🏣 🧗🏾 🚴 खुले स्थानों की मॉडलिंग प्रकाश व्यवस्था के लिए देशी iOS / Android एप्लिकेशन में Unity3D का उपयोग करना 💧 👐🏻 👂🏿

यूनिटी 3 डी एक प्रसिद्ध 3 डी और 2 डी गेम विकास मंच है जिसने दुनिया भर में लोकप्रियता हासिल की है। इसी समय, इसकी क्षमताएं केवल गेमिंग अनुप्रयोगों के विकास तक सीमित नहीं हैं, लेकिन किसी भी अन्य क्षेत्रों में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं जिन्हें ग्राफिक्स के साथ काम करने के लिए क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म अनुप्रयोगों के निर्माण की आवश्यकता होती है। इस लेख में हम खुले स्थानों की रोशनी की गणना के लिए एक प्रणाली विकसित करने के लिए यूनिटी 3 डी का उपयोग करने के अनुभव के बारे में बात करेंगे।

हमने जिस कंपनी के साथ सहयोग किया है, वह अंतरराष्ट्रीय प्रकाश निगम BOOS LIGHTING GROUP है । अपने उत्पादों के आकर्षण का विस्तार करने और ग्राहकों के साथ बातचीत को सरल बनाने के लिए, एक एप्लिकेशन विकसित करना आवश्यक था जो आपको प्रकाश उपकरणों के स्थान को नेत्रहीन रूप से अनुकरण करने की अनुमति देता है, साथ ही साथ प्रकाश गणना भी करता है और रिपोर्ट में आवश्यक तकनीकी जानकारी प्रदर्शित करता है। यह माना जाता था कि एक संभावित ग्राहक या बिक्री प्रतिनिधि द्वारा आईपैड या एंड्रॉइड टैबलेट पर एप्लिकेशन लॉन्च किया गया था और क्लाइंट को प्रकाश प्रतिष्ठानों की संभावना के बारे में तुरंत विचार करने की अनुमति देता है।

परियोजना के विषय पर बीओओएस लाइटिंग ग्रुप कॉरपोरेशन से आवश्यकताओं और परामर्शों के विकसित विनिर्देश के आधार पर चरणों में काम किया गया था।

सामान्य शब्दों में, एप्लिकेशन एक संपादक है जो आपको प्रकाश तत्वों, सड़कों, सजावटी तत्वों को जोड़ने और संपादित करने, दृश्य की प्रकाश इंजीनियरिंग गणना करने, पीडीएफ में एक रिपोर्ट प्रदर्शित करने की अनुमति देता है। प्रत्येक तत्व के संपादन और उपप्रकार के लिए मापदंडों का अपना सेट होता है जो इसके प्रदर्शन और गणना को प्रभावित करता है।

विभिन्न प्रकार के फिक्स्चर जुड़नार, लैंप के झुकाव कोण और विस्तार लंबाई के साथ कई प्रकार के प्रकाश मस्तूल हैं। कुछ प्रकार के luminaires के लिए, प्रकाश की दिशा के संकेत के साथ व्यक्तिगत समायोजन संभव है।
सड़कें रैखिक खंड, चाप तत्व, क्षेत्र, अंगूठी हो सकती हैं। प्रत्येक तत्व के लिए, आयाम, स्थिति, लेआउट प्रकार, परत को अनुकूलित किया जा सकता है।
सजावटी तत्व - कार, पेड़, झाड़ियों, सड़क के संकेत

दृश्य के सभी तत्वों को घुमाया और स्थानांतरित किया जा सकता है। वापस या पुनः प्रयास करने के लिए मानक क्रियाएं भी समर्थित हैं। परियोजना की सामान्य सेटिंग्स आपको अतिरिक्त मापदंडों को प्रदर्शित करते हुए, डॉर्ग की बनावट, पृथ्वी की सतह को सेट करने की अनुमति देती हैं। दृश्य को 2 डी / 3 डी मोड में प्रदर्शित किया गया है। और सतह पर प्रकाश की गणना करते समय, काल्पनिक रंगों में सतह की रोशनी का एक नक्शा प्रदर्शित किया जाता है।

यदि संभव हो, तो पूरे यूआई को देशी आईओएस / एंड्रॉइड टूल के साथ किया जाना चाहिए।
आवेदन के लिए मुख्य तकनीकी आवश्यकता जुड़नार की तकनीकी विशिष्टताओं के अनुसार मंच प्रकाश की गणना करने में सक्षम होना है। इसके अलावा 3 डी / 2 डी मोड में इसके विकिरण पैटर्न (प्रकाश तीव्रता घटता) को प्रदर्शित करने और देखने के लिए प्रत्येक स्थिरता की क्षमता की आवश्यकता थी।

मंच का चयन

परियोजना को लागू करने के लिए, हमने आवश्यक कार्यक्षमता को लागू करने के लिए एकता को हमारे लिए अधिक सुविधाजनक चुना। सामान्य तौर पर, हमारी कंपनी के पास अन्य 3 डी इंजन और प्लेटफॉर्म (ओपनसेनेग्राफ, ओग्रे 3 डी, लिबीडीएक्स) के साथ काम करने का अनुभव था और तकनीकी रूप से वे सभी आवश्यक कार्य का सामना कर सकते हैं, लेकिन इस बार विकल्प यूनिटी पर गिर गया, जिससे विकास और डिबग के दौरान दृश्य का प्रबंधन करना आसान हो गया। काम की प्रक्रिया में।

मुख्य कठिनाइयों

हम पूरे अनुप्रयोग के विकास की पेचीदगियों में नहीं जाएंगे, क्योंकि तकनीकी रूप से दृश्य को प्रदर्शित करने और संपादित करने की कार्यक्षमता काफी मानक है। स्वाभाविक रूप से, वस्तुओं के विशिष्ट संपादन के तंत्र के साथ कठिनाइयां थीं, उन्हें जोड़ना और हटाना, साथ ही साथ कार्यों को दोहराने और रद्द करने की संभावना के लिए आदेशों की एक श्रृंखला को सहेजना।
हम मूल UI के साथ काम करने, पीडीएफ रिपोर्ट तैयार करने और फोटोमेट्री और प्रकाश गणना के साथ काम करने से संबंधित सिस्टम की सुविधाओं पर ध्यान देना चाहते हैं।

देशी UI के साथ काम करें

ज्यादातर मामलों में, एकता प्लग-इन सिस्टम का उपयोग करके सिस्टम के मूल कार्यों के साथ बातचीत करता है, जो आपको एप्लिकेशन में वांछित कार्यक्षमता को एम्बेड करने की अनुमति देता है। हालांकि, हमारे मामले में स्थिति कुछ विपरीत है। हमें एकता विंडो के शीर्ष पर पूर्ण UI प्रदर्शित करने की आवश्यकता है।

सौभाग्य से, एकता एक ऐसी परियोजना का निर्यात कर सकती है जिसका उपयोग मूल आवेदन के लिए आधार के रूप में किया जा सकता है। इस मामले में मुख्य कठिनाई यह है कि परिणामी परियोजना में एक अतिरिक्त यूआई को कैसे एकीकृत किया जाए। इसके अलावा, यह भी उतना ही महत्वपूर्ण है कि एकता परियोजना को इकट्ठा करते समय, इसके प्रारूप और फ़ाइल स्थान को एकता द्वारा और आंशिक रूप से फिर से लिखा जाता है, जो परियोजना को संशोधित करने की संभावना को सीमित करता है।

IOS एप्लिकेशन विकसित करते समय, हमने लेख में प्रस्तावित तंत्र का उपयोग किया। विकास के दौरान, एकता 5.5 का उपयोग किया गया था और फिलहाल, इसमें जो संकेत दिया गया है वह प्रासंगिकता खो सकता है। एंड्रॉइड प्रोजेक्ट को असेंबल करते समय, कोई भी अतिरिक्त समस्या नहीं थी, इस अपवाद के साथ कि एकता हर बार प्रकट फ़ाइल और संसाधन फ़ाइलों को ओवरराइट करती है।
एक अतिरिक्त समस्या यह है कि एकता केवल एक विंडो में काम कर सकती है। उसी समय, हमें पूरे दृश्य को प्रदर्शित करने के लिए एकता को सुनिश्चित करने की आवश्यकता थी, और सेटिंग्स विंडो को खोलते समय, दीपक के फोटोमेट्रिक बॉडी का एक 3 डी मॉडल प्रदर्शित किया जाना चाहिए। इसे पूरा करने के लिए, मुझे "हैक" का उपयोग करना पड़ा और अलग-अलग खिड़कियों में एक ही यूआईईवीयू ऑब्जेक्ट का उपयोग करना पड़ा।

संदेश भेजने के लिए, हमने एकता द्वारा प्रस्तुत मानक कार्यक्षमता का उपयोग किया। अर्थात्, सभी संदेश json प्रारूप में थे और सरल लाइनों में संचरित होते थे। यह प्रदर्शन पर कोई प्रतिबंध नहीं लगाता था क्योंकि संदेशों का आकार अधिकतम 100 वर्णों तक पहुंच गया था, और उनकी आवृत्ति कार्यक्रम के साथ काम की गति से निर्धारित की गई थी। एक ही समय में, अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों में यह अपना संदेश हैंडलर बनाने के लिए समझ में आता है जैसा कि हैबर और यहां प्रस्तुत किया गया है ।

प्रकाश गणना

आवेदन में उपयोग किए जाने वाले सभी प्रकाश स्रोत मानक IES प्रारूप में दिए गए हैं, जो विभिन्न दिशाओं ( विनिर्देश ) में प्रकाश के वितरण का वर्णन करता है । यह प्रारूप व्यापक रूप से पेशेवर CAD सिस्टम और 3D संपादकों में उपयोग किया जाता है। यह एक पाठ फ़ाइल है जो विभिन्न दिशाओं में प्रकाश की तीव्रता और अतिरिक्त मेटा-सूचना का संकेत देती है, जो स्रोत, कुल्हाड़ियों और समरूपता के विमानों की कुल तीव्रता का संकेत देती है। जुड़नार की समरूपता को देखते हुए, ies फ़ाइल बहुत छोटी हो सकती है। उदाहरण के लिए, अक्षीय समरूपता के मामले में, केवल एक विमान में प्रकाश अनुरेखण को इंगित करने के लिए पर्याप्त है।

एक साधारण IES फ़ाइल का उदाहरण

IESNA91[TEST] Simple demo intensity distribution [MANUFAC] Lightscape Technologies, Inc. TILT=NONE 1 -1 1 8 1 1 2 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0 0.0 5.0 10.0 20.0 30.0 45.0 65.0 90.0 0.0 1000.0 1100.0 1300.0 1150.0 930.0 650.0 350.0 0.0

विकिरण पैटर्न प्रदर्शित करने के लिए, दो प्रकार के डिस्प्ले का उपयोग किया गया था:

प्रकाश की तीव्रता घटता (KSS) एक द्वि-आयामी ग्राफ है जो दिशा के आधार पर मुख्य विमानों में से एक में प्रकाश की तीव्रता को दर्शाता है। सुविधा के लिए, इस ग्राफ को ध्रुवीय और कार्टेशियन समन्वय प्रणाली दोनों में दर्शाया जा सकता है।
फोटोमेट्रिक बॉडी - विभिन्न दिशाओं में प्रकाश की तीव्रता की त्रि-आयामी छवि

गणना मॉड्यूल

प्रकाश की गणना करने के लिए, ग्राहक के पास कंपनी के अन्य उत्पादों में उपयोग किया जाने वाला अपना सी ++ मॉड्यूल था, और इसलिए इसे एकता परियोजना में एकीकृत करना आवश्यक था। मॉड्यूल कनेक्शन ऑर्डर उपयोग किए गए प्लेटफ़ॉर्म से अलग था।

IOS प्लेटफ़ॉर्म पर, Unitu सीधे C फ़ंक्शन को कॉल कर सकता है, इसलिए बस मॉड्यूल के स्रोत कोड को सीधे प्रोजेक्ट में कॉपी करें और यूनिटी के साथ इसके इंटरैक्शन के लिए कक्षाएं जोड़ें। कक्षाओं को सीधे iOS प्रोजेक्ट में, और प्लगइन्स फ़ोल्डर में संग्रहीत किया जा सकता है, जिसे Xcode प्रोजेक्ट में निर्यात किए जाने पर स्वचालित रूप से कॉपी किया जाता है। C ++ फ़ंक्शन को कॉल करने का एक उदाहरण इस प्रकार है:
```
 [DllImport("__Internal")] public static extern void calculateLight([MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeParamIndex = 1)] Light[] lights, int size, ref CalculationResult result); 
```
एंड्रॉइड प्लेटफॉर्म पर, C ++ मॉड्यूल को एक अलग लाइब्रेरी में रखा जाना चाहिए। यह सीधे सी ++ स्रोतों को परियोजना में जोड़कर और उन्हें इतने पुस्तकालयों में बनाने के लिए ग्रेडेल स्थापित करके किया जा सकता है।
इसके अलावा, एकता भाग को डिबग करने और परीक्षण करने के लिए, विकास एक विंडोज़ मशीन पर किया गया था, इसलिए विंडोज में मॉड्यूल के स्रोत कोड को भी कनेक्ट करना आवश्यक था। यह एंड्रॉइड प्रोजेक्ट के समान ही किया जाता है, केवल इस मामले में डाउनलोड की गई फाइलें dll लाइब्रेरी में एकत्र की जाती हैं और प्रोजेक्ट से जुड़ी होती हैं।

लाइट मैप डिस्प्ले

ग्राहक के अनुरोध पर, दृश्य की सतह पर रोशनी की गणना के परिणाम प्रदर्शित किए जाने चाहिए। सड़कों की सतह पर, रंग और प्रकाश की तीव्रता के मिलान के लिए पैमाने के प्रदर्शन के साथ काल्पनिक रंगों का उपयोग करना आवश्यक है, और शेष सतह पर, बस इसकी चमक को प्रदर्शित करना पर्याप्त है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, पूरी गणना सी ++ प्लग-इन द्वारा की गई थी, जिसमें रंग स्रोतों पर डेटा प्रेषित किया गया था। गणना का परिणाम किसी दिए गए विवरण के साथ दृश्य की पूरी सतह पर प्रकाश की तीव्रता का द्वि-आयामी सरणी था।

परिणामस्वरूप विकिरणित मानचित्र का विश्लेषण न्यूनतम, अधिकतम मूल्य के लिए किया गया था जिसके द्वारा एक आयामी ढाल बनावट (ग्रेडिएंटराम) का निर्माण किया गया था। इस बनावट का उपयोग करके, प्रकाश की तीव्रता को सीधे टुकड़े टुकड़े में काल्पनिक रंगों में बदल दिया गया था। एक ही समय में, अलग-अलग सड़क सतहों और पृथ्वी की सतह के लिए एक ही shader का उपयोग किया जाता था, और " मल्टी-कंपाइल " shader का उपयोग करके लाइटिंग मोड को स्विच किया जाता था।

Pdf फ़ाइल पीढ़ी

उपयोगकर्ता के लिए तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार, सामान्य दृश्य (आयाम, इसकी छवियां, प्रकाश पैरामीटर) और प्रत्येक प्रकार के जुड़नार के बारे में जानकारी, उनकी स्थिति, विशेषताओं की दिशा, साथ ही केसीसी डायग्राम और एक फोटोमीट्रिक बॉडी डिस्प्ले के बारे में जानकारी के साथ एक रिपोर्ट तैयार की जानी थी।
चूंकि रिपोर्ट को आईओएस और एंड्रॉइड दोनों पर प्रदर्शित किया जाना था, इसलिए इसकी रिपोर्ट को सीधे एकता मॉड्यूल में उत्पन्न करना आवश्यक था, और फिर इसे मानक देशी उपकरणों का उपयोग करके प्रदर्शित करना था।

पीडीएफ बनाने के लिए iTextSharp लाइब्रेरी का चयन किया गया जो हमारी आवश्यकताओं को पूरा करती है। इसमें एक रिपोर्ट बनाना विशेष रूप से कठिन नहीं है और इसमें कोड से सीधे पाठ, तालिकाओं, छवियों के ब्लॉक बनाना शामिल है। हालांकि, विकास के दौरान, हमें कई बारीकियों का सामना करना पड़ा, जिनके समाधान के लिए कभी-कभी काफी प्रयास की आवश्यकता होती है। जिसकी मुख्य समस्या पृष्ठभूमि थ्रेड में रिपोर्ट जनरेशन का लॉन्च था।

यदि डेस्कटॉप मशीन पर परीक्षण किया जाता है, तो पीडीएफ पीढ़ी कई सेकंड के क्रम पर थी, तो जब आईपैड मिनी 3 पर परीक्षण किया गया तो इस बार आसानी से 1-3 मिनट तक पहुंच गया। स्वाभाविक रूप से, रिपोर्ट के निर्माण को इंटरफ़ेस के निलंबन के साथ समस्याओं से बचने के लिए, एक अलग थ्रेड में स्थानांतरित करने की आवश्यकता थी। सामान्य मामले में, यह एक समस्या नहीं है, लेकिन एकता का उपयोग करते समय यह मामला नहीं है, जिसमें मुख्य धागे के बाहर से एकता एपीआई का उपयोग करने के लिए स्पष्ट रूप से मना किया गया है। उसी समय, सीएसएस और दृश्य छवि को रेंडर करने के लिए हमें जो रिपोर्ट चाहिए, वह न्यूनतम पर, जो मुख्य धारा से ही किया जाना चाहिए।

इस प्रकार, रिपोर्ट बनाने के लिए, हमें कार्यों को एक निश्चित अनुक्रम में चलाने की आवश्यकता है, और साथ ही, उनमें से कुछ पृष्ठभूमि थ्रेड में काम कर सकते हैं, और मुख्य भाग में लॉन्च किया जाना चाहिए।

पहली नज़र में, इस समस्या को हल करने के लिए, आप मानक तंत्र का उपयोग करने और प्रत्येक ऑपरेशन को एक अलग coroutine में चलाने का प्रयास कर सकते हैं। हालांकि, यह हमें इंटरफ़ेस को ब्रेक करने की समस्या से नहीं बचाता है। जैसा कि आप जानते हैं, कोरआउट मुख्य धागे में काम करते हैं और धीमे संचालन के लिए उपयुक्त नहीं हैं। एक ही समय में, रिपोर्ट बनाते समय, कई ऑपरेशनों के लिए महत्वपूर्ण समय की आवश्यकता होती है, और इसलिए कोरटाइन हमारी समस्या को हल करने में मदद नहीं कर सकते।

UniRx

एक अन्य उपाय कोड को एक ऐसे भाग में विभाजित करना है जिसमें मुख्य धागे में काम करने की आवश्यकता होती है और एक भाग जिसे एक अलग धागे में चलाया जा सकता है। इस मामले में, उदाहरण के लिए, कोरटाइन तंत्र का उपयोग करके छवियों का निर्माण किया जा सकता है, और फिर उन्हें एक अलग स्ट्रीम में रिपोर्ट में एम्बेड किया जा सकता है। हालांकि, इस मामले में, कहीं न कहीं मध्यवर्ती परिणामों को बचाने के लिए आवश्यक होगा, जो कि डिवाइस पर उपयोग की जाने वाली मेमोरी या मुक्त स्थान पर अतिरिक्त प्रतिबंध लगाता है।

हमारे आवेदन में, हमने सीधे रास्ते पर जाने और कार्यों को क्रमिक रूप से मुख्य या पृष्ठभूमि थ्रेड्स में चलाने के लिए प्राथमिकता दी। एकमात्र समस्या यह थी कि इस तरह के कार्यों के आयोजन को कैसे व्यवस्थित किया जाए ताकि इस गड़बड़झाले में न फंसें और सही ढंग से संचालन को सिंक्रनाइज़ करें।
इस समस्या को हल करने में महत्वपूर्ण मदद Rx के उपयोग द्वारा लाई गई थी, इसका अवतार एक निशुल्क UniRx संपत्ति के रूप में था, जिसे पहले से ही यहाँ और यहाँ हब पर विस्तार से वर्णित किया गया था।

इसके उपयोग ने थ्रेड्स के बीच की बातचीत को बहुत सरल कर दिया है और नीचे दिए गए उदाहरण से पता चलता है कि आप कई तरीकों को सख्त अनुक्रम में चला सकते हैं, लेकिन विभिन्न थ्रेड्स में

कोड उदाहरण

 var initializer = Observable.FromCoroutine(initMethod); var heavyMethod1 = Observable.Start(() => doHardWork()); var mainThread1 = Observable.FromCoroutine(renderImage); var heavyMethod2 = Observable.Start(() => doHardWork2()); initializer.SelectMany(heavyMethod1) .SelectMany(mainThread1) .SelectMany(heavyMethod2) .ObserveOnMainThread() .Subscribe((x) => done()) .AddTo(this);

इस उदाहरण में, doHardWork () विधि को क्रमिक रूप से पृष्ठभूमि थ्रेड में चलाया जाएगा। इसके पूरा होने के बाद, मुख्य धागे में रेंडरइमेज () लॉन्च किया जाएगा, और उसके बाद doHardWork2 () को बैकग्राउंड थ्रेड में फिर से निष्पादित किया जाएगा।

यह भी ध्यान देने योग्य है कि प्रदर्शन के लिए रिपोर्ट पीढ़ी के विश्लेषण के दौरान यह पाया गया कि सबसे धीमा हिस्सा रिपोर्ट में छवियों का कार्यान्वयन है। इंटरनेट पर एक खोज से पता चला कि हम केवल वही नहीं हैं जो इस समस्या का सामना करते हैं, लेकिन हमारे लिए कोई उपयुक्त समाधान नहीं था। हमें छवि की गुणवत्ता को एक स्वीकार्य स्तर तक कम करना पड़ा, जिससे गति में 20-40% की वृद्धि हुई।

इस प्रकार, हमने जो एप्लिकेशन बनाया है, उसमें एकता ग्राफिक्स इंजन को मूल iOS / Android एप्लिकेशन में सफलतापूर्वक लागू करना संभव था। यह पारंपरिक दृष्टिकोण से अलग है जब एकता अनुप्रयोग का मुख्य हिस्सा है और प्लग-इन सिस्टम के माध्यम से सिस्टम के विशिष्ट गुणों को संबोधित करता है। उसी समय, हमारा दृष्टिकोण उपयोगी हो सकता है यदि आपको एक जटिल देशी इंटरफ़ेस विकसित करने की आवश्यकता है जिसमें आप गैर-तुच्छ 3 डी ग्राफिक्स एम्बेड करना चाहते हैं।

खुले स्थानों की मॉडलिंग प्रकाश व्यवस्था के लिए देशी iOS / Android एप्लिकेशन में Unity3D का उपयोग करना