Unreal Engine游戲引擎
Unreal Engine(下文簡(jiǎn)稱為UE),是一款由Epic Games開(kāi)發(fā)的游戲引擎,用于創(chuàng)建電子游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用、數(shù)字孿生等內(nèi)容。UE支持實(shí)時(shí)渲染、高品質(zhì)的圖形效果和物理模擬、可擴(kuò)展的藍(lán)圖視覺(jué)腳本語(yǔ)言,以及跨平臺(tái)和多語(yǔ)言支持等特性。UE還為開(kāi)發(fā)者提供了完整的工具集,包括編輯器、資源管理器、代碼編輯器和調(diào)試器等,以便他們?cè)谝粋€(gè)集成化的環(huán)境中進(jìn)行開(kāi)發(fā)。UE在數(shù)字孿生領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用,可以用于創(chuàng)建高度仿真的虛擬環(huán)境,以便實(shí)現(xiàn)虛擬演練、測(cè)試和模擬,提高效率并降低成本。
1)UE的特性
①?gòu)?qiáng)大的渲染引擎和物理模擬系統(tǒng)
UE擁有強(qiáng)大的渲染引擎和物理模擬系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖形渲染和物理模擬。UE的渲染引擎使用了基于PBR(Physically Based Rendering)的渲染技術(shù),可以模擬真實(shí)物體的反射、折射、散射等光學(xué)效果,從而讓場(chǎng)景更真實(shí)。同時(shí),UE的渲染引擎還支持全局光照、陰影、體積光等效果,可以讓場(chǎng)景更加細(xì)膩。
UE的物理模擬系統(tǒng)可以模擬真實(shí)世界中物體的運(yùn)動(dòng)、碰撞、摩擦、彈性等效果。開(kāi)發(fā)者可以使用UE提供的物理引擎來(lái)模擬車輛、物品、角色等的物理運(yùn)動(dòng),同時(shí)還可以使用腳本來(lái)控制物體的行為,從而實(shí)現(xiàn)更加豐富的游戲玩法。
②實(shí)時(shí)渲染和交互性
UE支持實(shí)時(shí)渲染,可以讓開(kāi)發(fā)者在編輯器中實(shí)時(shí)預(yù)覽場(chǎng)景的效果。開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)編輯器實(shí)時(shí)調(diào)整場(chǎng)景中的元素、光照、材質(zhì)等參數(shù),以便更好地觀察和調(diào)試場(chǎng)景。
UE具備較強(qiáng)的交互性,可以實(shí)現(xiàn)交互式的游戲和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)UE提供的輸入設(shè)備接口來(lái)控制角色、物品等的運(yùn)動(dòng)和行為,從而讓游戲和應(yīng)用更加生動(dòng)、真實(shí)。
③可視化腳本語(yǔ)言和藍(lán)圖系統(tǒng)
UE提供了一種可視化的腳本語(yǔ)言——藍(lán)圖系統(tǒng),可以幫助開(kāi)發(fā)者快速構(gòu)建游戲邏輯和應(yīng)用功能。藍(lán)圖系統(tǒng)提供了一系列的節(jié)點(diǎn)和連接,開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)拖拽和連接來(lái)構(gòu)建腳本,而不需要編寫代碼。同時(shí),UE還支持藍(lán)圖與C++代碼的混合使用,可以讓開(kāi)發(fā)者在需要的時(shí)候使用C++代碼來(lái)增強(qiáng)功能。

隨著UE5的發(fā)布,UE游戲引擎有以下新特性可以應(yīng)用于數(shù)字孿生領(lǐng)域:
④Nanite技術(shù)
該技術(shù)使用UE引擎的光線追蹤技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)渲染,可以呈現(xiàn)數(shù)十億個(gè)多邊形的場(chǎng)景,而不需要將它們分割成小塊進(jìn)行處理。這使得數(shù)字孿生行業(yè)的專業(yè)人士能夠以更高的精度和更快的速度創(chuàng)建更復(fù)雜的場(chǎng)景和模型。
⑤Lumen技術(shù)
這是一種全局光照技術(shù),可以實(shí)時(shí)計(jì)算光線在場(chǎng)景中的反彈和折射,使數(shù)字孿生場(chǎng)景看起來(lái)更加真實(shí)。
⑥ MetaHumans的新工具
可以輕松創(chuàng)建高度逼真的人物模型。這些模型可以用于游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)和數(shù)字孿生行業(yè)中的各種應(yīng)用。
2)基于UE的數(shù)字孿生場(chǎng)景實(shí)踐
①環(huán)境模擬仿真
數(shù)字孿生天氣系統(tǒng)

數(shù)字孿生晝夜交替系統(tǒng)

數(shù)字孿生四季切換系統(tǒng)

②動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)展示
熱力數(shù)據(jù)展示

交通路況模擬

③ 動(dòng)畫特效展示
漫游路徑導(dǎo)航

粒子特效展示

人物效果模擬

自定義描邊效果

模型切割透視效果

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