易知微：数字孪生世界白皮书（2023）【下(共两册)】.pdfVIP

数字孪生世界企业联盟DTWEA 数字孪生世界白皮书(2023) 2、Unreal Engine 游戏引擎 Unreal Engine （下文简称为UE ），是一款由Epic Games 开发的游戏引擎，用于创建电 子游戏、虚拟现实和增强现实应用、数字孪生等内容。UE 支持实时渲染、高品质的图形 效果和物理模拟、可扩展的蓝图视觉脚本语言，以及跨平台和多语言支持等特性。UE 还 为开发者提供了完整的工具集，包括编辑器、资源管理器、代码编辑器和调试器等，以便 他们在一个集成化的环境中进行开发。UE 在数字孪生领域中发挥着重要的作用，可以用 于创建高度仿真的虚拟环境，以便实现虚拟演练、测试和模拟，提高效率并降低成本。 1）UE 的特性  强大的渲染引擎和物理模拟系统 UE 拥有强大的渲染引擎和物理模拟系统，可以实现高质量的图形渲染和物理模拟。UE 的渲染引擎使用了基于PBR （Physically Based Rendering ）的渲染技术，可以模拟真实物体 的反射、折射、散射等光学效果，从而让场景更真实。同时，UE 的渲染引擎还支持全局 光照、阴影、体积光等效果，可以让场景更加细腻。 UE 的物理模拟系统可以模拟真实世界中物体的运动、碰撞、摩擦、弹性等效果。开发 者可以使用UE 提供的物理引擎来模拟车辆、物品、角色等的物理运动，同时还可以使用 脚本来控制物体的行为，从而实现更加丰富的游戏玩法。  实时渲染和交互性 UE 支持实时渲染，可以让开发者在编辑器中实时预览场景的效果。开发者可以通过编 辑器实时调整场景中的元素、光照、材质等参数，以便更好地观察和调试场景。 61 数字孪生世界企业联盟DTWEA 数字孪生世界白皮书(2023) UE 具备较强的交互性，可以实现交互式的游戏和虚拟现实应用。开发者可以通过UE 提供的输入设备接口来控制角色、物品等的运动和行为，从而让游戏和应用更加生动、真 实。  可视化脚本语言和蓝图系统 UE 提供了一种可视化的脚本语言——蓝图系统，可以帮助开发者快速构建游戏逻辑和 应用功能。蓝图系统提供了一系列的节点和连接，开发者可以通过拖拽和连接来构建脚本， 而不需要编写代码。同时，UE 还支持蓝图与C++代码的混合使用，可以让开发者在需要 的时候使用C++代码来增强功能。 图 29 蓝图系统 随着UE5 的发布，UE 游戏引擎有以下新特性可以应用于数字孪生领域：  Nanite 技术 该技术使用UE 引擎的光线追踪技术来实现实时渲染，可以呈现数十亿个多边形的场 景，而不需要将它们分割成小块进行处理。这使得数字孪生行业的专业人士能够以更高的 精度和更快的速度创建更复杂的场景和模型。 62 数字孪生世界企业联盟DTWEA 数字孪生世界白皮书(2023)  Lumen 技术 这是一种全局光照技术，可以实时计算光线在场景中的反弹和折射，使数字孪生场景 看起来更加真实。  MetaHumans 的新工具 可以轻松创建高度逼真的人物模型。这些模型可以用于游戏、虚拟现实和数字孪生行 业中的各种应用。 2）基于UE 的数字孪生场景实践  环境模拟仿真 数字孪生天气系统 图 30 基于 UE 的数字孪生天气系统[晴天/阴天/雨天/雪天] 63 数字孪生世界企业联盟DTWEA 数字孪生世界白皮书(2023) 数字孪生昼夜交替系统 图 31 基于 UE 的昼夜交替系统 数字孪生四季切换系统