Cesium精准的3D地理空间数据正在改变各行各业
2024年12月11日
在过去几年里，3D摄影测量技术取得了巨大的进步，使我们能够以数字方式捕捉和记录大千世界。然而，这一过程产生的数据集非常庞大。
一直以来，使用这种规模数据集的行业（如模拟或国防）都开发了功能强大的定制平台和工具，用来处理这些数据。对于在这些领域之外使用常规硬件工作的普通开发人员而言，处理大规模3D地理空间数据几乎是遥不可及的事情。
随着2021年Cesium for Unreal的发布，这种情况发生了改变。规模广阔、复杂性高的3D地理空间建模第一次通过游戏引擎技术实现了实时可视化。
现在，任何人都可以通过现成的解决方案，使用高度详尽和准确的3D地理空间数据。因此，在航空航天、商业地产、城市规划、飞行规划与操作、自动驾驶、地下与海底勘探等许多行业，交互式3D地理空间应用和体验的开发迅猛增长。
尤其是建筑行业，3D地理空间建模与实时可视化的融合使其获益匪浅，例如，建筑公司可以在其要施工的真实环境中展示设计。
如今，随着Cesium宣布加入Bentley，使用Cesium的开发人员可以访问涵盖全球最大、最重要项目及资产的基础设施生态系统。
通过将Cesium的地理空间平台与Bentley的iTwin平台相结合，可以将3D地理空间数据与工程、地下、物联网、现实和企业数据无缝对齐，从而创建数字孪生，覆盖从庞大基础设施网络到个别资产的毫米级细节，并可以从陆地、天空、海洋、太空和地下深处进行查看。
在这篇文章中，我们将探讨Cesium和虚幻引擎如何推动建筑可视化的转型，并着眼于一些激动人心的新进展，它们正在不断突破可能性的极限。
一直以来，使用这种规模数据集的行业（如模拟或国防）都开发了功能强大的定制平台和工具，用来处理这些数据。对于在这些领域之外使用常规硬件工作的普通开发人员而言，处理大规模3D地理空间数据几乎是遥不可及的事情。
随着2021年Cesium for Unreal的发布，这种情况发生了改变。规模广阔、复杂性高的3D地理空间建模第一次通过游戏引擎技术实现了实时可视化。
现在，任何人都可以通过现成的解决方案，使用高度详尽和准确的3D地理空间数据。因此，在航空航天、商业地产、城市规划、飞行规划与操作、自动驾驶、地下与海底勘探等许多行业，交互式3D地理空间应用和体验的开发迅猛增长。
尤其是建筑行业，3D地理空间建模与实时可视化的融合使其获益匪浅，例如，建筑公司可以在其要施工的真实环境中展示设计。
如今，随着Cesium宣布加入Bentley，使用Cesium的开发人员可以访问涵盖全球最大、最重要项目及资产的基础设施生态系统。
通过将Cesium的地理空间平台与Bentley的iTwin平台相结合，可以将3D地理空间数据与工程、地下、物联网、现实和企业数据无缝对齐，从而创建数字孪生，覆盖从庞大基础设施网络到个别资产的毫米级细节，并可以从陆地、天空、海洋、太空和地下深处进行查看。
在这篇文章中，我们将探讨Cesium和虚幻引擎如何推动建筑可视化的转型，并着眼于一些激动人心的新进展，它们正在不断突破可能性的极限。
面向大众的3D地理空间数据
Cesium是一个开放平台，用于开发使用3D地理空间数据的软件应用程序。开发人员使用它来创建精确的交互式3D地理空间应用程序。
该平台最初由航空航天软件公司Analytical Graphics, Inc.（现为Ansys）开发，是一款用于太空物体可视化的应用程序。该项目由Patrick Cozzi（计算机图形学专家，Cesium的创始人）领导，最终诞生了世界上最精确、性能最强的虚拟地球。
“当我们认为它有可能超越航空航天的应用范围时，我们决定将其作为开源项目发布给社区，”Cozzi说，“此后不久，使用案例在各行各业爆炸式增长。”
其中，最早的一个使用案例是Red Bull X-Alps，这项世界上最艰难的冒险赛开始使用CesiumJS跟踪滑翔伞选手穿越山脉的旅程。从那时起，CesiumJS的下载量超过了1000万次，目前为数千款应用程序提供支持。
甚至连穿着红衣服的圣诞老人也加入了行动：NORAD Tracks Santa利用CesiumJS追踪圣诞老人在12月24日的环游世界之旅。
2019年，Cesium作为独立公司拆分出来，并开始提供Cesium ion，这是一个用于托管、平铺和流送3D地理空间数据的SaaS平台。多年来，除了CesiumJS外，它还为多个平台添加了开源产品，其中就包括虚幻引擎。
该平台最初由航空航天软件公司Analytical Graphics, Inc.（现为Ansys）开发，是一款用于太空物体可视化的应用程序。该项目由Patrick Cozzi（计算机图形学专家，Cesium的创始人）领导，最终诞生了世界上最精确、性能最强的虚拟地球。
“当我们认为它有可能超越航空航天的应用范围时，我们决定将其作为开源项目发布给社区，”Cozzi说，“此后不久，使用案例在各行各业爆炸式增长。”
其中，最早的一个使用案例是Red Bull X-Alps，这项世界上最艰难的冒险赛开始使用CesiumJS跟踪滑翔伞选手穿越山脉的旅程。从那时起，CesiumJS的下载量超过了1000万次，目前为数千款应用程序提供支持。
甚至连穿着红衣服的圣诞老人也加入了行动：NORAD Tracks Santa利用CesiumJS追踪圣诞老人在12月24日的环游世界之旅。
2019年，Cesium作为独立公司拆分出来，并开始提供Cesium ion，这是一个用于托管、平铺和流送3D地理空间数据的SaaS平台。多年来，除了CesiumJS外，它还为多个平台添加了开源产品，其中就包括虚幻引擎。
流送解决了数据繁重的问题
“3D地理空间数据的问题在于其庞大且难以管理。”Cozzi说。
Cesium通过3D Tiles解决了这个问题。3D Tiles是由Cesium创建的开放地理空间联盟社区标准，用于流送巨大的3D地理空间数据集。
使用3D Tiles，3D地理空间数据变得轻量化，可在不损失细节或准确性的前提下进行流送。Cesium平台能够摄取多种不同类型的3D地理空间数据，并将其转换为3D Tiles，使其可以在任何地方流送。
因为数据可以流送，无需预先加载并通过本地数据集管理，所以用户的工作流程变得更加简单。随着Cesium for Unreal的发布，高保真、复杂且极为庞大的地理空间数据集可以在虚幻引擎中更简单地实现可视化。
该开源插件将精确的3D虚拟地球带入了虚幻引擎，从国防和情报到模拟和培训，多个行业已采用该插件创建先进的可视化和模拟。
Cesium通过3D Tiles解决了这个问题。3D Tiles是由Cesium创建的开放地理空间联盟社区标准，用于流送巨大的3D地理空间数据集。
使用3D Tiles，3D地理空间数据变得轻量化，可在不损失细节或准确性的前提下进行流送。Cesium平台能够摄取多种不同类型的3D地理空间数据，并将其转换为3D Tiles，使其可以在任何地方流送。
因为数据可以流送，无需预先加载并通过本地数据集管理，所以用户的工作流程变得更加简单。随着Cesium for Unreal的发布，高保真、复杂且极为庞大的地理空间数据集可以在虚幻引擎中更简单地实现可视化。
该开源插件将精确的3D虚拟地球带入了虚幻引擎，从国防和情报到模拟和培训，多个行业已采用该插件创建先进的可视化和模拟。
“在Cesium，我们的使命是推进3D地理空间技术的发展，因此将虚幻引擎的优势与Cesium的全球规模、精度、性能和互操作性结合起来是理所当然的。”Cozzi说。
近年来，AEC行业的许多公司一直在利用Cesium更好地传达设计愿景。“Cesium使AEC专业人士能够在精确的3D地理空间环境中探索其项目。”Cozzi解释说，“与仅使用2D图像和图表与利益相关方沟通不同，用户可以创建和分享准确且身临其境的3D环境，从而让他们更好地了解规划中的现实。”
在他们最近的AEC客户中，BIM和3D建模解决方案提供商Palatial使用Cesium for Unreal提供逼真的体验，帮助客户接受并认可预制结构；Drip Visual使用其基于Cesium for Unreal的平台收集所需的社区意见，从而推动荷兰的城市规划；而APlace则通过该插件使潜在客户能够在建筑建成之前，直观地了解并定制其未来家园的建筑设计。
近年来，AEC行业的许多公司一直在利用Cesium更好地传达设计愿景。“Cesium使AEC专业人士能够在精确的3D地理空间环境中探索其项目。”Cozzi解释说，“与仅使用2D图像和图表与利益相关方沟通不同，用户可以创建和分享准确且身临其境的3D环境，从而让他们更好地了解规划中的现实。”
在他们最近的AEC客户中，BIM和3D建模解决方案提供商Palatial使用Cesium for Unreal提供逼真的体验，帮助客户接受并认可预制结构；Drip Visual使用其基于Cesium for Unreal的平台收集所需的社区意见，从而推动荷兰的城市规划；而APlace则通过该插件使潜在客户能够在建筑建成之前，直观地了解并定制其未来家园的建筑设计。
用于Epic生态系统工具的Cesium
除了Cesium for Unreal之外，Cesium还越来越多地与Epic生态系统中的其他工具进行集成，包括RealityCapture、Sketchfab和Unreal Editor Fortnite特别版。
摄影测量软件RealityCapture可以生成高度精细的3D模型，其中包含数百万个多边形。要在普通硬件上查看这些模型通常是不可能的，可以简化它们，减少三角形数量，这样运行起来会更流畅，但代价是丢失细节。
现在，RealityCapture支持导出为Cesium的3D Tiles格式，并上传到Cesium ion。这样，通过网络共享高度复杂的模型就像共享链接一样简单。因为3D Tiles支持只将任何特定视图所需的数据流送进来，所以即使是数GB的模型也可以在网络上共享，不会丢失细节。
同样，通过Cesium与Sketchfab的集成，用户能够从超过70万个免费的Sketchfab模型中选择任何模型，导入到项目中，并将它们放置在精确的地理空间环境中，进行探索。
目前，Unreal Editor Fortnite特别版（UEFN）不支持Cesium for Unreal等C++插件。但是，借助Cesium ion中的剪裁功能，可以将3D Tiles的一部分导入UEFN。
剪裁功能使用户能够指定3D Tiles中的特定部分，以便下载用于离线使用场景，或非流送使用场景。通过Cesium ion，还可以将指定的图块作为单个glTF模型下载，并将其导入任何支持glTF的应用程序，包括UEFN。
使用剪裁功能，可以将精确的真实世界地形和高分辨率摄影测量数据引入Fortnite岛屿。请参阅这篇文章，了解如何将真实世界体育场的模型导入UEFN，然后建立足球场，与好友们一起玩耍。
摄影测量软件RealityCapture可以生成高度精细的3D模型，其中包含数百万个多边形。要在普通硬件上查看这些模型通常是不可能的，可以简化它们，减少三角形数量，这样运行起来会更流畅，但代价是丢失细节。
现在，RealityCapture支持导出为Cesium的3D Tiles格式，并上传到Cesium ion。这样，通过网络共享高度复杂的模型就像共享链接一样简单。因为3D Tiles支持只将任何特定视图所需的数据流送进来，所以即使是数GB的模型也可以在网络上共享，不会丢失细节。
同样，通过Cesium与Sketchfab的集成，用户能够从超过70万个免费的Sketchfab模型中选择任何模型，导入到项目中，并将它们放置在精确的地理空间环境中，进行探索。
目前，Unreal Editor Fortnite特别版（UEFN）不支持Cesium for Unreal等C++插件。但是，借助Cesium ion中的剪裁功能，可以将3D Tiles的一部分导入UEFN。
剪裁功能使用户能够指定3D Tiles中的特定部分，以便下载用于离线使用场景，或非流送使用场景。通过Cesium ion，还可以将指定的图块作为单个glTF模型下载，并将其导入任何支持glTF的应用程序，包括UEFN。
使用剪裁功能，可以将精确的真实世界地形和高分辨率摄影测量数据引入Fortnite岛屿。请参阅这篇文章，了解如何将真实世界体育场的模型导入UEFN，然后建立足球场，与好友们一起玩耍。
通向元宇宙及更远的未来
过去一年，有几份报告预测了建筑行业的指数级增长。与此同时，我们也看到，由于疫情时期的供应过剩，以及与供应链、安全法规和融资相关的成本上升，新建筑的数量有所下降。
对Cozzi来说，将地理空间背景与3D可视化及模拟整合起来，可以帮助缓解一些阻碍行业发展的障碍。
“虽然我们没有水晶球，但建造业的数字化转型通过提高整个行业的效率、安全性和成本效益，已经在解决一些潜在问题。”他解释说，“我们与合作伙伴共同打造的解决方案正在解决劳动力短缺、成本管理和环境影响等问题。大体上，我们对行业的未来持乐观态度。”
除了对物理世界的建筑设计做出贡献外，Cesium还着眼于在虚拟世界中发挥关键作用。“Cesium正在通过三种方式对元宇宙产生影响。”Cozzi说，“首先是在数字世界和物理世界之间架起桥梁，从而使人们能够更轻松地将现实世界的数据引入3D体验。我们提供了软件组件，可用于呈现数字孪生，并存储和传输海量数据。
“其次，通过创建和推进3D Tiles开放标准，我们为将这些数据流送到更广阔的世界提供了解决方案。最后，我们呼吁并投入时间，倡导建立一个公平、开放、可互操作的元宇宙。”
尽管元宇宙仍处于起步阶段，但如今有越来越多的知名项目正在使用Cesium for Unreal。
对Cozzi来说，将地理空间背景与3D可视化及模拟整合起来，可以帮助缓解一些阻碍行业发展的障碍。
“虽然我们没有水晶球，但建造业的数字化转型通过提高整个行业的效率、安全性和成本效益，已经在解决一些潜在问题。”他解释说，“我们与合作伙伴共同打造的解决方案正在解决劳动力短缺、成本管理和环境影响等问题。大体上，我们对行业的未来持乐观态度。”
除了对物理世界的建筑设计做出贡献外，Cesium还着眼于在虚拟世界中发挥关键作用。“Cesium正在通过三种方式对元宇宙产生影响。”Cozzi说，“首先是在数字世界和物理世界之间架起桥梁，从而使人们能够更轻松地将现实世界的数据引入3D体验。我们提供了软件组件，可用于呈现数字孪生，并存储和传输海量数据。
“其次，通过创建和推进3D Tiles开放标准，我们为将这些数据流送到更广阔的世界提供了解决方案。最后，我们呼吁并投入时间，倡导建立一个公平、开放、可互操作的元宇宙。”
尽管元宇宙仍处于起步阶段，但如今有越来越多的知名项目正在使用Cesium for Unreal。
想试用Cesium for Unreal吗？
将真实世界的3D内容和高精度的全尺寸地球导入虚幻引擎，在你的项目中使用。
unreal engine
Post Apocalyptic Street (Saint Malos Street) Version 2
On my Artstation you can see around 80 pictures of this Project:
I spent around 6 months of my life working on this project alone. I personally modeled and textured every single prop and texture in this project except …