备,它的移动可以分解为水平方向上的变化量和竖直方向上的变化量,记为(x,y)。摄像机的朝向可以分解为绕世界坐标系XYZ三轴旋转的角度。鼠标移动时,用水平方向上的分量x改变摄像机绕Y轴选择的角度,用竖直方向上的分量y改变摄像机绕X轴旋转的角度,这样就可以模拟头部的观察角度。视角漫游设计:相机漫游(自动漫游和自主漫游),美术设计相机切换过渡效果+编程。
- 泵站数据可视化及漫游展示:
1)、实现泵站3D漫游展示,漫游过程中,自动暂停漫游或者手动暂停,***人称行走过程中,点击相应区域,显示对应信息或者设备介绍或相关的实时数据;***人称行走在场景中或者鸟瞰整个项目,点击切换至相应区域互动漫游。***人称、第三人称交互漫游。***人称模式下,模拟人的视角和移动方式第三人称模式下,可方便的对泵站整体布局进行快速浏览、查看;
2)、全屏与普通模式互相切换,可支持步行等多种模式漫游。手动3D漫游主要依靠键盘A、W、S、D键来前后左右漫游(鼠标控制方向)或触摸屏或终端实时交互触控方式;
3)、3D漫游体验时候,小地图实时显示对应的漫游点所在位置,快速定位操作者在场景中的位置与区域(信息搜索功能);漫游走动,小地图对应亮点位置一起变化。
4)、3D虚拟展示各个单个场景下的真实数据精细化展现,通过小地图或UI界面功能快速切换到泵站内各工作区间,根据用户的提供的水处理流程布局,通过厂房小地图或UI界面功能,用户可以自由切换到泵站内对应的水泵的位置;
5)实现自动播放水泵、水处理流程、加药设备等相关3D信息,设计一条固定的摄像机漫游路径查看生产线工艺流程,并提供解说导游功能,用户便可以查看所在体验区域的工艺流程。在实时3D模拟展示及自动播放功能的模式,可以随意切换二者的展示状态。
三维鸟瞰交互展示设计
镜湖3D鸟瞰主要对实际镜湖采用3D建模技术虚拟展示镜湖整体的3D效果、镜湖主体布局以及泵站周边环; 使用鸟瞰角度整体展示主体风貌,可点击泵站或重要的建筑物体进行单独展示,正(下)侧设置系统主要板块的3D按钮,呈直线排列顺序为整体鸟瞰、3D漫游、工艺展示及操作指南; 整体湖区3D建模(含水系周边环境、路网、在湖区重点的闸区与涵洞、水源井、泵站、建筑体等)。实现与自动监测系统数据的实时交互与展示。详细设计如下:
2.1、通过3DsMax建模软件,将镜湖整体、泵站区域及周边(不重点建筑体用水晶体替代)
三维场景3D建模,表面采用贴图进行呈现,采用纯3D建模,将场景的实时还原出该场景的样貌。Shader材质的设置,绑定给3D对象。照片取图后采用PS进行P图,P图后导入3D模型。MAX中放置灯光,进行天光渲染,输出带lightmap的模型。在Unity3D软件中进行场景烘焙及输出等工作。
2.2、根据项目实际状态,进行场景建模与制作。场景分为几个场景来展示。每个场景都分别制作,包括镜湖走向、地面,道路,建筑,景观等重点建筑体(由甲方指定)。
模型效果在3ds max下与在Unity3D下的,由于渲染不同,效果差距非常大,要优化到和谐绚丽。要求制作过程中要充分考虑b/s架构的要求,在保证效果基础上,让模型与贴图尽量下。这方面有许多需要反复优化的地方。
2.3、
三维场景优化:为了实现b/s模式,需要数据包要尽量的小,初始数据包要特别小,用户体验才能足够好。这就需要在场景制作,动态制作、多媒体制作的过程中,充分考虑数据量大小问题,在数据量、制作方式与效果之间取得折中。比如,一栋楼的模型,为了效果好,可以模型非常复杂,贴图特别精美,这就导致了数据包巨大。因此应考虑模型简化,或者模型采用几个简单模型的堆叠;贴图应考虑用一层的贴图进行重复,或者动态加载。同时,模型的简化会要求贴图高质量。动态加载减少了初始数据量,但是事实上需要下载简单贴图与复杂贴图,总数据量更大,而且动态加载过程要是没有控制好会导致用户感觉差。因此这之间要有模型、贴图、采取的技术路线之间的平衡。
2.4、ui界面及特效视觉设计:
2.4.1)、界面交互ui设计(界面设计)设计简洁、现代、具有高科技感的界面、鸟瞰功能及操作简单;(内含
数据可视化ui设计)
2.4.2)、UI各种按钮的点击音效、背景音乐,针对不同的场景,配以不同的音乐来营造氛围、导游解说配音;
2.4.3)、在3D场景中,重点设备或区域上方有热点UI动态提示,点击其热点,能快速体验该区域和设备的空间信息(如实时数据展示等);
2.4.4)、文字排版及效果特效等;
2.4.5)、总体策划、场景与情节策划、美术策划、详细导游策划、3D漫游策划及工艺流程策划;
2.4.6)、真实还原设备工作中现实的状态,在关键强调处加上一些超现实的特效,以烘托效果,渲染气氛;如管道3D透视,直接能展示水流的速度和方向;
数据联动设计-数字孪生系统
水质监测系统展示、气象站监测系统展示、工程运行系统展示、安全监测系统展示,针对接镜湖水质工程运行展示,包含河道工程、暗涵工程、泵站、节制闸。在3D场景中实时显示相关信息,其中河道12个溢水口水位、水面积、水体总量,暗涵工程(西暗涵、东1、东2暗涵)水位、库容(小窗口显示断面看高度),泵站展示11个泵的工作状态、高位水池以及水位、(断面显示河道高度,初雨调节断面展示),节制闸展示开度流量(工作状态开关、引入北运河水位)。
2D模块需求分析及系统设计:需求分析,功能设计、交互设计。3D模块需求分析及系统设计:3D交互功能、3DUI/3DUE、交互与动画触发功能设计。定制开发数据接口,定义消息规约。(甲方提供数据源和接口,我方负责在系统中实时接收订阅并显示在场景中),单体场景交互展示,设备操作模拟展示等。将代码、UI文件、特效文件等其他文件(数据源)与3D对象绑定,并实现操作和控制,实现比较终的效果。