揭秘！自定义三维模型如何在RflySim中实现仿真（二）

一. 技术背景

揭秘！自定义三维模型如何在RflySim中实现仿真（一）

上篇文章我们学习了自定义三维模型如何在RflySim中实现仿真，接下来要学习三维场景导入RflySim的实验：将UE4自带场景导入RflySim平台，熟悉从UE4中烘焙场景并导入RflySim3D和CopterSim的流程，需要根据实际情况和仿真目的创建逼真的环境。

这包括地形的建模、添加建筑、道路和其他地物等。还可以考虑天气、光照和其他环境因素，以便更真实地模拟无人系统的运行环境。在三维仿真软件中根据需要创建模拟场景，这需要包括对象的布局、灯光设定、镜头设置等。系统中三维仿真场景的绘制结构如下图所示，通过该图可以看出组成整个三维仿真场景的两大模块：场景建模和载具建模。

二.实验原理

在UE项目中已处理完成的场景有三种：UE默认场景、虚幻商城购买的场景以及从其它UE项目中迁移来的场景。这些场景直接在UE中烘焙完成即可导入RflySim3D，RflySim3D中完整的仿真场景需要三部分信息:烘焙好的场景文件(”****.umap”)、地形高程信息(“****.png”)以及地形校准数据(“****.txt”)。

烘焙是指生成静态光照贴图以提高场景的视觉质量的构建过程，全部可用于虚幻引擎4项目的构建操作可参考构建操作：烘焙、打包、部署与运行虚幻引擎文档(unrealengine.com)。

每个”****.umap”（烘焙前后有区别）地图文件对应了一个独立的三维场景，RflySim3D会自动扫描平台安装路径：

【RflySim平台安装目录】\PX4PSP\RflySim3D\RflySim3D\Content目录下所有的.umap并自动导入。

为了将RflySim3D中的场景与CopterSim联动以支持之后的仿真流程，需要将场景的地形数据导入CopterSim。上述png地形文件实际上是以图片形式存储的二维矩阵，包含了场景的高程图，以png格式存储矩阵能够很好的实现高程矩阵的压缩，便于节省空间。png的高程文件并不包含坐标原点、缩放尺度、场景范围等信息，因此需要一个校正文件，RflySim平台采用txt格式输入9维数组传入校正信息。平台中txt校正文件存储的是右上角三维坐标点（xy全为正，z向上为正）、左下角三维坐标点（xy全为负，z向上为正）、第3点三维坐标点，单位均为厘米。前两个点的目的是为了确认地形的范围和中心坐标，第3点坐标可自行选取，理论上需要尽量在高度上与前两个点有落差，用于校正高度尺度。

三. RflySim3D案例介绍（UE4默认场景导入实验）

本实验所用到的三维场景、飞机模型等较大文件均已上传至百度网盘，请在实验前进行下载，下载完成后进行解压，放入本例程文件夹中（注：请勿修改文件夹名称）。

下载链接：https://pan.baidu.com/s/1LwyBMQo78YiK3PnMf0nlMg?pwd=6fpr提取码：6fpr

1.在UE中创建场景并烘焙

首先启动UE创建一个游戏项目

任意选择一个模板（我们只是需要使用它编辑一个场景，不需要其它逻辑，这里选择空白模板即可）

在下方的“内容浏览器（ContentBrowser）”中定位“Content\StarterContent\Maps”（如果选择了“含初学者内容包”就会有这个路径），并双击打开Minimal_Default关卡，可以看到三维场景已被打开。按住鼠标右键配合使用WSADQE可以在场景中自由移动与旋转，查看整个场景。

为避免干扰，可以删去另外4个文件，前往Windows的文件资源管器“项目路径\Content\StarterContent\Maps”下看到与UE的内容浏览器中剩下的2个文件对应的文件：

上面第一个“.umap”文件即为刚刚展示的三维场景，每个.umap文件对应一个独立的三维场景；第二个“BuildData”是用于构建该场景的一些信息（主要是光照信息），但并不是有它们就行了，它会引用其他的文件。例如场景中的桌子、椅子，它们都是存储于其他文件中的（StartContent\Props），但需要先烘焙。

在编辑->项目设置->打包中确保如下设置（这是为了节省译时间），然后在文件->烘焙Windows的内容进行烘焙，直到UE在右下角显示烘焙成功。

*特别注意：烘焙完拷贝出来后不能再修改文件和文件夹的名字，重命名只能在UE编辑器中进行。

可以在【该工程文件夹】\Saved\Cooked\WindowsNoEditor\【工程名】\Content\StartContent，找到刚刚的场景Maps，直接将整个StartContent都复制到RflySim3D的Content目录下

即“【RflySim平台安装目录】\PX4PSP\RflySim3D\RflySim3D\Content”

RflySim3D启动时会扫它的Content目录下所有的.umap文件并自动导入。然后就能使用快捷键“M”看见这个新地图了。

2.给CopterSim添加地形文件

此时只是RflySim3D导入了这个地图，但目前CopterSim对此还一无所知，它需要与此地图相关的2个文件：指示地图的高度图文件“【地图名】.png”，指示地图大小的文件“【地图名】.txt”，通过RflySim3D定义的一个命令来获得。

打开RflySim3D，按“M”切换到刚刚导入的场景中，先按下键盘左上角的`键

输入命令“RflyScanTerrainH p1 p2 p3 p4 p5 p6”，回车，其中p1~p6（单位米）分别表示需要扫描区域的左下角X左下角Y右上角X右上角Y高度H间隔I，其中H（向上为正）要高于地形最大高度、间隔I决定了点的密度，单位均为米，间隔越小，CopterSim获取地形高度的精度就更高。

例如：命令格式“RflyScanTerrainH-10-101010100.1”，表示地形扫描X从-10米到10米，Y从-10米到10米，在10米的高度面向下扫描，采样点，间隔0.1m。（注意，UE中的坐标单位是厘米），如果显示“Successfully Generate terrain file”，则表示成功了，并在RflySim3D的根目录下可以看见这两个文件。

把它们拷贝到CopterSim的地图目录：

【RflySim平台安装目录】\PX4PSP\CopterSim\external\map

这时CopterSim能识别该地图并且获得地图高度数据，在CopterSim中切换场景时，它会用UDP广播给UE切换场景的命令。

RflySim3D在扫描地图、获取“地图名.png”与“地图名.txt”两个文件时，会将场景中的房屋、桥梁等可以进入内部的物体也作为地形一起扫描，如果需要进入它们，那么需要先将这些东西移除出场景，导入RflySim3D扫描得到“地图名.png”与“地图名.txt”后，再将场景还原导入RflySim3D。这样CopterSim在获取三维场景的高度时就不会认为它们也是地形了。

3.最后效果

此文件目录下有一个已经完成的例程，地图名为“StartContent”，将StartContent文件夹放入【RflySim平台安装目录】\PX4PSP\RflySim3D\RflySim3D\Content目录下

再将StarterContent.png与StarterContent.txt放入【RflySim平台安装目录】\PX4PSP\CopterSim\external\map目录下即可

再打开RflySim3D，按下M+16，即可切换到第16号地图StarterContent。