摘要:在数字孪生项目中,如何在超大场景中流畅地展示成千上万个动态标牌,一直是开发者面临的巨大挑战。处理不当,轻则掉帧卡顿,重则导致程序崩溃。
在数字孪生项目中,如何在超大场景中流畅地展示成千上万个动态标牌,一直是开发者面临的巨大挑战。处理不当,轻则掉帧卡顿,重则导致程序崩溃。
今天,我们就来深入拆解一套经过实战检验的高性能海量标牌管理方案,看如何通过核心四步,即便在1000*1000的广阔范围内,也能将帧率稳稳保持在120帧!(以下核心洞察来源于《数字孪生与智能算法白皮书2025》,为您梳理关键信息。)
首先,我们需要思考如何高效地存储和管理所有标牌信息。关键在于舍弃复杂的TMap,采用更高效的TArray平行数组结构。
具体来说,需要建立三个核心数组:
TArray存储所有标牌的唯一IDTArray存储标牌的详细信息(可兼容Json格式)TArray存储标牌的位置信息核心要点在于: 这三个数组必须长度一致,且同一下标下的元素一一对应。这就好比给每个人建立了档案,通过ID快速查找到数组下标,就能立刻调出他的全部资料。
为了在数百个瓦片间实现秒级定位,我们还额外使用了两个映射数组,精准记录每个标牌数据藏在哪个瓦片的哪个位置,实现“秒查秒取”。
数据准备好了,但不需要一次性全部加载。我们采用 “按需加载” 原则:只在用户看到时才渲染。
如何判断用户是否看到了某个瓦片?我们将屏幕和瓦片都视为四边形,通过坐标转换与几何计算,精准判断三者其一即可:
瓦片完全在屏幕内屏幕完全在瓦片内两者存在交叉重叠一旦判定为“可见”,系统便会立即从对应的瓦片中取出该区域的标牌数据,准备渲染。
最影响性能的环节来了:大量标牌的实时创建与销毁。我们的解决方案是引入游戏开发中常用的 “动态对象池”(Object Pool) 技术。
传统方式: 需要时创建(New),不需要时销毁(Delete)。频繁操作,CPU不堪重负。
对象池方式:
初始化时:批量生成一定数量的标牌Actor备用。“删除”时:并不真正销毁,而是将其隐藏并移入“废弃池”。“创建”时:优先从“废弃池”中取出并复用旧的标牌Actor,更新其数据和位置即可。只在池中标牌完全不够用时,才少量创建新的。这套机制极大地减少了内存分配与释放的开销,从根源上避免了卡顿。
同时,为了避免玩家快速转动镜头导致的瞬时大量更新,我们将更新逻辑处理成分批进行,让性能表现更加平滑稳定。
通过以上一套组合拳,我们将1000*1000的大场景划分为36个300*300的瓦片进行管理。
最终效果: 在用户视野内同时出现不超过5个瓦片的情况下,帧率长期稳定在120帧,无任何明显波动。
在实际项目中,还可进一步优化:
对标牌进行分层分级管理,优先加载重要标牌。根据场景复杂度动态调整瓦片大小。限制用户同时可见的瓦片数量。通过这些策略,可以用极小的性能代价,模拟出巨量标牌存在的震撼效果。
这套以 “数据平行数组+视觉裁剪判断+动态对象池” 为核心的技术方案,成功解决了数字孪生大规模标牌渲染的性能瓶颈。它不仅适用于标牌管理,也可迁移到其他需要大量动态物体的应用场景中,为构建高性能、高沉浸感的数字孪生世界提供了坚实的技术支撑。
易知微基于多年在数字孪生及数据可视化领域丰富实践,沉淀了诸多经验成果,欢迎大家互相交流学习:
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来源:大鱼搞笑黑科技