对GIS与游戏引擎（UE4 或 U3D）结合怎么看？

永远就三年疗 · 发表于 2021-2-26 10:56

是不是就是一个噱头，做超真实感体验成本高，投入大，收益小，做虚幻智慧城市只是简单的游戏特效，只是更酷炫点。那么游戏引擎与GIS结合出路在哪，主打方向是什么

我的苦恼冉 · 发表于 2021-2-26 11:05

目前来看就是一个噱头
俺们敲代码，搞软件的目的是啥，不就是为了解决实际的问题吗
物理世界的所有要素一比一的还原到了虚拟世界，但是能解决问题吗
核心的数据质量，算法质量，你搞定了吗，做那么逼真仅仅就是让人哇塞一下罢了
游戏行业，影视行业，设计行业目前弊病就在于此
仅仅注重表面的形式化
拿天刀来说，简直是神级画质，但是核心的玩法简直无聊的要死
你的地球弄的再逼真有个锤子用，这玩意儿不是拿来看的，是要解决实际问题的啊
客户要的是结果，要的是你能基于这一堆数据，基于算法，分析出相对准确的结果
目前gis行业数据源的采集也还没达到完全的智能化，数据质量也是差强人意，一个几平方公里的倾斜数据就几千万，甚至几个亿的三角面，这么大的数据量，再牛逼的游戏引擎也吃不消，就更别说城市级的数据了
再一个针对空间数据的分析算法也是处在起步的边缘，结果就是个玩具而已，根本没有可参考的价值
所以目前仅仅是流于表面，形式化的东西而已，就像老美大片一样，特效搞好就行了，至于剧情嘛，没有也无所谓
但是，结合市场来看，该整还是要整的，毕竟让人一看就哇塞的东西，愿意买单的人还挺多的

123456806 · 发表于 2021-2-26 11:10

一点拙见：
出路在虚实结合，虚景给实景做参考，实景给虚景传数据，实现真正意义的数据驱动双向交互。
表有51World的地球数字孪生，里有阿里的物联网智慧城市。表给领导看，里给百姓用。
静有好扫描制作的模型、好控制的特效，但是要真动的数据可造不了假，差之毫厘，谬以千里。

用游戏引擎还不是图大模型的实时渲染性能更强、预览效果更佳嘛，要不然网页早全占完了。
主打方向就是便民捞钱。
再高大上的技术如果不能够落地都是骗ZF/投资人的工具，仿如天上飞的猪丝毫不接地气，不能给人给社会创造价值的技术都是外强中干。你高大上的技术到底解决了社会的什么问题，百姓的什么需求？不可陷入技术的泥潭一去不复返，做事的目的要时刻把关。
别玩虚的，咱玩真的。要不玩蛋？

冀苍鸾 · 发表于 2021-2-26 11:20

上面有几个老哥的说法我不是很认同

首先不可能说同屏几亿个多边形的，LOD听说过吗？流式传输听说过吗？至少在渲染层和传输层这些根本就不是什么技术瓶颈，对应的解决方案一抓一大把。评论区有个兄弟拿星际公民举例，各位可以看看这个例子就非常具备说服力。
其次GIS数据不标准这个说法也是不靠谱的，听说过GeoJson吗？听说过OpenStreetMap吗？还有什么KML呀，DEM高度图呀，这些数据可以说已经非常标准了，至少比游戏引擎常用的模型文件标准多了你看看UE4的Datasmith是拿来干什么，哪怕是模型、材质文件就是一大堆五花八门的标准还不是玩的很溜。
游戏引擎跨界搞影视、动画、BIM这些应用现在可以说在行业内已经非常普遍了，为什么了？不是说效果有多么NB，其实只有一点，商业成本，各位可以想一下行业专业那些渲染工具动不动大几万的授权，后期上渲染调整工作流程复杂，渲染时长长硬件配置高，游戏引擎的渲染效果虽然达不到这些专业软件的水平但是架不住它快呀，最后引擎的效果看着也不差，还TM免费。成本降低导致的利润增加是行业变革的一大动力。
GIS与游戏引擎结合

其实个人认为这一块的不仅仅是噱头那么简单，主要还是看最终的应用行业。
首先在游戏行业我自己认为是意义不大的，噱头的占比更大，可以看看最新的微软模拟飞行（整个地球几乎OK了），可以说如果没有玩法上的设计的突破你就是做了一个宇宙也不会怎么样，对于大众来讲仅仅是一个好厉害的感叹。
然后在专业GIS领域我认为意义也不大，几乎就是噱头了，想想看ArcGIS这种厂商的GIS功能已经做到什么级别了，现在UE4和U3D这种东西还仅仅在于数据集成这个层面，像测绘、地下管线、作战指挥等等他们全部都有现成的了，而且大部分GIS引擎底层本身就是三维图形，换了游戏引擎功能上需要重新开发相比传统GIS也没有什么优势（好看？），不可能真的会有人认为ArcGIS做不了PBR、物理模拟、粒子系统吗？都是开源的好吗？抄一抄就有了。
所以说最后我们需要看的是那些东西游戏引擎非常NB，传统GIS完全不具备这样才能说不是噱头，这一点我个人意见是效率，游戏引擎的原始设计目的就是降低开发工作量，降低开发成本。现有的GIS开发流程很工作量很大吗？是的，一方面数据处理困难这个在哪里都一样，但是GIS功能的开发就不同了，如果按照传统的开发方式那就是一行行代码憋出来的，比如说我要做一个线性动画你可以看看像cesium的官方案例那是好几十行代码呀，假设我们可以在U3D或者UE4里面做相同的就直接一个动画编辑器然后打几个点就搞定了，什么预览或者调整都是非常简单的。
总结

所以说最后当然是有意义的，仅仅是噱头那么简单，也有老哥说ZJ工程我觉得确实是，单纯图一个好看也算是意义。只不过我认为更深层的意义其实在开发端，在生产过程中。普通用户很难发觉而已。

冀苍鸾 · 发表于 2021-2-26 11:23

GIS相关行业以前用的渲染引擎都被游戏引擎干黄了，所以就拿游戏引擎该怎么玩还怎么玩，至于会对游戏行业有什么促进，那你想多了
fullike：长期收UE4开发技美（建筑向）同学简历，另收WebGL，CAD/Revit二次开发

123456868 · 发表于 2021-2-26 11:24

给我感觉就是，这几年商业游戏引擎们，急了。
以前商业游戏引擎能够带领技术前沿，而随着主机技术和手游技术越来越成熟，不同平台开发技术壁垒极大，商业引擎就陷入了困境：每个平台都有用户，但是要想做好全平台通用，就没法保证好用甚至可以说非常难用，而要想两者都做到，就没法应对游戏项目中多变的需求，工程架构就跟不上发展速度飞快的新技术，不能解决新问题，导致自己的优越性被日渐蚕食。做这种技术支持的，一旦失去了统治力，肯买单的越来越少。
所以近几年一直能看到这些个引擎在影视等其他3D领域拼命发力，作为游戏引擎可能几个版本都不推出任何与游戏的Gameplay，Level Design相关的更新，而作为外来者真的能像天神下凡一样降维打击其他领域么？本人对此打一个巨大的问号。
对于没有利益相关的人来说，我们只需要静观其变就好了，变好就顺水推舟，变差就幸灾乐祸并考虑以后的新道路，这不也是挺好的么。

hecgdge4 · 发表于 2021-2-26 11:31

本人一直好奇UE这类的游戏引擎在GIS领域的想法，今天看了一下UE的‘Learn How to Work With Geospatial Data in Unreal Engine’，以及Project Anywhere这个demo的相关资料，在此总结一下。我并不了解游戏引擎，内容不对的地方请指正。
Geospatial Data in Unreal Engine
这个是UE举办的Webinar，只有40分钟，内容主要包括：

UE对数据做了一个简单的分类，X轴表示该数据是真实还是想象的，而Y轴表示数据是合成的还是拍摄的，个人理解X轴体现了数据的输出，体现该数据和现实物理世界的匹配度，而Y轴体现的数据的输入，体现了数据采集的方式。
如上则是本年度在GIS方面主要做的事情，主要有：

要想实现这些功能，就不得不考虑地图投影，UE把投影分为三类，(a)以经纬度+高度的球面坐标系，(b)投影后的平面坐标系，(c)还有以球心为原点的XYZ（单位米）的笛卡尔坐标系。所谓的投影，从数学上理解就是通过最小二乘法，将三维近似为二维，获取近似解的方式；其次，三维投影到二维，如何让形变尽可能最小，这就是一个几何问题。

UE中支持(b),(c)，但不支持(a)，不过提供投影换算，将(a)投影对应的数据转为支持的坐标系。在3D GIS中，这种转换也很常见，比如我们想准确的表达天安门的位置，宏观上我们习惯用经纬度+高度来表达，但在日常生活中，我们习惯以平面的方式来理解空间，比如去看升国旗，我们以天安门为锚点，以东南西北这种绝对的或左右这种相对的方式来导航。在这个过程中，就存在一个坐标系转换的过程，首先，我们需要把球面坐标系（比如WGS84）转为笛卡尔坐标系，由度转为米，然后将原点从球心平移到球面上（上图球心O_e到球面O_n），我们认为地球是平的（绿色矩形），这样符合我们日常生活的认知，最后需要定义这个平面坐标系的XYZ方向，通常是NED或NEU，这个过程涉及到坐标轴的旋转（蓝色坐标系转为绿色坐标系）。

这里还有一个细节，如上图，地球是椭球而不是圆球，这样，在球面坐标系和笛卡尔坐标系之间转换时需要特殊处理：r=r_s+h（r_s和h不在一条线）。特别是笛卡尔坐标系转球面坐标系时，无法直接求解，需要用Newton-Raphson方法迭代求解。所以，一些3D GIS产品不知道这个方法，或省事直接用的圆球，反正看上去都差不多。

另一个是UE5中宣称提高精度的支持。UE在场景范围不大，通常采用投影后的平面坐标系，比如固定左下角点为原点，但GIS中的场景范围通常比较大，很多数据，比如3D Tiles采用的是RTC（relative to centre）的方式，每一份数据都有自己指定的原点，如上图，外围矩形框是场景范围，内部矩形是部分模型的范围，内部的数据以红色作为自己的原点，从而保证浮点数能够支持该范围的精度。Float和double对应的精度分别是小数点后7位和16位，如果此时精度还达不到要求，Cesium下会采用RTE(relative to eye)来解决抖动问题，这等同于一个根据视角变化而动态更新红点位置，取一个视角范围内的位置作为原点。同时，因为shader只支持float类行，采用float-float的方式模拟double，以性能换取精度。UE中如果场景范围较大，则提供了rebasing的方式，分为static和dynamic两种，在Webinar中的介绍，应该对应Cesium中RTC和RTE这两个模式。
同时，UE4在github上提供了GeoCoordinates插件来支持投影转换， MIT协议。
如上是一个完整的流程图，原始数据通过Trian3D Builder，最终生成UE4支持的数据格式，并导入到UE4中浏览并优化，最后会有一个具体的案例演示。Trian3D Builder很像一个切图软件，不过这里的数据是地形，建议负责切图的同学可以看看，一些方式值得借鉴。
Project Anywhere
如上图，这个网上只有一个demo视频和简单的文字介绍，是UE和Cesium，Nvidia以及微软的Azure联合制作的。
技术上是Pixel Streaming+3D Tiles+CloudXR+Azure。属于GIS数据（Cesium）+云渲染（UE）的一种应用，Azure提供云服务的能力，我对CloudXR在其中的作用不太确定，要么是在渲染上优化（GPU RTX），要么是在Web端传输渲染结果这个过程的优化，或者两者都包括，个人理解应该是Pixel Streaming中会调用CloudXR的相关API。这个demo间接体现了UE在GIS中对自己的定位。我对这些技术都不了解，现学现卖。
个人感兴趣的还是3D Tiles，资料上很明确的显示提供的是全球的地形数据，demo中也有城市数据，而且也有一个全球范围的浏览效果，这些都是以3D Tiles的方式传输的。如果能够浏览这个demo，我会查看，3D Tiles能够支持全球的地形数据（验证了3D tiles的数据能力，不敢相信这是真的），该demo是否支持全球范围的浏览（涉及到地形调度部分的代码是否已经在UE4中支持，多个城市之间的3D Tiles数据是需要手动添加再飞到具体位置，还是直接浏览对应位置自动添加该数据，后者需要有一个全球级别的根节点来负责3D Tiles的调度。当然，也是以3D Tiles的形式+dynamic rebasing+浏览性能），这些数据是否以Cesium ION的形式提供。
另外，之前看过Weta对云渲染简单的介绍，说到了GPU资源在时间上的分配，白天调试效果，晚上用来渲染，云渲染下GPU型号统一，兼容性上不用考虑太多情况，还有多人浏览相同区域时性能上的优化，这些也算是云渲染可以优化性能的几个方面。
总结
从Webinar中看到，UE主要还是专注在如何利用GIS的数据，因此资助了很多团队为其开发数据导入的插件，让UE4可以加载主要的GIS数据服务，确保UE平台在渲染和仿真上的优势，并借助VR，AR这些XR的方式提高用户体验。毕竟，从技术角度，GIS不是UE的核心。
另外，GIS数据和渲染之间需要一个场景树来管理LOD，比如kd-tree，3D Tiles有自己的数据调度规范和优化策略，ESRI的i3S也是一样，这里，我不清楚这部分工作是在各自的插件中完成，还是他们都需要转换成UE4中支持的场景管理，希望了解的人能解答一下。
ESRI有自己的ArcGIS online，Cesium也有ION，通过这些服务提供GIS数据，也都各司其职，在这个合作中都有自己的定位。其中，ESRI今年收购了nFrames，具备了城市级别的三维建模能力，加上之前的产品系列，在矢量数据，栅格，点云和3D模型都具备了构建和读取的能力，真的应了那句‘model the world’，这也算是其在领域内的定位。Cesium的重点则是3D Tiles这种streaming的能力，3D Tiles本身也是基于gltf的，这也很好的保证的自己的兼容性。另外，个人理解，Cesiumjs和UE有一定的冲突的，Cesiumjs本身是一套完整的解决方案，包括全球地形的调度和渲染，而UE的云渲染最终也是以浏览器的方式呈现给用户，用户有了更多的技术选择，最后还是让市场来检验，物种多样性是必然，竞争的最后也都是各做各的，毕竟在技术上两者是不同的方案， Cesiumjs需要的是WebGL，WebGPU的技术体系。不同的技术体系是行业的竞争，各自把自己的事情做好就可以了，想太多也没用。所以，当游戏引擎涉足GIS时，我们与其预测未来，不如及时响应，拥抱变化。国外公司也不像国内公司，什么都要做，什么都能做。之前一直觉得欧洲的软件公司不如国内的有名气，但比如nFrames和Trian3D都是德国的小公司，特别是nFrame，看了一下他们的网站介绍和招聘要求，在3D model领域还是有自己的核心能力的，GIS技术的基础研究这方面，我认为国内做的还不够好。
其次，我有时会想GIS技术上的核心是什么，很多核心技术都属于图形学的范畴，目前GIS只是把这些技术应用在地理相关的领域。那么，相比图形学领域的开发人员，一个Giser的优势在哪里呢，哪些是别人做不了的，当其他领域，比如互联网，移动和游戏入局时，是否真的就是降维打击，没有太多的招架之力。作为从业人员，整体上是好事，毕竟多了一个找工作的选择，我想到的自我提高的方向也就两个，和CS硬刚正面，或者积累行业经验，指导开发人员更好的发挥技术的价值。无论是何种选择，都需要系统的学习相关领域的知识。
最后，是对开源的个人理解，很早以前，我就听过一句话‘开源不是把自己的拿出去，而是把别人的拿进来’，不明觉厉。前几年的工作是与Cesium相关，一路下来，也算是见证了3D Tiles的发展。早期的glTF 1.0自带shader（冗余），3D Tiles也缺少生成工具，并没有太多优势和吸引力，后来glTF升级到2.0，支持了pbr材质，不自带shader，Cesium也优化了调度算法，还有Cesium ION提供在线服务，以及申请OGC标准，在全球范围内推广，兼容其他数据，还有和游戏引擎的合作。3D Tiles申请OGC标准也比ESRI的I3S早，个人认为，两者技术上都是解决一类问题，只是前者注重里（技术），后者注重表（规范），而i3S最早成为OGC的标准，2017还是2018年，我看了OGC邮件组对3D Tiles的评价，指出了很多不足，我觉得很多不足是故意找茬，比如不支持其他投影，当时我自认为Cesium会放弃OGC标准，毕竟i3S已经成为标准了，总不能一个事提供两个标准。虽然这两年我没有具体做过Cesium相关的技术，当时看到3D Tiles成为标准，还是很开心的，实至名归。如果当时因为glTF的缺点，3D Tiles抛开glTF自己做一套，如果放弃申请OGC，把精力用在可预见的范围内，会有立竿见影的效果，但长远看，这可能只是局部最优解，长久下去，你花费同样的精力，价值却有限。当然，现在以上帝视角来看，觉得Cesium做的这些都在情理之中，但在当时，很多都是我没想过的，比如Cesium ION，申请OGC标准，glTF会升级2.0版本。再对比当时的自己，还有更多的感悟，权当交学费的收获了。
最后的最后，2021年的第一天，新年快乐。

明绍宗朱聿键鼻 · 发表于 2021-2-26 11:38

游戏现在是实时3d相关行业最大的推动力，别的用3d行业本来也有很多自己的东西，具有针对性和专业性所以还是比较好用的，但是东西不开放壁垒太深潜力又小，而且实时渲染效果远低于游戏引擎，已经渐渐的成为上个时代的风格了，比如很多还在用dx9技术，上升空间不大，后进局的该如何呢？就是用当下最先进最具潜力的东西去玩3d
说是这么说，工具这种东西还是要自己开发才最符合自己，游戏引擎的工具还是以游戏为主，面向自己的领域后，需要对工具更好的二次开发才能趁手，这里面也不容易。

侬去斯 · 发表于 2021-2-26 11:46

关注了很久，15年左右就有open street map数据和unity结合实时生成地形和楼房模型的包
应用的典范是pokemon go和那个公司之前的那个游戏（好像叫ingress），用异步联机的方式让大家在真实世界的尺度一起交互。
事实上pokemon go是非常火的，收入跟吃鸡手游是一个量级。
gis和游戏结合，社交是核心，没有社交，就不用gis，任何虚拟数据的地图都可以做。所有的功能和体验都应该围绕社交展开。
捉迷藏？寻宝？陌生人交友？
设想过一个游戏公司在线下设立检查点，通过人脸识别和nfc校验玩家实际位置的模块。
比如游戏要求到达指定地点，游戏公司事先在指定地点设置人脸识别和nfc装置，通过不同的人员装置组合，给玩家随机匹配。
地点可以是咖啡馆，电影院，公园。游戏内容可以是赛跑，找特定物品（检验装修），做指定动作，与指定或随机玩家结盟组队或者开战pk。
总之就是让屏幕前的人真真正正参与到游戏中，不光是手指，而是全身心的沉浸。
比如接到一个任务去某地取件送到某地。完成后就奖励经验装备和金币。（等等，这好像就是外卖员的日常任务。。。？）
游戏里的任务系统，就是对人生的高度抽象和模拟。人们喜欢有明确的目标和方向，喜欢被给出清晰的任务和指引，在参与的过程中可以轻易收获支配感和控制感。
而加上了gis的游戏任务，跟真实世界的界限会日趋模糊。
如果死亡搁浅加入了gis，让玩家真正的去接送货，不仅能获得经验装备，还能实打实的获得金钱认识不同的人，玩家就。。。就。。变成了快递员。。。？？

寒郁轩良 · 发表于 2021-2-26 11:52

武汉吉嘉时空信息技术有限公司       上面的链接是我们公司的产品，一款GIS与基于ogre自研的引擎的球，与传统的三维gis产品比渲染效果，动画效果好了许多。详情就不多说啦，大家自己进去看。
      要说实际的意义，三维GIS平台最擅长的就是模拟分析，时空管理。
      下面大致的讲两个场景:
         1 去年的军运会开幕式的仿真推演，领导们在开幕式之前会使用我们的程序进行各种演练，各类人员入场顺序时间路线会不会有冲突，摄像头摆放会不会有死角，车辆往来的时间够不够等，基于真实的地形真实的数据游戏引擎的各种仿真效果，物理引擎很容易在三维平台上分析出来。
      2  应急管理，类似于石油石化，燃气等各类危化物，的应急管理，例如之前做过一个项目中石化的输油管道的应急管理，蒸馏管道泄露，油气的喷发，触碰高温燃烧，怎么组织人员应急救火，怎么调度消防车进场，再配合VR，工作人员日常就可以练习对于这种应急突发事件的处理。

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对GIS与游戏引擎（UE4 或 U3D）结合怎么看？

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