Jacobs在基建项目中采纳交互式可视化

图片由艾塞克斯郡议会提供
Ken Pimentel |
2021年1月5日
Jacobs是一家致力于提供技术驱动解决方案的跨国公司,在全球拥有超过55000名员工,业务涵盖从基础设施到太空探索的众多领域。公司在各类项目中广泛地借助了3D可视化的力量,最近更是交付了首个基于虚幻引擎的商业项目,为英国的一个大型基础设施项目贡献了方案。

项目利益相关方纷纷对结果感到兴奋。“我想正如人们所见,通过替换渲染过程和缓慢僵化的工作流程,我们所节省出的时间为视觉深度的提升创造了余地。”Jacobs资深视觉设计师Alex Styles说。 

以3D形式视觉化呈现基础设施提案

位于艾塞克斯郡中心地带的切姆斯福德是英国新设立的城市之一。它需要建设一个推动区域经济的交通网络,,促进未来发展和经济增长。

艾塞克斯郡议会与包括英国铁路网公司在内的合作伙伴展开了合作,新建一条8公里环城公路及火车站,以减轻上世纪80年代以来为该地区提供服务的现有基础设施所承受的压力。该环城公路将分流途经居民区的交通,旨在缓解切姆斯福德严重的交通拥堵,并连通该市和邻镇布伦特里。 
 

Jacobs受当地议会的委托制作了一个包含实景、信息图和3D可视化的视频。视频的目的在于为开发及其产生的利益和影响提供说明,并展示项目的各个部分如何支撑其他部分。 

“选择当地照片,使用电脑生成视觉效果,并通过鸟瞰式虚拟漫游呈现方案,这将以详实、易懂而又不失技术细节的方式描绘所提议的环城公路和车站。作为当地居民,我极度看好这个项目,并期待着交付它。”艾塞克斯郡议会资本投资与交付主任Paul Crick解释说。

快速渲染缩短审核时间

作为全球团队资深视觉设计师之一,Styles的工作包括整合可视化信息,组织团队,以及充当主要的客户联络人。他说:“我的最终目标是确保项目达到预期结果,在规定时间和预算内达到尽可能最高的质量。”
 

切姆斯福德项目被分为两个可交付成果:详细描述工程和地理状况的3D虚拟漫游片段,以及用于解释项目背景和作用的2D信息图。“对于3D场景,我们使用高度图创建了一个景观地形,并确保设计数据与该地形匹配一致。地形使用遮罩图像绘制,并应用了合适的地面纹理和植被。”Styles解释说,“然后我们将自己定制的道路系统应用到场景中,并使用它来控制简易的车辆交通模拟,从而省去了导入数据或手工制作动画的需求。
图片由艾塞克斯郡议会提供
为了制作2D信息图,Jacobs构建了一个分为多个图层的普通3D场景,使这些图层就可以正确地叠放在一起,然后使用正交摄像机记录。“一旦设置完所有工作并稳步前进,在Sequencer中渲染剪辑只是一项简单的任务。并且,Sequencer极大地为我们节省了时间——特别是在这样一个有着许多迭代和客户需求的项目中。”Styles说。
图片由艾塞克斯郡议会提供

实时渲染对比离线渲染 

团队在特定可视化项目中使用虚幻引擎。它的一个关键功能是提供了实时查看结果的能力,使团队能够快速迭代,最终节省在农场渲染中所用的资源。

“虚幻引擎提供了易于使用的节点型脚本和高质量渲染。”Styles说。 
 

Dotlacil解释说,实时技术也从可视化中剔除了臆测。“当提到实时渲染与离线渲染的比较时,前者最广为人知的好处是‘所见即所得’。使用离线渲染时,需要快速预览场景,然后经验丰富的美术师才能想象出稍加改动后的效果。”他说,“当涉及更加明显的改动时,例如调整光照设置,实时技术的优势便体现出来了。”

Dotlacil的项目重点是3D可视化,这是使用虚幻引擎中的许多开放世界工具创建的。“我们必须覆盖大约48平方千米的土地,所以程序性的工作流程至关重要。”他解释说,“我们通过结合CAD数据和真实世界的高度数据,创建了用于填充情境空间的高度图。”

团队面临的一个主要挑战是,当从航拍高度和齐眼高度观察场景时,都要确保其视觉保真度。为实现这一目标,团队将Quixel Megascans纹理与航拍镜头混合,以制作景观材质。同时,他们使用了虚幻引擎的真实太阳和天空Actor来获得精确的光照表现,并使用了程序化植被工具在该区域快速填充情境植被。
图片由艾塞克斯郡议会提供

使用蓝图构建自定义工具

团队构建自定义工具的能力对这个项目而言至关重要,尤其是在重现环城公路基础设施时,需要实现高精确度。“当涉及到公路时,精度是最重要的。”Dotlacil说,“如果工程数据与数字3D环境不完全兼容,整个团队就必须在3ds Max中花费时间清理几何体。”

为加速这一过程,他使用了蓝图可视化脚本和编辑器控件创建一个基于样条的工具,它将按照程序填充手动创建或预定义的曲线。在模拟交通可视化方面,Dotlacil创建了一个带有内置逻辑的蓝图Actor,它会沿样条前进并顾及其他车辆。“公路和交通系统在控制和视觉质量方面上升了一个档次,这实际上也提升了我们在其他项目中的能力。”Styles说。 
图片由艾塞克斯郡议会提供
投资于构建这些工具的时间已被充分利用,因为团队现已获得有用的资源,可在未来项目中复用。“我们现在可对之前所做的工作进行迭代、改进和扩展。”Dotlacil表示,“例如,我整合了一个演示项目,其中包含一个复杂但经过优化的景观材质以及各种植被资源的集合,可投入未来的任何项目。”

尽管Dotlacil不认为自己是一名程序员,但这些工具仍是由他创造,这使人印象深刻。他说:“我几乎没有编程经验,如果我必须使用一些脚本语言来制作同样的工具,我相信自己将绝对无法成功。” 

对Styles来说,促进更快、更频繁的迭代周期是实时渲染的优势所在。他说:“Sequencer比传统的CPU渲染农场更快、更敏捷。这意味着我们可以更频繁地进行评估,并在24小时内对反馈做出回应。迭代需求无法消除,因此提升敏捷度的工具将成为一股额外的巨大助力。”

快速、灵活的实时技术

实时技术提供的灵活性和速度意味着团队不仅可以更快地创造内容,还可以在开发过程中轻松地切换内容的表现形式——根据需要生成2D、3D、静态图像、视频和互动内容。 

更重要的是,这一切都在同一主程序中完成,可以节省重新培训团队使用其他软件的时间。“只要有CAD、3D建模软件包、图像编辑软件、虚幻引擎和简单的视频剪辑软件就行。”Styles说。

除基础设施可视化项目外,实时技术还以新奇的方式推动着Jacobs的创新。由于最近客户和利益相关方的面对面互动受到了限制,Jacobs使用虚幻引擎开发了一种引人注目的项目互动方式。 

由于新冠疫情,传统的面对面的沟通已成为不可能。公司将其虚拟活动空间纳入切姆斯福德项目的广域交流方案,为利益相关方提供了互动式虚拟的体验,让他们轻松地直接从任何电脑或移动设备访问。 

切姆斯福德环城公路等项目的成功,以及虚拟活动空间等创新成果的潜力,意味着Jacobs将在未来很长一段时间内依赖实时技术的力量。 

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