2020 年 6 月 9 日
从 GIS 到 UE：条条大路通罗马
可视化
建筑学
数字孪生
智慧城市
模拟
自动驾驶汽车
虚幻引擎
作者 Epic Games 技术客户经理 Zhou 澄清
说起GIS（Geographic Information System：地理信息系统），大家可能首先想到的就是手机地图、导航等APP。
说起UE（Unreal Engine：虚幻引擎），大家就会想起《堡垒之夜》，吃鸡，一长串3A大作，一窥UE5。
乍一看，GIS和UE可以说是相隔两万里早期游戏引擎，各执一词，毫无交集。 毕竟最早的GIS应用主要是2D的。 3D之后2d素材，当时流行基于OsgEarth、CesiumJS等开源渲染引擎开发自研引擎平台。 对3D显示效果和交互要求不高； 那时的UE还是一个高阶闭源的3A游戏引擎。
近年来，数字孪生、自动驾驶模拟、国防模拟等应用为了真实性，都使用GIS数据构建大规模数字场景，对视觉效果的逼真度和运行的流畅性提出了更高的要求。 对于传统的GIS渲染引擎，可以说是难以上青天； 另一方面，UE从2015年开始开源，改变了授权模型。 所有用户都可以使用最先进的实时渲染技术，UE不再只是一个游戏引擎，而是一个实时渲染引擎平台。
比如4.25新增的大气效果，4.26方案中的体积云和水体渲染，都是逼真的大地形渲染不可或缺的部分。
等等，为什么说啊说啊变成了喋喋不休？ 不应该是这个超大规模地形的真实模型数据的来源吗？ 什么？ 你用地形工具刷吗？ 那我估计你以后再也不想和艺术小姐愉快的聊天了……
答案自然是用GIS数据驱动来生成。 那么问题来了，GIS数据丰富多样早期游戏引擎，从矢量数据、栅格数据到扫描数据、倾斜摄影等，这些不同类型的数据如何进入UE？
起初，将GIS数据导入实时渲染引擎是一条艰难而漫长的道路。 一般必须先通过一个或多个第三方软件处理，然后导出fbx或obj文件，才能进入引擎。 比如点云数据需要清洗，转成网格模型，再裁剪成网格模型，最后导出到fbx/objUI界面，才能在UE中显示。
随着UE研发团队的不断努力和UE生态的不断壮大，这些都已经成为历史。 以上面的点云数据为例，UE4.25官方支持点云，可以直接一键导入点云数据，并支持编辑、碰撞等功能。
同时，越来越多的合作伙伴为UE用户带来了各自专业领域的功能插件。
全球最大的GIS厂商ESRI此前为大家带来了CityEngine转UE4的导出功能，并将在今年夏天推出其核心产品ArcGIS转UE4的插件。 下图是ESRI在其全球用户大会上利用UE强大的粒子系统结合ArcGIS数据，准确生动地模拟了澳大利亚森林大火对周边环境的影响。
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Presagis免费发布了基于UE的CDB ORB查看器，让用户可以流畅探索GIS数据生成的真实超大地形场景。 如果除了浏览之外还有自定义需求，Presagis还为UE用户提供了OpenFlight文件的导入功能。
Trian3DBuilder 是 TrianGraphics GmbH 出品的一款功能强大的 GIS 数据编辑器，即将支持将场景直接导入 UE4。
就在本文发表前不久，上文提到的著名GIS开源引擎CesiumJS的开发商Cesium宣布将在官方市场发布一款免费开源的Cesium for Unreal插件，让用户可以使用3D地形瓦片数据实时流发送到UE，在UE中动动手指即可创建远近皆宜的地球场景。
这些来自各行各业的专业合作伙伴的加盟，正是因为UE一直秉持着开放合作的态度，以及MegaGrant不计回报的资金支持，才造就了今天的成功。
相信看到这里大家应该明白了，UE的目标绝不是数字城市孪生这么简单，我们的目标是星辰大海！ 可能有人会质疑这是“futures”，但是关注UE的朋友可能已经发现了UE这几年对各种流媒体（streaming）技术的不断追求。 使用流媒体技术，手机、平板甚至是hololens2都可以体验。 图形工作站级画质，使用streaming sublevels（子级）解决场景块加载，使用streaming虚拟纹理（virtual texture）突破纹理大小限制，使用streaming技术动态加载百亿点云数据，然后是UE5令人兴奋的NANITE——虚拟微多边形技术，使用流式几何体（geometry）打破场景比例、模型面数、绘图调用和内存的束缚。 当你拥有了这些顶尖的技术，你还会有手握日月、想再斗天500年的英雄气概吗？
现在从GIS到UE的路越来越多，而且越走越宽。 在此我要告诉大家“道路千万条，安全第一”。 GIS应用一般为大型企业、国防和政府，其数据敏感，系统的安全性和可靠性不容忽视，因此国家一再强调自主性和可控性。 对于开源的虚幻引擎，完全不用担心代码安全，源码在手，无后顾之忧。
如果你想制作这些逼真炫酷的超大规模数字孪生或模拟训练却不知如何下手，请通过下方联系我们获得官方支持，助你开启虚幻之旅。
