一种基于虚幻引擎的场景搭建方法及场景控制系统与流程

本发明属于计算机，尤其是涉及一种基于虚幻引擎的场景搭建方法及场景控制系统。

背景技术：

1、在矿业工作中，常常使用plc控制器对业务设备进行控制，并辅以视频设备对业务设备进行监控，使得工作人员监测、控制、管理业务设备的状态并安排工作。

2、但是现有技术中plc控制器和视频设备确实如下问题:

3、plc控制器可以对业务设备进行控制,但无法监测设备实时状态；视频设备可以进行监控,但受到拍摄角度限制,无法完整展现设备状态和工作环境；视频监控存在“盲区”,无法监测到摄像头死角区域的情况；视频画面无法直观反映设备的工作参数,对设备状态判断不够准确；视频监控存在时间延迟,无法做到业务设备的实时监控；视频设备维护及存储成本较高,且图像容易受环境影响；视频监控对设备内部状态和结构无法有效监测。

4、综上所述,现有的plc控制器和视频监控设备在矿业应用中存在诸多不足，无法完全的展现业务设备的状态，并且收到拍摄角度的影响，无法完全展现当前的工作环境。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种基于虚幻引擎的场景搭建方法及场景控制系统，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面本发明提出了一种基于虚幻引擎的场景搭建方法，包括：

4、创建包含主场景及其子场景的虚拟场景，主场景承载交互性对象与动态效果，子场景存储静态网格体，在虚拟引擎的场景模式中加载子场景进行分层控制；

5、使用效果对象为虚拟场景添加灯光和特效,使用功能对象为虚拟场景添加数据交互、场景切换功能；

6、在虚拟场景中程序化生成支架对象并绑定相应的组件及骨骼，为虚拟场景添加动态效果。

7、进一步的，建立虚拟场景的过程为：

8、创建一个空的主场景作为承载交互性对象与动态效果的主要场景，其中交互性对象与动态效果包括：光照影像、粒子效果、特殊效果渲染、环境贴图、几何形状元素处理、场景切换逻辑，创建多个子场景存储预制的静态网格体作为场景的静态环境元素；

9、在虚拟引擎的场景模式设置中加载子场景进行分层控制的具体为：

10、在世界设置中，配置一个蓝图类作为主场景的控制器，管理主场景中的hud、玩家角色、玩家控制器元素；在蓝图类的开始事件中加载子场景，将子场景加载到内存中调用支架对象的生成逻辑。

11、进一步的，在虚拟场景中程序化生成支架对象并绑定相应的组件及骨骼的过程为：

12、根据支架的数量通过一个系数乘以支架编号，将计算结果封装为转换节点，在一个循环中动态生成支架蓝图类,并通过生成设置节点传递支架编号；

13、在支架蓝图类中，创建一个用于实现支架的动画的支架组件挂载到支架上，在支架组件内的骨骼编辑面板上创建socket节点；

14、创建模型组件并通过获取socket的坐标绑定模型组件的相对位置。

15、进一步的，为虚拟场景添加动态效果的过程为：

16、在虚拟引擎内的tick事件中，将推杆的数据通过数组推送到控制器，执行姿态驱动的逻辑，在姿态驱动中将动画实例绑定到支架的骨骼上；

17、通过动画图节点将多个骨骼的动画进行混合处理和合成生成最终的骨骼动画，将骨骼的动画数据以参数的形式暴露出来，通过参数据驱动骨骼运动。

18、进一步的，在创建的虚拟场景中设置如下功能：

19、自由漫游，加载虚拟场景的工作面区域，设置观测点的位置到指定的漫游点，并渲染该观测点的第一人称摄像机视角；

20、漫游巡检，web端发送起始巡检点id到引擎，切换控制到巡行角色并调用巡检逻辑，通过时间轴路径规划根据id生成巡检路线；

21、全局视角，卸载当前场景并加载全局视角场景和模型；

22、设备拆解，切换控制到拆解角色,显示对应设备的静态网格体，在虚拟场景中加载并显示设备的名称；

23、监控视频，后台将视频流url推送至虚拟引擎，虚拟引擎创建umg界面组件，设置视频播放的层级为最顶层并播放rtsp视频流。

24、第二方面本发明提出了一种基于虚幻引擎的场景控制系统，其特征在于，包括：

25、虚幻引擎客户端，通过hud类在客户端屏幕渲染web界面，通过umg组件加载web浏览器显示web界面；

26、web前端，提供交互界面并接收用户操作，通过js调用与虚幻引擎交互，调用后端api请求数据；

27、后端服务器，暴露接口给web前端调用，并接收web前端的请求返回相应的数据，同时通过websocket将数据推送至虚幻引擎客户端。

28、进一步的，虚幻引擎客户端-web前端-后端服务器的工作流程为：

29、用户通过web界面操作和输入，web前端调用后端api请求数据，后端接收请求并返回响应数据，后端通过websocket将数据推送到虚幻客户端，虚幻客户端接收数据并驱动场景对象产生变化。

30、第三方面本发明提出了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述第一方面任一所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法。

31、第四方面本发明提出了一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面任一所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法。

32、第五方面本发明提出了一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法。

33、相对于现有技术，本发明所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法及场景控制系统具有以下有益效果：

34、在场景控制系统中，各个子系统之间需要进行大量的数据交互，以实现信息的实时共享和更新，通过数据交互，可以增强场景控制系统的实时性和准确性，提高其运行效率。

35、在场景控制系统中，根据需要可以在不同的场景中进行切换，如地质建模、设备模拟、工作流程仿真等，这种场景切换功能可以更加直观地展示矿山的状态和变化，为决策提供更加准确和全面的支持。

36、通过骨骼动作驱动模型提高了系统场景与设备模型的动作效果，优化了整理的流畅性与连贯性，模型各部件项目关联互相配合驱动。

技术特征：

1.一种基于虚幻引擎的场景搭建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种基于虚幻引擎的场景控制方法，其特征在于：

6.一种基于虚幻引擎的场景控制系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于虚幻引擎的场景控制系统，其特征在于：

8.一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述权利要求1-4任一所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法。

9.一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-4任一所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法。

10.一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的一种基于虚幻引擎的场景搭建方法。

技术总结
本发明提供了一种基于虚幻引擎的场景搭建方法及场景控制系统，包括：创建包含主场景及其子场景的虚拟场景，主场景承载交互性对象与动态效果，子场景存储静态网格体，在虚拟引擎的场景模式中加载子场景进行分层控制；使用效果对象为虚拟场景添加灯光和特效,使用功能对象为场景添加数据交互、场景切换功能；在虚拟场景中程序化生成支架对象并绑定相应的组件及骨骼，为虚拟场景添加动态效果。本发明有益效果：增强场景控制系统的实时性和准确性，提高其运行效率，更加直观地展示矿山的状态和变化，为决策提供更加准确和全面的支持，优化了系统场景与设备模型的动作效果，提高了设备模型及系统场景的流畅性与连贯性。

技术研发人员：孙磊,吕天吉,郭凯,周雅婕,刘熙明
受保护的技术使用者：天津华宁电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15