2019年4月30日
Tyréns通过UE4中的城市设计可视化帮助城市搬迁
这就是位于瑞典拉普兰的北极小镇耶利瓦勒-马尔姆贝里耶正在面对的问题,一个正在扩建的铁矿迫使这座城市整体搬迁,预计这一工程将会耗资超过10亿美元,用时近二十年。这个再开发工程将会影响近2000户家庭,以及各种历史建筑、办公楼和工业设施。养老院、中学和室内游泳池等公共建筑都将被拆除并重新安置。

耶利瓦勒的一片将要搬迁的区域。
很显然,对那些受到影响的人来说,这种消息至少也是令人不安的。这就是为什么瑞典的一流社区开发咨询公司之一Tyréns会被请来帮助制定这项再开发工程的计划。他们的部分使命是确保公众明确了解工程设计,并征求他们的反馈。
成立于1947年的Tyréns专门在城建和基础设施领域创造可持续的解决方案。他们敏锐地意识到,可视化的沟通对他们的行业有至关重要的意义,多年来他们借助3ds Max之类的应用程序制作了许多静态渲染和动画。
打造实时可视化平台
到了2013年,实时渲染领域的进步已经足以让这家公司大胆迈出创作交互式可视化体验的步伐,他们这样做的动机是希望节省时间并快速向客户提供其需要的任何视图。在调查了当时市面上的各种主流平台之后,他们选择了虚幻引擎3,并将它定制为他们自己的平台TyrEngine。“虚幻引擎作为一个平台具有明确的进化路线,”Tyréns的可视化专家Jonas Gry Fjellström说。Gry Fjellström是因为在实时3D方面的特长而被招进公司的,这都得益于他先前在电子游戏行业的工作。

午夜阳光照耀下的耶利瓦勒。
耶利瓦勒的再开发是第一个利用了TyrEngine的工程。Tyréns制作了一个白箱4D模型来展示数年之间的变化,从现有建筑的拆除到新建筑的施工,再到某些建筑的整体搬迁。这个可视化内容被用作政府内部讨论的平台。
(本视频转载自YouTube:视频原址)
等到工程结束时,市民们将拥有一个全新的市中心,其中有一个一流的教育中心、一个文体场馆和一个溜冰场兼会场,更不用说还有绿树成荫的新城市广场,地下有大量停车位。Tyréns在一瞬间就展示了这一切,也就是最终城市模型的完全体形象——这是一片超过72平方英里的土地——公众代表能够在其中浏览并提供相关反馈。这个有效的可视化沟通产生了大量具有建设性的对话,并且得到了广泛的认同乃至表扬。(本视频转载自YouTube:视频原址)
耶利瓦勒再开发工程仍在进行中,但是TyrEngine已经和虚幻引擎一起发生了进化。随着虚幻引擎4中蓝图可视化脚本系统的推出,TyrEngine成为了更加强大的平台。“突然之间,我们这样的小团队也能非常方便地制作各种交互和功能,我们可以利用它们使我们的演示变得更好,”Gry Fjellström说。
预定于2023年完工的耶利瓦勒市中心的景象。
截至目前,该团队已经在TyrEngine中制作了50多个项目。这些项目中既有小型的室内可视化体验,也有大规模的城建和基础设施开发工程,还包括一个涉及120公里铁路建模的工程。
大规模基础设施的可持续发展
目前正在进行的一个大规模工程是为Trafikverket(瑞典交通部)规划20公里的新建公路、隧道和建筑。和耶利瓦勒工程一样,实时模型既担当了施工和规划的协调平台,又成为了与公众沟通的咨询模型。
20公里的公路建设工程Södertörn Crosslink中十座较大的立交桥中的一座。
为相关区域准确建模所需要的数据量构成了不小的挑战,要求整合地形地貌的正交航拍照片以及环境中现有建筑和其他细节的几何信息。对于如此广阔的区域,这些元素很快就会累积成超大规模的场景。

瑞典南部的一个铁路工程。
“我们越接近现实,找到的缺陷就越多——所以确定‘足够好’的细节水平很重要,”Gry Fjellström说。“因为我们做的不是销售材料,所以我们追求的是正确的外观,而不是漂亮的。”
除了现实中的可视数据,该团队还必须加上来自GIS数据的信息,例如具有历史意义的区域、水源保护区域和自然保护区。然后规划人员就可以利用这些信息确定公路的路线,尽可能减少对这些敏感区域的影响。
该团队还添加了一个UI,用来根据特定的日期、时间和经纬度准确设定太阳的位置,从而研究光照和阴影。后来Epic在虚幻引擎4.21中也发布了类似的功能。

某铁路工程中一座天桥的阳光和阴影研究
Tyréns提供的其他功能有:交互式测量工具,显示来自BIM应用程序的零件名称等元数据的功能,显示带有各种标记的数据的切换开关,以及在X射线模式下查看模型的功能,可用来看到隧道等地下特征。

如何使地下物体可视化的示例。
能够为了自己的用途而扩展虚幻引擎只是吸引Tyréns的原因之一。“我们很高兴能够访问C++层,这样我们就能在组合中添加自己的工具和算法了,”Gry Fjellström说。
规划的道路结构是在Civil3D中构建的,并且在3ds Max中完成清理,再集成到现有地形的模型中,为计划中的开发工程提供准确的交互式可视化。这一工程已被客户、规划人员和公众普遍接受。
“他们总是惊叹实时内容远比静态图像或蓝图好理解,而且要灵活得多,”Gry Fjellström说。“当他们看到结果时,就能理解在不同专业层次和不同知识领域之间的沟通能力是多么重要。实时模型可以即时解决许多本来需要另外研究的问题。”
通过像素流送共享体验
除了在基于多媒体自助服务终端的PC上向相关利益方展示开发工程外,Tyréns还利用像素流送与使用iPad和智能手机等轻量级设备的远程观看者沟通。
像素流送Södertörn Crosslink。
在虚幻引擎4.21中推出的像素流送功能允许将工作站品质的内容流送到任何平台上的几乎任何Web浏览器,观看者不必下载或安装任何东西——他们只须像查看YouTube视频一样访问链接。但是与观看视频不同的是,观看者可以与内容交互,甚至可以对引擎发送反馈。
(本视频转载自YouTube:视频原址)
“像素流送给我们提供了一个很好的接口,可以用来协作,与公众沟通,或者仅仅用来展示我们的作品,”Gry Fjellström说。“这是一个强大的工具,特别是在你想要对远方的人解释时。它比视频方便得多,快捷得多。观看者每秒可以看到30帧画面,而且可以与它进行互动。它确实扩展了我们想用TyrEngine实现的一切。”实时技术的未来之路
Gry Fjellström与实时技术打交道的时间几乎与这种技术存在的时间一样长。在2013年加盟Tyréns之前,他曾在游戏行业工作超过15年,而且大部分时间都在使用虚幻技术。“我第一次接触虚幻是在《虚幻竞技场(Unreal Tournament)》发行的时候,我发现虚幻编辑器让我能够开始从事关卡设计和互动3D艺术,”他说。从那时起,他就在游戏行业工作,辗转于世界各地的各种工作室,他的工作履历包括从事一些大规模的虚幻项目,例如在育碧蒙特利尔制作《彩虹六号(Rainbow Six)》和《分裂细胞(Splinter Cell)》。那么他觉得实时技术在将来会有哪些应用,未来的发展前景又有哪些方面令他兴奋呢?
“我相信我们将会越来越多地使用外部数据,为我们的实时模型带来更多功能,”他说。他接着又说,Tyréns正在虚幻引擎中试验制作建筑的数字化版本,这是他所说的“居住3D管理系统”的一部分。
他们正在和当地的一家大学合作,制作一家创新牙科诊所的完整数字化版本,这家诊所旨在打造新技术的原型并加以发展,还配有虚拟的接待员。他们使用虚幻引擎的多用户协作和化身功能,得以向没有身临其境的相关团体展示这家诊所。

瑞典一家创新牙科诊所的数字化版本。
在另一个试验中,装在Tyréns办公室里办公桌下面的传感器可以判断座位上面什么时候有人,并触发数字化版本中的座椅动作。这个试验的目的是对人们在建筑中的移动方式获得全新的理解,并且将一段时间内建筑中的人流运动可视化。
“在浏览办公室时看到你自己办公室里的座椅显示出运动,而你实际上是在虚幻中浏览,这真的很有趣,”他笑着说。
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