【从零打造视觉盛宴·基础篇】从“假”到“真”搭建三维场景！

by天空

这几年，文娱市场强势复苏，演唱会、音乐节一场接一场，大型场馆总是人头攒动。热闹归热闹，场馆安全问题却不容忽视。数字孪生技术通过场景还原和动态模拟为智慧公安提供了视觉呈现式的安全预警支持。然而，从需求调研到落地，场景还原是关键，常因多种因素导致设计与实际效果偏差。那么，如何减少这些偏差，优化数字孪生场景的可视化呈现呢？

偏差一：模型过暗/过曝：

构建三维场景通常需要选择一个三维引擎，如：Mapmost SDK for WebGL ，作为新手翻阅产品官方文档可找到模型加载相关示例代码，将模型地址修改为所需要加载的模型地址后，效果可能无法达到预期。

示例代码初步加载效果

从模型渲染的结果上看，场景的问题在于光线太暗，感觉缺少“光感”。分析发现主要是渲染环境里灯光不够，也缺少环境贴图。于是，我们基于Mapmost SDK for WebGL调整了灯光设置、配置了环境贴图、优化了曝光参数，场景的明暗效果产生明显变化，环境与模型融合更自然。

Knowledge:

·环境贴图（Environment Map）是计算机图形学中用于模拟物体周围环境反射、折射或光照效果的一种技术。它通过将环境信息存储在纹理中，使得3D物体表面能够反射或折射出周围环境的虚拟影像，从而增强渲染的真实感。

·曝光（Exposure）是一个控制场景整体亮度的参数，尤其在处理高动态范围（HDR）内容（如 HDR 环境贴图、HDR 光源）时，它直接影响最终渲染结果的明暗效果。类似相机中的“曝光参数”，值越大，场景越亮；值越小，场景越暗。

TIPS：可通过免费网站如Poly Haven（https://polyhaven.com/）获取环境贴图，Mapmost SDK for WebGL 支持.hdr格式的贴图。

Mapmost SDK for WebGL加载效果

偏差二：模型反光效果不佳：

使用示例代码直接加载模型后，转到模型近景，发现模型表面不似原本光滑，是哑光的感觉。其实，模型看起来是反光还是哑光，主要是受模型材质的金属度与粗糙度影响。基于Mapmost SDK for WebGL提供的接口，可进行动态调整，让模型的视觉效果向设计效果靠齐。

Knowledge:

在基于物理的渲染（PBR）中，金属度（Metallic）和粗糙度（Roughness）是两个核心材质参数，共同控制物体表面的光学特性。

·金属度（Metallic）：0.0（非金属）到 1.0（纯金属），表示材质的金属属性。

·粗糙度（Roughness）：0.0（完全光滑）到 1.0（极度粗糙），如玻璃和石头。

偏差三：模型位置偏移：

打开影像进行模型位置查看时，发现模型位置偏移！

-开发同事：“模型位置不对，你这个模型的中心点在什么位置？我需要经纬度坐标！”

-建模师：“？？？”

在三维建模软件中，模型的中心点坐标是数学坐标系包括X、Y、Z三个值，怎么样做才能获取到模型的经纬度坐标？

以下是笔者总结的获取模型的经纬度坐标的操作步骤：

统一模型中心点：在三维建模软件中任意选取一处几何特征明显的模型标志点，统一所有模型坐标轴到指定的标志点处。

模型位置置零：将所有模型坐标轴对应的X、Y、Z值更改为（0,0,0）。

复制经纬度坐标：使用QGIS软件加载影像图层，找到步骤一指定的标志点处，拾取坐标信息进行复制。

QGIS软件效果

输入经纬度坐标加载模型：在Mapmost SDK for WebGL中输入经纬度坐标值即可修复模型位置偏移问题。

在三维场景搭建的过程中，我们不断追求真实与效率的平衡，探索可视化呈现的更优解。无论是通过优化模型细节、提升光影效果，还是借助工具快速排查问题，每一步都是为了让虚拟世界更贴近现实，让数据变得更直观、更有价值。

Mapmost SDK for WebGL 支持多种三维场景模型的渲染能力，从精细的材质表现到流畅的动态交互，帮助开发者轻松实现高质量的三维场景还原。

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Mapmost 是一套以三维地图和时空计算为特色的数字孪生底座平台，包含了空间数据管理工具（Studio）、应用开发工具（SDK）、应用创作工具（Alpha）。平台能力已覆盖城市时空数据的集成、多源数据资源的发布管理，以及数字孪生应用开发工具链，满足企业开发者用户快速搭建数字孪生场景的切实需求，助力实现行业领先。

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