產(chǎn)品經(jīng)理必讀的三維可視化大屏搭建流程
如何從零開發(fā)一個(gè)三維可視化大屏,作為產(chǎn)品經(jīng)理需要知道哪些技術(shù)盲點(diǎn)?
此文從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)應(yīng)用三個(gè)方面對三維可視化大屏開發(fā)流程梳理,幫助0-3歲的產(chǎn)品經(jīng)理更好理解三維可視化大屏搭建。
一、數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集是三維可視化大屏的基礎(chǔ),它決定了最終展示的精度和細(xì)節(jié)程度。在三維可視化項(xiàng)目中,數(shù)據(jù)采集通常包括以下幾個(gè)方面:
1. 地理空間數(shù)據(jù)
這部分包括地形、建筑物、道路等的高程數(shù)據(jù)、位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星圖像、航空照片等。
【坐標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取】
在地圖中我們看到的點(diǎn)位,如樓房位置、園區(qū)位置、站點(diǎn)等本質(zhì)是獲取該點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo),放到地圖上。坐標(biāo)數(shù)據(jù)由客戶提供、設(shè)備采集、坐標(biāo)拾取工具、逆地理編碼等。
【高程數(shù)據(jù)的獲取】
- 使用在線地圖服務(wù):有許多在線地圖服務(wù)(百度地圖、高德地圖)提供高程數(shù)據(jù)。在這些服務(wù)上找到高程信息或下載高程數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是以柵格形式提供的,可以通過API或下載方式獲取。
- 使用地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件:GIS軟件如ArcGIS、QGIS等可以加載地圖數(shù)據(jù),也會(huì)提供工具來獲取高程點(diǎn)數(shù)據(jù)。
2. 三維建模數(shù)據(jù)
三維建模數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)是點(diǎn)云數(shù)據(jù),點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以理解為很多密集的點(diǎn)。
建模數(shù)據(jù)的采集方法有傾斜攝影測量、激光雷達(dá)掃描、無人機(jī)航拍等。
1)激光掃描
激光掃描獲取的是點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
【采集原理】
通過結(jié)構(gòu)光或者激光測距,通過掃描目標(biāo)物體表面,接收器接收反射回來的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù),獲取表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
【主要用途】
激光掃描可以獲得準(zhǔn)確的物體表面幾何信息,可以應(yīng)用于建筑物、文物保護(hù)、汽車制造等領(lǐng)域。
【采集設(shè)備】
手持式、地面式、機(jī)載式、水下式、全景式、移動(dòng)式。
2)傾斜攝影
傾斜攝影獲取的是影像數(shù)據(jù)。
傾斜攝影設(shè)備包括航空器和傾斜相機(jī)兩部分,可以將其理解成無人機(jī)航測拍照的過程。
【采集原理】
一臺無人機(jī)上搭載著五鏡頭相機(jī),同時(shí)從1個(gè)垂直、4個(gè)傾斜等角度采集物體的大量高清圖片;
通過傾斜攝影軟件(Smart3D、PhotoScan等)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
【優(yōu)勢】
由于相機(jī)角度豐富,所以可以獲取豐富的地物紋理信息、高效自動(dòng)化的三維模型生產(chǎn)、高真實(shí)度的三維空間場景。
【弊端】
傾斜攝影技術(shù)采用可見光進(jìn)行測量,對天氣要求較高,對密集植被下的地形、一些細(xì)小物體的建模能力存在不足。
【適用場景】
傾斜攝影可以獲取具有真實(shí)紋理的三維數(shù)據(jù),適合做大范圍三維建模、一些對精度要求稍低的三維工程測量應(yīng)用。
3. 實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)
比如交通流量、空氣質(zhì)量、溫度、濕度、設(shè)備狀態(tài)等動(dòng)態(tài)信息。
這些數(shù)據(jù)主要取決于實(shí)際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),一般為業(yè)務(wù)中客戶關(guān)注的關(guān)鍵指標(biāo)。
呈現(xiàn)方式主要為圖表、數(shù)據(jù)等。
相關(guān)圖表展示工具可以參考echart或highchart。
4. 屬性數(shù)據(jù)
與建模物體相關(guān)的附加信息,如建筑的名稱、用途、所有權(quán)等基礎(chǔ)信息。
呈現(xiàn)方式主要為彈窗、浮窗等文字信息。
二、數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理階段是將采集來的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可用于三維可視化的格式。
我們在前期采集了很多地理數(shù)據(jù)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)處理的過程就是將這些數(shù)據(jù)結(jié)合集成在一起。
在對數(shù)據(jù)預(yù)處理之后,需要先使用點(diǎn)云數(shù)據(jù)建設(shè)三維模型,再將三維模型與地理系統(tǒng)坐標(biāo)、高程融合,最后整合相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等。
1. 數(shù)據(jù)預(yù)處理
在前端采集中獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)清理和驗(yàn)證數(shù)據(jù),消除噪聲,糾正錯(cuò)誤。
2. 三維模型
三維建模的過程可以理解為一個(gè)正方體由點(diǎn)——線——面的過程:點(diǎn)云數(shù)據(jù)——網(wǎng)格數(shù)據(jù)——三維網(wǎng)格模型。
假設(shè)三維建模的物體是一個(gè)正方體。
- 點(diǎn)云生成:將圖片影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)云數(shù)據(jù),即一堆點(diǎn)聚集成一個(gè)類似正方體;
- 點(diǎn)云優(yōu)化:去除冗余點(diǎn),減少噪音,生成的點(diǎn)云連線后是坑坑洼洼的,需要人工修平;
- 網(wǎng)格構(gòu)建:點(diǎn)云數(shù)據(jù)柵格化,構(gòu)建三角網(wǎng)格,這是三維模型的基本形式,即點(diǎn)連線成為一個(gè)正方體形狀;
- 紋理映射:將圖片影像映射到三維模型上,即正方體面上增加真實(shí)的畫面;
- 模型細(xì)化:對模型進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整,如添加缺失的特征或修正誤差;
- 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換:將模型轉(zhuǎn)換為適用于特定軟件或硬件平臺的格式;
3. 數(shù)據(jù)整合
將不同來源的數(shù)據(jù)合并到統(tǒng)一的三維空間坐標(biāo)系中。
這個(gè)過程可以理解為在建好的三維模型中,整合坐標(biāo)數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、空氣質(zhì)量、溫度、濕度、設(shè)備狀態(tài)、植被等等,讓模型更加貼近動(dòng)態(tài)的現(xiàn)實(shí)場景。
三、數(shù)據(jù)應(yīng)用
數(shù)據(jù)應(yīng)用階段涉及將處理后的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在三維可視化大屏上,讓用戶能夠從中獲取有價(jià)值的信息。這包括:
1)界面設(shè)計(jì)與交互
設(shè)計(jì)用戶界面,提供交互功能,如縮放、旋轉(zhuǎn)、平移和篩選數(shù)據(jù)。
2)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成
將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流與三維模型相結(jié)合,提供動(dòng)態(tài)更新的視圖。
3)分析與可視化
開發(fā)工具幫助用戶分析數(shù)據(jù),如熱力圖、趨勢線、統(tǒng)計(jì)圖表等。
Echart圖表:
https://echarts.apache.org/zh/index.html
Highchart圖表:
https://highcharts.com.cn/products/
4)其他功能
根據(jù)用戶需求開發(fā)特定功能,如路徑規(guī)劃、設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境模擬等。
歡迎指教!
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這篇文章讀完很有收獲,內(nèi)容豐富,實(shí)用性強(qiáng)值得好好閱讀。