虚幻5，激光点云的机会来了？！

最近，Epic Games 正式启动了虚幻5的市场预热，发布了一只名为“Lumen in the Land of Nanite”的DEMO效果，引的市场一片骚动，说明目前市场上的可视化热度依旧不减。

不知道什么时候可视化在信息化市场开始变得如此重要！

似乎一切东西包上可视化的外衣都会变得与众不同！

整个城市因此“智慧”了；

监测设备变得“智能”了；

数据可视化变成“分析”了；

我记得我们曾经好像也具备过如此生产力

那个时候：亩产三万斤，母猪赛大象

这次虚幻5的宣传热点主要集中在两个核心技术：

1、Nanite虚拟微多边形几何体技术，声称可以支持在每一帧中支持的原始几何体面数超过了“十亿”，Nanite可以将所有建模的数据进行无损压缩，得以确保游戏的运行。在演示中去掉贴图效果后的画面，三角面就犹如密密麻麻的噪点一般，这样一来，使得来自Zbrush的雕塑数据和激光点云数据都可以直接的导入到场景中，而无需进行模型简化，从此类似于粗模型贴高分辨率贴图的烘焙技术就变得没有必要了。

这一技术也引发了很多猜想，有的人猜测是官方采用了类似“共形几何”的技术，把几何体通过数学手段在预处理阶段编码成2维图像，然后再套用现成的纹理虚拟化技术来完成后续工作。但这个手段限制过多，根本无法进入实战，所以也就没有走出实验室；

也有的猜测是通过在REYES技术实现，三角形虚拟化通过参数化曲面经过动态表面细分完成，细分后进行筛选，确保每个微表面大约为1像素大小。这里面有两个十分重要并且让人津津乐道的理论：渲染率和几何采样率（Shading & Sampling Rate）。

其中渲染率第一次提出了三角形自适应像素大小的虚拟机制。而采样率决定了可见度的品质。而Nantie则很大可能上是基于Mesh Shader（DX12 & Vulkan Mesh shader）实现了该技术，但是这个还需要借助硬件实现，所以DEMO是跑在PS5上，在PC上还是通过“软栅格”来实现，对于目前智慧城市的大屏可视化这应该不是什么问题，换个好点的硬件就可以了。这种猜测的可能性大一些，不过这一切在UE5正式公布的时候，随着文档以及源代码可见，自然会有确定的答案。

2、名为Lumen是一套全动态全局光照解决方案，能够对场景和光照变化做出实时反应，且无需专门的光线追踪硬件。该系统能在宏大而精细的场景中渲染间接镜面反射和可以无限反弹的漫反射；小到毫米级、大到千米级，Lumen都能游刃有余。美术师和设计师们可以使用Lumen创建出更动态的场景，例如改变白天的日照角度，打开手电或在天花板上开个洞，系统会根据情况调整间接光照。Lumen的出现将为美术师省下大量的时间，大家无需因为在虚幻编辑器中移动了光源再等待光照贴图烘焙完成，也无需再编辑光照贴图UV。同时光照效果将和在主机上运行游戏时保持完全一致。

3、付费策略上，虚幻5的游戏分成门槛为100万美元，这也是目前大多数游戏引擎使用的授权策略，但是在游戏引擎广泛使用的智慧城市领域，这个门槛还是比较宽的，很少有一个可视化项目可以达到这样的规模，所以基本上现在使用游戏引擎做智慧城市可视化的都是可以合法不用支出平台费用。

回过头来说一下智慧城市行业的可视化混战，总结下来目前做城市一级的空间可视化的主要有三个不同的派别：

（1）渣渣GIS

目前大部分GIS公司在城市一级可视化使用的还是一B/S架构结合WebGL为主的开发框架，但是目前WebGL在大数据面前似乎不堪一击：

1、基于WebGL的可视化框架通常都没办法支撑大分辨率的场景，一旦场景过大就会造成ContextLost的错误；

2、在长时间的监测运维场景上，WebGL框架同样会遇到无法长时间运行的问题；要解决这两个问题就需要在框架的修改上下功夫，但是对于大多数的应用厂商来说这是不现实的，一方面这样的投入和最后的收益不成正比，一般的应用型公司项目做的比较杂，通常都是通过组合各种框架来实现短期交付的目的，做底层开发的投入充满不确定性，性价比太低；另外一方面，做三维底层开发的技术门槛很高，大多数的应用型公司都不具备这样的人才储备；

这种基于传统的GIS理论和平台扩展出来的三维模块通常和二维平台保持着同样的数据管理、可视化以及数据分析逻辑，但是这种制图策略通常都有一套专业的方法论，或者说套路，也正是这种规范和约束造成在这样的框架下的做出来效果通常比价普通，稍微有追求的团队会组合一些奇技淫巧的方法来实现更好的效果，现在的传统GIS开发平台为了迎合这一需求，也逐步开放了定制接口，以满足开发者的需求，但是目前而言还是没有看到具有竞争力的作品出来，同时还需要支付价格不菲的平台费用，虽然只是使用了很少的一部分功能。

（2）高大上游戏引擎

由于上面的一些问题，有些传统GIS厂商也逐渐切换到游戏引擎的技术路线上来，目前比较优秀的成品都是通过游戏引擎制作出来的，其实说游戏引擎制作出来是有失偏颇的。

记得我读书的时候在一个论坛上，一个做数字校园的老师在介绍他的成果的时候声称是使用了虚幻的引擎，但是实际上的效果还是有很大进步空间的，所以总体上来说不是说有了游戏引擎你就可以把可视化提升上去，游戏引擎只是提供了一个比较完备的平台框架，同时这个平台比较全，如何利用好这个平台，工艺上来说才是最重要的，比如设计，美术、特效师等是一整套的成熟工艺。

但是目前游戏引擎最大的问题是大多还是使用CS版本的，所以如果要将这部分CS性能延伸到Web端，到达更多的应用场景，当然目前国内也有厂家是做这一块的，后台是基于游戏场景，然后将渲染效果实时推送到前台去，取得了比较好的应用效果。

这些游戏引擎厂商目前其实不仅仅是只做游戏方向，对于目前比较智慧城市的应用场景也有了不少探索，比如虚幻4就可以支持海量点云数据的加载和渲染，并支持数据的直接导入、可视化、编辑。激光点云数据虽然是新型测绘数据一个很重要的来源，但是由于缺乏使用场景，一直不温不火，如果借助平台的海量数据整合能力，在这一块应该会出现不一样的应用。

另一家风头正盛的Unity也发布了Unity Reflect用于支持BIM数据无损导入到场景中，Revit用户需要安装Unity Reflect插件，该插件可以实现轻松转换，为实时3D体验做好数据准备，而不必离开他们习惯的设计工具。

只需一键，Revit用户便可开始把BIM或CAD数据同步到Unity Reflect，并创建实时3D体验。每次在Revit做出改动时，改动部分都会显示在Unity Reflect，就那么简单。

自从架上“数字孪生”的马车，BIM就开始出尽风头了，加上游戏引擎的渲染能力，期待在可视化上应该会有更多有意思的成果。

（3）非实时渲染

说到非实时渲染其实目前也是一个方向，典型的代表的就是目前传播的一个《叠影入境》的作品，很类似HUD的表达方式，将无人机视频、倾斜三维数据以及Grasshopper的参数化动画结合在一起的方式，这种方式将专题内容通过动态的方式叠加到相对比较单调的倾斜的场景中，这样的可视化好处就是效果生动、虚实结合，但是缺乏时效性，只是一个视频作品，延伸的可能性不大，但是这种设计思路是可以应用到目前逐渐成熟的开发场景中来，技术上也不存在门槛。

可视化的价值是数据和用户之间的视觉传达，起到一种信息桥梁作用，当然将可视化做的有趣是一件很棒的事情，但是可视化就是可视化，它的价值是有限的，只是不要通过包装一个又一个的概念，把它做成一个又一个的面子工程就好。

有场景、有粘性的需求才是值得长期投入的，这也是产品的核心所在。

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