5.4 飞机三维模型建立与导入

本小节的例程源码路径：RflySimAPIs\\UE4MapSceneAPI\\VehicleModel 一个更详细的固定翼的建模例子可以参考文档：RflySimAPIs\UE4MapSceneAPI\MQ-9Reaper\MQ-9Reaper导入步骤.docx

5.4.1 获取飞机三维模型文件

• 首先需要安装3Ds Max，这里我们安装的是3Ds Max 2020。点击上图快捷方式打开中文版3Ds Max，并点击菜单栏“自定义”-“单位设置”，将单位改成cm
• 用3Ds Max打开一个.max格式的三维飞机模型文件，或者从CAD之类的软件导入一个三维模型，得到.max模型文件。这里可以去“RflySimAPIs\UE4MapSceneAPI\VehicleModel”打开我们给定的例程“DroneyeeX680.max”
• 在3Ds max中选中所有组件，点击菜单栏“组”-“组”，就可以将所有组件弄成一个整体，这时候可以调整飞机的位置，姿态，轴的位置，轴的方向等。需要满足以下要求： 1）确保机头方向指向3Ds Max的x轴正方向，机顶指向z轴正方向（向上）； 2）确保飞机的质心在3Ds Max的中心；3）确保模型中没有隐形（不显示的）组件，如果有需要删除
• 选中上一步的飞机整体组合，点击菜单栏-“组”-“解组”即可解开组合。然后，将机身（除了四个螺旋桨）之外的组件合成一个组，每个螺旋桨单独组成一个组。这样就留下了五个组，分别是机身、四个螺旋桨
  

5.4.2 获取个组件坐标

• 如下图，点击工具栏“移动”按钮，再点击选中机身或螺旋桨对象，就可以在下方状态栏中读取 对象的三维坐标（将坐标都输入为0就可以将对象挪到中心）
• 点击机身就可以看到机身的三维坐标（x,y,z）\=[-0.449,- 0.363,0]
• 右上螺旋桨[24.977, -24.439,11.222]，左下螺旋桨[-25.99,22.528, 11.022], 左上螺旋桨[24.977, 24.693, 11.022]，右下螺旋桨[-25.99, -22.274, 11.022]
  
  

5.4.3 获取螺旋桨相对机身坐标

• 将各个螺旋桨的坐标减去机体的坐标，就可以得到各个螺旋桨相对机体中心的三维坐标。由于3Ds Max是采用前左上的右手坐标系，UE4采用前右上的左手坐标系，因此需要对y轴进行反向
• 这样就得到了右上、左下、右下、左上的坐标序列为：[25.4260,24.0760,11.2220], [-25.5410,-22.8910,11.0220], [25.4260, -25.0560,11.0220], [-25.5410,21.9110,11.0220]，这几个坐标值留着备用。然后，记录飞机质心到地面（机体最低端）的距离，这里大约取8cm
• 将DroneyeeX680.max复制两份，分别命名为DroneyeeX680Body.max和DroneyeeX680Prop.max。在DroneyeeX680Body.max文件中移除四个螺旋桨，并将机身移动 到3Ds Max的坐标中心；在DroneyeeX680Prop.max中移除机体组件和三个螺旋桨，只留下一个，然后移动到3Ds max坐标中心

5.4.4 导出得到FBX模型文件

• 分别点击3Ds Max的菜单-文件-导出-导出，按下图所示配置，导出得到 DroneyeeX680Body.FBX和DroneyeeX680Prop.FBX文件
• 关键导出配置如下图所示。注：摄像机、动画、灯光都不要勾选

5.4.5 UE4中飞机模型导入

• 任意打开一个UE4工程，例如打开前两节的MyProj工程
• 在其Content新建一个文件夹（这里命名为DroneyeeX680），如下图进入该文件夹后，点击导入按钮，依次将DroneyeeX680Body.FBX和DroneyeeX680Prop.FBX导入进来
• 注意：导入时记得勾选“Combine Mesh”选项，使得所有组件构成一个整体导入，否则会将机体分成N个部件

5.4.6 UE4中生成模型并导出

• 由于我们的模型没有定义材质，因此导入进来是白色的，并不美观。需要双击DroneyeeX680Body组件，在其中对关键部件添加颜色材质，例如碳纤维的黑色。同时，复制一个DroneyeeX680Prop组件命名为DroneyeeX680Prop_2，将其材质设置为不用的颜色，以区分飞机的靠前的两个螺旋桨和靠后的两个螺旋桨
• 在上图中点击“保存所有内容”，再点击UE4菜单栏-文件-打包项目-Windows-Windows 64（需要按生成地图的教程方法，启用光线追踪和禁用PAK打包），就可以生成可以识别的三维文件了。去生成文件路径 “WindowsNoEditor”-MyProj（项目名）-“Content”下，将整个“DroneyeeX680”目录复制出来备用

5.4.7 编写XML文件

• 导出模型后，我们还需要编写XML文件来帮助RflySim3D识别螺旋桨位置、转动方向、材质等
• XML文件格式可以参考文件“RflySimAPIs\UE4MapSceneAPI\VehicleModel\DroneyeeX680. xml”
• 其标准语言格式为各种标签的组合，每个标签由两对<>符号围起来，在标签内部存放着字符串或数字信息。标签内部可以叠加子标签 XML语言格式
• ClassID标签标示飞机构型，3在我们系统中表示四旋翼
• DisplayOrder表示四旋翼可选模型列表中的排列优先级（越小排的越靠前），内置的机型优先级从1000开始标号，如果小于1000则会取代内置飞机，优先展示最新导入机型，模板中1015对应的是排名第4的飞机
• Name标签标示在UE4中显示的飞机名字；Scale标签标示整机三维缩放的尺寸
• AngEulerDeg表示飞机显示偏转一定角度（单位度），例如输入yaw=180，则飞机初始姿态会掉个头变成头朝后
• body是机体主标签
• isAnimationMesh标示是否为带动画的网格，这里一般都需要选0，除非对于一些自带动画的三维模型（例如，行走的人）
• MeshPath标示机体的三维文件所在目录，其中/Game标示游戏内容目录，DroneyeeX680/DroneyeeX680Body标示刚才拷贝出的机身三维模型文件
• MaterialPath标示材质的路径，如果UE4里面已经设置过材质这里可以不填，填上的话会用本材质叠加到飞机上
• CenterHeightAboveGroundCm标示质心离地面高度，这里从3Ds max记录的是8
• NumberHeigthAboveCenterCm标示飞机上的数字标号显示的高度
• ActuatorList为作动器（螺旋桨、舵机、轮胎、软管刚体、转台）等外部活动（可定义）组件的列表
• Actuator标签内为某一个作动器的具体参数
• MeshPath三维模型路径，同body标签定义
• MaterialPath材质路径同body标签定义
• RelativePosToBodyCm表示该作动器(例如螺旋桨)的相对机体中心的位置，这里取第4.3节中记录的值
• RelativeAngEulerToBodyDeg表示作动器的安装角度（单位度），通常给0即可，表示和导入UE4时的姿态相同，不需要再旋转了
• RotationModeSpinOrDefect表示作动器运动模式，0表示旋转(输入为转动速度, 单位转每分)，1表示偏转(输入为转动角度, 单位度)，2表示静止物体，3表示平移（单位厘米）
• RotationAxisVectorToBody旋转轴，这里多旋翼的螺旋桨是绕z轴旋转，如果是车辆则绕y轴旋转，如果是固定翼的螺旋桨则是绕x轴旋转。
• OnboardCameras标签页是定义了一些观察的机载摄像头，从第2个摄像头开始，都是固连在机体上的，因此填写摄像头的安装角度和位置即可定义；第1个摄像头是一个跟随观察的视角，它不会跟随飞机俯仰滚转，但是会跟随飞机偏航

5.4.8 更多XML文件demo例程

• 本平台的所有机型或障碍组件都是通过XML文件实现的
• 可以访问安装目录下的“RflySim3D\RflySim3D\Plugins\Rfly3DSimPlugin\Content\XML”文件夹中查看.xml后缀文件，学习其他三维实体的导入方法。
• 里面包含了车、固定翼、小球、发光灯、静止的人、运动的人、二维靶标等各种物体的模型例子，可供学习 注：本文件夹的XML例子的MeshPath的路径都使用了/Rfly3DSimPlugin/，代表插件Content目录。使用时请替换为/Game/代表游戏主目录Content

5.4.9 显示导入模型

• 将编写好的XML文件拷贝到4.6小节生成的DroneyeeX680文件夹（或者直接使用RflySimAPIs\UE4MapSceneAPI\VehicleModel\DroneyeeX680文件夹）中，再一起拷贝到RflySim3D\RflySim3D\Content目录
• 打开CopterSim和RflySim3D，按下C键可以切换飞机样式，看看自己的飞机模型是否已经导入。
• 注：XML中DisplayOrder数字小于1000就会超过内置模型排到最前边，变成默认显示飞机
• 本视频观看地址： 优酷：https://v.youku.com/v\_show/id\_XNDcwNjA4NzIxMg==.html YouTube：https://youtu.be/mKUehJwqqsU