一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法

摘要

本发明公开一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法，涉及三维模型构建技术领域，包括：在web端，①搭建初始页面，添加功能按钮，②引入GIS插件，导入实景模型，放置在正确的经纬度与角度上，③利用功能按钮和GIS插件完成关键点位拾取、关键区域绘制、以及关键点位描述、关键区域描述、实景模型描述；在Unreal Engine中，①新建空白场景，添加UMG界面到视口中，在UMG界面上添加UI控件，②引入GIS插件，导入实景模型，放置在正确的经纬度与角度上，③获取web端的信息，完成点位和区域的三维模型渲染；将web端打包发送至网页，将Unreal Engine打包成exe文件，运行exe文件以通过网页形式展示GIS上的三维渲染关键模型。本发明可以提高GIS标记区域的可读性和直观性。

说明书

技术领域

本发明涉及三维模型构建技术领域，具体的说是一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法。

背景技术

计算机技术在进入21世纪初的二十年间获得了突飞猛进的发展，硬件发展水平日新月异，软件也层出不穷。但是多数软件都是基于二维构建的，在一些诸如安全、演示、培训等领域，传达的信息不够精确与直观。

基于此，利用Unreal Engine(虚幻引擎)设计一种关键区域的三维模型构建方法。

发明内容

本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法。

本发明的一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法，包括：

(一)在web端，首先搭建初始页面，添加功能按钮，随后引入GIS插件，导入实景模型，放置在正确的经纬度与角度上，再后利用功能按钮和GIS插件完成关键点位拾取、关键区域绘制、以及关键点位描述、关键区域描述、实景模型描述，最后将关键点位信息、关键区域信息、实景模型描述信息存储至数据库；

(二)在Unreal Engine中，首先新建空白场景，添加UMG界面到视口中，在UMG界面上添加显示关键点位、关键区域和展示材质的UI控件，随后引入GIS插件，导入实景模型，放置在正确的经纬度与角度上，最后获取数据库中的关键点位信息、关键区域信息、实景模型描述信息，并根据关键点位信息完成点位三维模型渲染，根据关键区域信息完成区域三维模型绘制及渲染；

(三)将web端打包发送至网页，将Unreal Engine打包成exe文件，运行exe文件即可通过网页形式展示GIS上的三维渲染关键模型。

可选的，在3D Studio Max中构建实景模型，构建的实景模型导入web端。

可选的，在web端搭建初始页面时，添加的功能按钮包括标记点位按钮、标记区域按钮、添加描述按钮。

进一步可选的，利用功能按钮和GIS插件完成关键点位拾取、关键区域绘制、实景模型描述，这一过程中，

用户通过标记点位按钮完成关键点位拾取，获取关键点位经纬度，

用户通过标记区域按钮连续拾取多个顶点完成关键区域绘制，获取关键区域所包含顶点的经纬度，

用户通过添加描述按钮对拾取的关键点位、绘制的关键区域、导入的实景模型进行描述；

关键点位经纬度和关键点位描述组成关键点位信息，关键区域所包含顶点的经纬度和关键区域描述组成关键区域信息，关键点位信息、关键区域信息、实景模型描述存储于数据库。

进一步可选的，在Unreal Engine中预先设置关键点位描述与展示材质的对应关系、关键区域描述与模型展示材质的对应关系；

从数据库获取关键点位描述和关键区域描述后，通过展示材质UI控件选择与关键点位、关键区域对应的展示材质。

进一步可选的，在Unreal Engine中，导入实景模型，放置在正确的经纬度与角度上，具体实现流程如下：

在Unreal Engine中安装Cesium for Unreal插件；

通过Cesium for Unreal插件创建项目和关卡，添加SunSky照明，并连接到Cesiumion；

创建一个地球：通过单击Cesium ion工具栏中的Cesium按钮来打开Cesium面板，在Cesium面板上的Quick Add内容中点击Cesium World Terrain+Bing Maps Aerialimagery右侧的加号，以在世界大纲视图中生成新的Cesium World Terrain和CesiumGeoreference蓝图对象；

将添加到场景中，选择Cesium OSM Buildings，单击Add Add to Level，以在场景中构建全球三维白膜建筑OSM Buildings；

将制作好的项目所需建筑模型，添加到场景中，即完成实景模型在Unreal Engine导入。

进一步可选的，在Unreal Engine中，根据关键点位信息完成点位三维模型渲染的具体步骤如下：

通过HTTP请求从数据库中获取关键点位信息中的经纬度；

将得到关键点位经纬度转换为Unreal Engine中的空间位置；

根据关键点位描述预制模型，并基于关键点位描述与展示材质的对应关系渲染模型，将渲染后的模型放置在Unreal Engine转换的空间位置上。

进一步可选的，在Unreal Engine中，根据关键区域信息完成区域三维模型绘制及渲染的具体步骤如下：

通过HTTP请求从数据库中获取关键区域所包含顶点的经纬度；

将获取关键区域的所有顶点经纬度依次转换为Unreal Engine中的空间位置，得到空间位置点串；

将得到的空间位置点串作为将要绘制三维模型的底面顶点，将根据HTTP请求获取到的顶点高度信息加到各个底面顶点的坐标上，得到将要绘制三维模型的顶面顶点；

根据顶点坐标及高度，选取三个顶点并按照逆时针连接组成三角面，不同三角面至多包含两个相同的顶点，多个三角面分别组成将要绘制三维模型的底面、顶面、侧面，按照逆时针顺序连接各三角面，即完成三维模型的绘制；

根据HTTP请求从数据库中获取关键区域描述，根据关键区域描述与模型展示材质的对应关系给三维模型赋予相应的材质，完成三维模型的渲染。

本发明的一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法，与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明的web端和Unreal Engine端引入有GIS插件和实景模型，通过将web端的关键点位和关键区域导入Unreal Engine端进行三维模型构建和渲染，来提高GIS标记区域的可读性和直观性。

附图说明

附图1是本发明实施例一的流程实现图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案、解决的技术问题和技术效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例一：

结合附图1，本实施例提出一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法，包括：

(一)在web端，首先搭建初始页面，添加功能按钮，随后引入GIS插件，导入实景模型，放置在正确的经纬度与角度上，再后利用功能按钮和GIS插件完成关键点位拾取、关键区域绘制、以及关键点位描述、关键区域描述、实景模型描述，最后将关键点位信息、关键区域信息、实景模型描述信息存储至数据库。

本步骤中，在web端搭建初始页面时，添加的功能按钮包括标记点位按钮、标记区域按钮、添加描述按钮。

利用功能按钮和GIS插件完成关键点位拾取、关键区域绘制、实景模型描述，这一过程中，

用户通过标记点位按钮完成关键点位拾取，获取关键点位经纬度，

用户通过标记区域按钮连续拾取多个顶点完成关键区域绘制，获取关键区域所包含顶点的经纬度，

用户通过添加描述按钮对拾取的关键点位、绘制的关键区域、导入的实景模型进行描述；

关键点位经纬度和关键点位描述组成关键点位信息，关键区域所包含顶点的经纬度和关键区域描述组成关键区域信息，关键点位信息、关键区域信息、实景模型描述存储于数据库。

本步骤中，在3D Studio Max中构建实景模型，构建的实景模型导入web端。

(二)在Unreal Engine中，首先新建空白场景，添加UMG界面到视口中，在UMG界面上添加显示关键点位、关键区域和展示材质的UI控件，随后引入GIS插件，导入实景模型，放置在正确的经纬度与角度上，最后获取数据库中的关键点位信息、关键区域信息、实景模型描述信息，并根据关键点位信息完成点位三维模型渲染，根据关键区域信息完成区域三维模型绘制及渲染。

本步骤中，在Unreal Engine中预先设置关键点位描述与展示材质的对应关系、关键区域描述与模型展示材质的对应关系；

从数据库获取关键点位描述和关键区域描述后，通过展示材质UI控件选择与关键点位、关键区域对应的展示材质。

本步骤中，在Unreal Engine中，导入实景模型，放置在正确的经纬度与角度上，具体实现流程如下：

在Unreal Engine中安装Cesium for Unreal插件；

通过Cesium for Unreal插件创建项目和关卡，添加SunSky照明，并连接到Cesiumion；

创建一个地球：通过单击Cesium ion工具栏中的Cesium按钮来打开Cesium面板，在Cesium面板上的Quick Add内容中点击Cesium World Terrain+Bing Maps Aerialimagery右侧的加号，以在世界大纲视图中生成新的Cesium World Terrain和CesiumGeoreference蓝图对象；

将添加到场景中，选择Cesium OSM Buildings，单击Add Add to Level，以在场景中构建全球三维白膜建筑OSM Buildings；

将制作好的项目所需建筑模型，添加到场景中，即完成实景模型在Unreal Engine导入。

本步骤中，在Unreal Engine中，根据关键点位信息完成点位三维模型渲染的具体步骤如下：

通过HTTP请求从数据库中获取关键点位信息中的经纬度；

将得到关键点位经纬度转换为Unreal Engine中的空间位置；

根据关键点位描述预制模型，并基于关键点位描述与展示材质的对应关系渲染模型，将渲染后的模型放置在Unreal Engine转换的空间位置上。

本步骤中，在Unreal Engine中，根据关键区域信息完成区域三维模型绘制及渲染的具体步骤如下：

通过HTTP请求从数据库中获取关键区域所包含顶点的经纬度；

将获取关键区域的所有顶点经纬度依次转换为Unreal Engine中的空间位置，得到空间位置点串；

将得到的空间位置点串作为将要绘制三维模型的底面顶点，将根据HTTP请求获取到的顶点高度信息加到各个底面顶点的坐标上，得到将要绘制三维模型的顶面顶点；

根据顶点坐标及高度，选取三个顶点并按照逆时针连接组成三角面，不同三角面至多包含两个相同的顶点，多个三角面分别组成将要绘制三维模型的底面、顶面、侧面，按照逆时针顺序连接各三角面，即完成三维模型的绘制；

根据HTTP请求从数据库中获取关键区域描述，根据关键区域描述与模型展示材质的对应关系给三维模型赋予相应的材质，完成三维模型的渲染。

(三)将web端打包发送至网页，将Unreal Engine打包成exe文件，运行exe文件以通过网页形式展示GIS上的三维渲染关键模型。

需要补充的是，本实施例中所涉及Unreal Engine具体为Unreal Engine 4；所涉及点位三维模型可以独立于区域三维模型之外，也可以从属于区域三维模型。

综上可知，采用本发明的一种基于Unreal Engine的关键区域三维模型构建及渲染方法，通过将web端的关键点位和关键区域导入Unreal Engine端进行三维模型构建和渲染，来提高GIS标记区域的可读性和直观性。

以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了详细阐述，这些实施例只是用于帮助理解本发明的核心技术内容。基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作出的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。