环境感知可视化系统

CLIMAVIZ · 阶段成果汇报

环境感知可视化系统

以三维视觉语言，呈现空气中温度、湿度与清洁度的实时变化

温度

湿度

清洁度

ClimaViz 项目组 2026 · 09

01 · 阶段成果

两套实时场景，已形成可演示成果

SceneOne

微缩花园

具象叙事

微缩花园：植被、天气与生物响应

SceneTwo

水分子

抽象艺术

水分子：形态、运动与清洁度响应

02 · 项目目标

看不见的空气

空气中的温度、湿度与清洁度

无时无刻不在变化，

而人们始终

无法看见它。

如何让空气的变化「被看见」——

是本项目要回答的问题

传统表达方式的三个局限

01

读懂数字有门槛

仪表盘与折线图面向专业人员，普通观众无法直接从中读出空气的好坏

02

缺乏空间关联

点位数值难以对应人所处的空间，既无氛围感，也无身临其境的体感

03

变化过程难感知

跳动的数字无法传达渐变与趋势，等到察觉时，体验已经发生

把温度、湿度与清洁度的变化，转化为直观、连续的视觉反馈

03 · 系统架构

一套数据驱动的可视化架构

气候状态源 · 全局唯一

温度 / 湿度 / 清洁度三轴平滑 · 变化事件广播

GPU 参数通道

MPC 材质参数集 · NPC 粒子参数集

材质与粒子共享参数，保持响应一致

CPU 组件通道

七类气候响应组件 Responder

变换 / 材质 / 后期 / 天气 / 出没 / 粒子

SceneOne · 微缩花园

具象生态叙事：植被、天气、生物

SceneTwo · 水分子

抽象粒子演绎：形态、躁动、脏迹

架构特性

统一节奏

全局唯一平滑来源，所有过渡缓动天然一致

迟滞防抖

阈值判定带双侧迟滞，数据抖动不闪烁

自动同步

后加入的物体注册即取当前值，无冷启动

响应组件按需改造

驱动与接口层可作基础；视觉响应按主题重新开发

04 · 场景成果 · 微缩花园

一座会感知气候的花园

植被消长

温湿度进入适宜区间，植物错落生长；偏离区间原地枯缩淡出，兴衰清晰可读

天气流转

湿度与温度量化为晴、雾、雨、雪四种天气，以约十秒的自然融合平滑切换

生物活动

甲虫沿样条路径走走停停；蝴蝶仅在全部气候轴都适宜时，才现身活动

细节反馈

湿度升高时玻璃瓶表面水珠凝结增多，局部雾气随水汽同步萦绕变浓

04 · 实际运行演示 · 水分子

水分子场景：参数变化与画面响应

核心、外围分子、翼群与尘埃共同构成抽象空气状态。点击画面播放原始演示。

A

水之种

八个永生核心锚定全场景构图，是形态变化的中心

B

水之壳

每簇八十至三百颗水分子，湿度表达的量化主体

C

水之翼

环绕核心飞行的翼群，为画面加入动感与生命感

D

尘埃

高密度悬浮微粒，直观呈现空气的浑浊与清洁度

05 · 抽象方案 · 动态设计依据

每一种运动，都有明确的设计依据

湿度

→ 形态

设计以核心与外围粒子的聚散表达湿度。引擎中落实为松散、簇、链、圆盘四种构图，并连续调节数量与位置。

温度

→ 躁动

设计定义翅片开合与运动节奏。引擎中通过材质形变控制扇翅，并让运动速度随温度连续变化。

清洁度

→ 脏迹

设计用背景变化表达空气状态。当前版本以脏迹、尘埃与暗角反馈清洁度，形成可调的视觉层次。

06 · 连续控制与工程实现

细微的数据变化，也能实时调整画面

实时调参工作台

34

项粒子参数 · 全部实时可调

＋3 条空气轴滑块

温度 / 湿度 / 清洁度即拖即现

所见即所得

调整无需重启，当场看到效果

一键恢复初始值

调参安全，随时回到基准状态

01

纯着色器扇翅

使用材质顶点位移实现扇翅，无需骨骼动画。模型可同步或错相摆动，并随温度调整节奏。

02

几何占用检测

粒子进入核心保护范围时自动避让或隐藏，降低对主体构图的遮挡。

03

远端设备联动

远端设备联动功能已实装。Android 端已完成打包，尚未开展终端性能优化。

07 · 制作流程

UE 实时项目的六阶段制作流程

01

目标与验收

确认展示目标、终端和验收标准

4–8 人天

02

数据与视觉映射

定义数据如何驱动视觉变化

6–12 人天

03

技术与视觉原型

验证核心效果、设备链路与性能

10–20 人天

04

美术内容生产

制作场景、模型、材质和动态特效

24–60 人天

05

UE 系统与联动

开发数据接入、视觉响应与设备联动

20–54 人天

06

整合优化与交付

完成整合、终端优化和现场验收

6–26 人天

首版可演示：2 人核心团队，约 1.5–3 个月

首版后继续优化与验收。完整落地合计 70–180 人天，04/05 并行，评审贯穿全程。

08 · 阶段交付

阶段成果与验证

当前已有成果

✓

三轴气候驱动框架

三轴驱动管线可沿用，七类响应组件需按主题改造

✓

两个完整场景

微缩花园与水分子两套场景，均有实际运行演示

✓

实时调参工作台

Slate 菜单集成 34 项粒子参数与三条空气轴滑块

✓

Android 安装包

已完成 Android 打包，尚未开展终端性能优化

成果价值与验证边界

语言成立

三轴数据已有对应视觉响应，演示呈现状态变化与连续过渡

气质互补

花园亲切易懂，适合公共空间；水分子纯粹艺术，适合展厅与数字艺术场景

设备联动已实装

已实现远端设备联动。Android 端已打包，性能优化与长时运行验证尚待开展。

已有成果：场景、调参工具、设备联动、APK

方案对比与投入评估

连续响应与离散状态

UE 实时方案

连续参数，细微变化也能表达

在已设计的映射范围内，实时驱动材质、粒子与场景。

中间状态由引擎计算，支持具象与抽象视觉方向。

AI 视频方案

预制状态，按档位切换画面

先生成循环与迁移素材，再由环境数据调度播放。

同一档位内的细微读数变化，不新增环境状态。

AI 状态规模

状态循环

有向迁移

视频合计

3 × 3（当前方案）

9 段

24 段

33 段

4 × 4（扩展测算）

16 段

48 段

64 段

3 × 3 × 3（三轴测算）

27 段

108 段

135 段

仅制作相邻状态迁移，正反向分别生成；每状态一个循环，未计候选重试与循环变体。

4 × 4 素材量接近翻倍；加入第三个维度，制作与审片负担进一步增加。

方案对比与投入评估

投入结构与后续主题复用边界

AI 视频

首次投入平台，后续以内容生产为主

01 方法验证

模型、主体一致性、循环与迁移规则

01–03 目标与原型

重新确定视觉映射，并验证核心效果

02 平台建设

生成编排、任务恢复、候选与版本管理

04 美术资产

场景、模型、材质、动画与特效重做

03 内容生产

定稿状态图，生成、筛选并修补视频

05 场景响应

接入层可沿用，视觉响应需重新开发

04 播放交付

状态调度、环境数据接入及终端验证

06 整合交付

新内容重走优化、打包和现场验收

UE 实时

新主题重走制作流程，复用范围有限

换主题：复用平台，重新生成与审核内容

同终端与接口下可复用：工程配置、接入层、打包流程

UE 新主题仍需重走 01–06，投入与工期按新主题复杂度重新估算。

方案对比与投入评估

完整落地投入与换主题成本

总投入包含首版及后续优化、验证和交付，单位：人天

AI 视频

75–120

首次完整落地 / 人天

平台建设 70–110

＋ 主题内容与交付 5–10

后续更换主题

5–10 人天

同规模 3×3，复用生成管理与播放平台

状态图、视频及审片重新制作

UE 实时

70–180

首次完整落地 / 人天

01–03 目标／映射／原型 20–40

＋ 04–06 美术／系统／交付 50–140

后续更换主题 · 粗略估算

约 60–180 人天

同终端／接口可沿用工程、接入与打包流程

投入随主题难度、试错轮次与终端要求浮动

仅供讨论，复杂主题可能超出区间

讨论区间，按单主题、单终端估算。AI 为 9 状态、33 段视频。运维、API、算力与硬件另计。

11 · 阶段结论

双场景与远端设备联动已实装

01

双场景实时表达

花园与水分子场景已形成，三轴参数与调参工作台支持连续视觉响应

02

远端设备联动

远端设备联动功能已实装，纳入本阶段已完成成果

03

Android 端已打包

已生成 Android 安装包，尚未开展性能优化与长时运行验证

ClimaViz 项目组 · 2026 · 09

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