UE5 Cesium for Unreal加载本地各类数据[原创]

Mecanim · 发表于 2022-7-9 17:21

2 基础环境准备
2.1 安装及激活
1、安装插件。在【虚幻商城】选项卡中搜索关键字“Cesium for Unreal”，并单击“安装到引擎”安装该插件。
2、激活插件。启动UE5，在需要添加该插件的项目中（或者新建一个项目），转到菜单【编辑】->【插件】，并在插件窗口的搜索栏中搜索关键字“Cesium”，确保Cesium for Unreal插件被勾选。启用插件后，会要求重新启动虚幻引擎。

图1 插件安装及激活

2.2 连接在线数据
如果需要使用Cesium ion的线上数据，可以登录Cesium ion账户。通过点击【Add】按钮，弹出【Cesium ion Assets】选项卡，内部列表数据与线上Cesium ion账户内【My Assets】选项卡中的数据一样。因为Cesium ion数据服务器在国外，考虑到数据使用的安全性以及带宽流量，本文主要实践加载本地部署数据。

图2 登录Cesium ion账户获取在线数据

2.3 基础设置
1、添加Cesium SunSky控件。如果项目中已有光照系统，可选择不添加。CesiumSunSky扩展了内置的 SunSky Actor。如果场景太暗或者黑色看不见，调整CesiumSunSky的属性“Solar time”。
2、渲染设置。转到菜单【编辑】->【项目设置】并搜索“亮度”，确保启用【扩展自动曝光设置中的默认亮度范围】选项。如果未启用此选项，则在阳光直射的情况下，用CesiumSunSky照明会完全曝光，界面白茫茫一片。
3、添加Dynamic Pawn控件。使用户能在地球上任意移动，并允许使用鼠标滚轮控制移动速度，特别是远距离移动时必不可少（用键盘WSAD前后左右移动，鼠标控制方向，滚轮控制移动速度）。当视角在Cesium地球上的不同位置之间飞行时，相机遵循与地球表面平行的弯曲路径，而不是线性的点对点飞行轨迹。Dynamic Pawn扩展了内置的pawn类。

图3 勾选【扩展自动曝光设置中的默认亮度范围】选项前后效果对比

4、控制编辑器视口位置。要将编辑视口导航到你希望的位置，单击大纲中的Cesium Georeference控件，在其Details面板中，调整Cesium类别下的Origin Longitude、Origin Latitude和Origin Height变量的值（设置地理参考原点）。
5、控制播放时你的位置。在原点发生变化的情况下为了保持其先前在地球上的位置，Dynamic Pawn将自行调整位置（地理感知控件都有此特征），为了保证播放时你在新的原点位置，需要将Dynamic Pawn的Location设置为(0, 0, 0)。
3 模型场景搭建实践
3.1 倾斜摄影加载
1、添加3DTiles Tileset控件。在编辑器左侧的Cesium面板中，单击“Blank 3D Tiles Tileset”，在场景中添加一个新的空白Cesium 3D Tileset。插件将自动添加Cesium Georeference、CesiumCameraManager、CesiumCreditSystemBPM等其它三个控件（如果原先没有）。
2、添加3DTiles Tileset地址。在大纲选项卡下选择新添加的Cesium3D Tileset控件，在【细节】面板中，查找“Cesium”类别。为了加载本地数据，将使用3D Tileset 的主tileset.json 文件的路径来填写“Url”字段。（本地格式：file:///C:/***/tileset.json。网络URL地址格式：http://***/tileset.json。）双击该控件，编辑器场景镜头视角将切换到倾斜摄影模型的位置。
3、修复模型上下颠倒，让虚幻引擎的世界坐标重新定位。大纲视图面板中点击CesiumGeoreference，在细节面板中，单击“Place Georeference Origin Here”按钮。
4、添加或修改Cesium SunSky控件。如果场景是黑的或者较暗，可能是因为倾斜摄影地区是夜间，调整CesiumSunSky对象上的“Solar Time”属性。

图4 模型颠倒修复效果

5、添加周边环境数据。为了补充模型周边真实环境，同时也验证倾斜摄影模型位置的正确性，可以选择添加周边地形或者影像数据。

图5 添加周边环境

3.2 地形数据加载
1、采集所在区域DEM数字高程数据。利用“地理空间数据云”或者水经注等平台软件下载DEM数据，格式一般为tif。
2、处理高程数据：可利用“华设BIM+GIS转换工具集”等软件将tif处理成Cesium支持的terrain格式。
3、发布地形数据服务。通过Nginx等工具将tms格式的文件发布成网络服务。(Cesium for Unreal不支持本地file路径地形数据)

图6 地形数据下载及发布

4、添加3DTiles Tileset控件。在编辑器左侧的Cesium面板中，单击“Blank 3D Tiles Tileset”，在场景中添加一个新的空白Cesium 3D Tileset。在大纲选项卡下选择新添加的Cesium3D Tileset控件，在【细节】面板中，修改URL地址形式为：http://******/layer.json。（注意不能通过双击该控件来定位，需要通过CesiumGeoreference来设定调整位置；通过CesiumWorldTerrain控件也可以操作。）

图7 本地地形数据加载

3.3 影像数据加载
1、采集所在区域影像数据。通过水经注等软件下载卫星影像数据，此处选择L17级数据，格式一般为tif。
2、tif处理成tms格式。可利用QGIS等软件将tif文件处理成tms格式的数据。（目前，Cesium for Unreal只支持TMS协议的影像数据）

图8 影像数据下载及处理

3、发布tms数据服务。通过Nginx等工具将tms格式的文件发布成网络服务。(Cesium for Unreal不支持本地file路径影像数据)
4、添加CesiumTileMapServiceRasterOverlay组件。在大纲选项卡中，选中或者添加Cesium3DTileset或者CesiumWorldTerrain控件（均需要有地形数据），在Detail面板中点击【+添加】按钮，搜索Cesium，选择CesiumTileMapServiceRasterOverlay，修改其Url为该影像服务的TMS地址。（如果界面是黑的，可以选中CesiumSunSky，调整时区和时间。）

图9 本地影像数据加载

3.4 白膜数据加载
1、制作白膜数据：通过BlenderGIS、ArcGIS等软件或者“华设BIM+GIS转换工具集”的【矢量楼块切片】可以将shp文件快速拉伸制作成白膜。或者直接通过cadmapper等开放网站下载，或者通过SketchUp等软件制作导出。
2、白膜数据转换为3dtiles数据格式。可利用“华设BIM+GIS转换工具集”等软件将fbx格式白膜数据处理成3dtiles文件。（目前Cesium for Unreal只支持b3dm格式，注意参数设置，确保模型结果只有b3dm,没有cmpt和i3dm）
3、参照【3.1】相同方式在UE5中导入白膜数据。

图10 白膜数据加载

3.5 BIM模型加载
1、BIM模型转换为3dtiles数据格式。可利用“华设BIM+GIS转换工具集”等软件将Revit、Bentley、Catia、FBX及IFC格式的BIM模型处理成3dtiles数据格式。（目前Cesium for Unreal只支持b3dm格式，注意参数设置，确保模型结果只有b3dm,没有cmpt和i3dm）
2、参照【3.1】相同方式在UE5中导入BIM模型数据。

图11 BIM模型加载

3.6 人工建模加载
1、人工模型转换为3dtiles数据格式。可利用“华设BIM+GIS转换工具集”等软件将人工模型（如max、fbx格式）转换处理成3dtiles数据格式。（目前Cesium for Unreal只支持b3dm格式，注意参数设置，确保模型结果只有b3dm,没有cmpt和i3dm）
2、参照【3.1】相同方式在UE5中导入模型数据。

图12 人工模型加载

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