鸿蒙原子化服务+CryEngine：一键生成3D可视化工具的小程序开发

引言

鸿蒙（HarmonyOS）的原子化服务（Atomic Service）以“轻量化、即点即用”为核心，用户无需安装完整应用，通过“原子化卡片”即可快速调用高频功能。结合CryEngine的高性能3D渲染能力，可开发一款“一键生成3D测量/标注工具”的原子化小程序，实现“拍照→生成3D模型→实时标注→导出数据”的全流程轻量化操作。本文将从原子化服务架构设计、CryEngine集成、3D交互逻辑到代码实现，详解开发全流程。

一、核心需求与技术架构

1.1 需求场景

用户通过原子化卡片快速完成以下操作：
3D建模：上传或拍摄房间/家具照片，自动生成简化3D模型。

测量标注：在3D模型上点击两点测量距离，或框选区域计算面积。

数据导出：生成测量报告（文本/图片），支持分享至鸿蒙设备或其他应用。

1.2 技术架构

原子化服务作为前端入口，负责用户交互与轻量化逻辑；CryEngine作为渲染引擎，嵌入原子化服务中处理3D模型加载、交互渲染；鸿蒙分布式能力（如@ohos.distributedData）实现测量数据的跨设备同步。

架构图如下：

原子化卡片（鸿蒙UI） → 触发CryEngine渲染 → 3D模型加载 → 用户交互（触摸/手势） → 测量算法计算 → 结果展示/导出

二、环境准备与工具链

2.1 硬件与软件需求
开发机：Windows 10/11（CryEngine编辑器仅支持Windows）。

目标设备：鸿蒙手机/平板（如华为MatePad 11，API 9+，支持原子化服务）。

工具链：

CryEngine 5.1（Vulkan渲染后端，需集成鸿蒙NDK）。

DevEco Studio 3.2+（鸿蒙原子化服务开发）。

3D建模工具（Blender，用于生成测试模型）。

2.2 原子化服务注册与配置
创建原子化服务工程：

在DevEco Studio中新建“Atomic Service”工程（包名：com.example.3dmeasure），选择“API 9”（支持原子化卡片）。
配置CryEngine集成：

将CryEngine的Vulkan渲染库（.so文件）放入entry/src/main/jniLibs/arm64-v8a目录。

在build.gradle中添加依赖：

      android {
     sourceSets {
         main {
             jniLibs.srcDirs = ['libs', 'src/main/jniLibs/']

}

声明原子化服务能力：

在config.json中添加原子化服务元数据：
“app”: {

   "abilities": [

“name”: “.MainAbility”,

       "type": "atomicService",
       "icon": "$media:icon",
       "label": "3D测量工具",
       "skills": [

“entities”: [“entity.system.home”],

           "actions": ["action.system.measure"]

]

]

}

三、CryEngine集成：轻量化3D渲染模块

3.1 原子化服务中嵌入CryEngine视图

原子化服务的主界面由AbilitySlice管理，需将CryEngine的渲染视图（CRenderView）嵌入其中。关键代码如下：

ArkTS端（主界面）
// MainAbilitySlice.ets
import nativeEngine from ‘@ohos.nativeEngine’;

@Entry
@Component
struct MainAbilitySlice {
private nativeView: nativeEngine.NativeView = null;

aboutToAppear() {
// 初始化CryEngine
nativeEngine.invoke(‘InitCryEngine’, (err, data) => {
if (err.code === 0) {
// 创建并挂载CryEngine渲染视图
this.nativeView = new nativeEngine.NativeView({
width: ‘100%’,
height: ‘100%’,
backgroundColor: ‘#FFFFFF’
});
this.content.insertAdjacentView(this.nativeView, ‘beforeEnd’);
else {

    Text('引擎初始化失败！')
      .fontSize(20)
      .color('#FF0000')

});

build() {

Column() {
  if (this.nativeView) {
    this.nativeView

else {

    Text('正在加载3D引擎...')
      .fontSize(20)
      .color('#666666')

}

.width('100%')
.height('100%')

}

C++端（引擎初始化）
// EngineInit.cpp
include <hilog/log.h>

include <ohos/aafwk/content/window.h>

include “CryEngine.h”

// 鸿蒙窗口句柄（通过AbilitySlice传递）
extern OHOS::Window* g_harmonyWindow;

// 全局引擎指针
CCrySystem* g_pSystem = nullptr;

bool InitCryEngineForAtomic() {
// 初始化CryEngine核心系统
g_pSystem = CCrySystem::GetInstance();
if (!g_pSystem->Initialize()) {
HILOG_ERROR(“CryEngine system init failed”);
return false;
// 创建Vulkan渲染器（适配鸿蒙）

CRenderer* pRenderer = gEnv->pRenderer;
SRendererInitParams rendererParams;
rendererParams.pWindow = g_harmonyWindow->GetNativeWindow(); // 绑定鸿蒙窗口
rendererParams.eRenderer = eRenderer_Vulkan;
rendererParams.width = 1080; // 原子化服务默认宽度
rendererParams.height = 1920; // 原子化服务默认高度
if (!pRenderer->Initialize(rendererParams)) {
HILOG_ERROR(“Renderer init failed”);
return false;
// 设置资源路径（指向原子化服务本地Assets）

gEnv->pFileIO->SetAlias(“@assets@”, “@ohos.assets@/CryEngine/Assets”);
return true;
// 导出为鸿蒙可调用的函数

extern “C” attribute((visibility(“default”))) bool InitEngine() {
return InitCryEngineForAtomic();

四、3D测量核心逻辑：从交互到计算

4.1 3D模型加载与简化

为实现“一键生成”，需将用户上传的照片或场景快速转换为3D模型。这里采用照片建模简化方案：使用预训练的深度学习模型（如MiDaS）生成深度图，结合CryEngine的网格生成工具快速创建简化模型。

代码示例：模型生成（C++）
// ModelGenerator.cpp
include “CryEngine.h”

include <opencv2/opencv.hpp> // 使用OpenCV处理深度图

// 生成简化3D模型（基于深度图）
bool GenerateSimplifiedModel(const std::string& depthImagePath, const std::string& outputPath) {
// 读取深度图（假设已通过AI模型生成）
cv::Mat depthMap = cv::imread(depthImagePath, cv::IMREAD_ANYDEPTH);
if (depthMap.empty()) {
HILOG_ERROR(“Depth map load failed”);
return false;
// 创建CryEngine网格

_smart_ptr<IMesh> pMesh = gEnv->pRenderer->CreateMesh();
std::vector<Vec3> vertices;
std::vector<Vec2> texCoords;
std::vector<uint16> indices;

// 简化网格生成（按固定步长采样深度图）
int step = 10; // 控制模型面数（步长越大，面数越少）
for (int y = 0; y < depthMap.rows; y += step) {
for (int x = 0; x < depthMap.cols; x += step) {
float depth = depthMap.at<ushort>(y, x) / 1000.0f; // 深度值转米
Vec3 pos(x 0.01f, -y 0.01f, -depth); // 坐标转换（假设相机朝Z轴负方向）
vertices.push_back(pos);
texCoords.push_back(Vec2(x / (float)depthMap.cols, y / (float)depthMap.rows));
if (x > 0 && y > 0) {
uint16 topLeft = (y/step)*((depthMap.cols/step)) + (x/step);
uint16 topRight = topLeft + 1;
uint16 bottomLeft = topLeft + (depthMap.cols/step);
indices.push_back(topLeft);
indices.push_back(bottomLeft);
indices.push_back(topRight);
}

// 设置网格数据

pMesh->SetVertices(vertices.data(), vertices.size());
pMesh->SetTexCoords(texCoords.data(), texCoords.size());
pMesh->SetIndices(indices.data(), indices.size());

// 保存模型到Assets
gEnv->pFileIO->WriteFile(outputPath, pMesh->GetRawData(), pMesh->GetRawSize());
return true;

4.2 触摸交互与测量逻辑

用户在3D模型上点击两点，计算两点间距离；框选区域时，通过凸包算法计算面积。

代码示例：测量逻辑（C++）
// MeasureTool.cpp
include “CryEngine.h”

include <vector>

include <algorithm> // 用于凸包计算

// 计算两点间距离
float CalculateDistance(const Vec3& p1, const Vec3& p2) {
return sqrt(pow(p2.x - p1.x, 2) + pow(p2.y - p1.y, 2) + pow(p2.z - p1.z, 2));
// 计算多边形面积（凸包）

float CalculatePolygonArea(const std::vector<Vec2>& points) {
if (points.size() < 3) return 0.0f;

// 凸包算法（Andrew’s Monotone Chain）
std::vector<Vec2> hull;
std::sort(points.begin(), points.end(), const Vec2& a, const Vec2& b {
return a.x < b.x || (a.x == b.x && a.y < b.y);
});

// 构建下凸包
for (const auto& p : points) {
while (hull.size() >= 2 && Cross(hull.back() - hull[hull.size()-2], p - hull.back()) <= 0) {
hull.pop_back();
hull.push_back§;

// 构建上凸包

size_t lower_size = hull.size();
for (auto it = points.rbegin(); it != points.rend(); ++it) {
const auto& p = *it;
while (hull.size() > lower_size && Cross(hull.back() - hull[hull.size()-2], p - hull.back()) <= 0) {
hull.pop_back();
hull.push_back§;

// 计算面积

float area = 0.0f;
for (size_t i = 0; i < hull.size() - 1; ++i) {
area += Cross(hull[i], hull[i+1]);
return fabs(area) / 2.0f;

// 处理触摸事件（传递自鸿蒙UI）

void OnTouchEvent(const TouchEvent& event) {
static std::vector<Vec3> selectedPoints;

if (event.type == TouchType::DOWN) {
// 将屏幕坐标转换为3D世界坐标（需考虑相机投影）
Vec3 worldPos = ConvertScreenToWorld(event.touches[0].x, event.touches[0].y);
selectedPoints.push_back(worldPos);

// 渲染选中点（添加球体标记）
AddSphereMarker(worldPos, 0.05f, Vec3(1, 0, 0)); // 红色标记

else if (event.type == TouchType::UP && selectedPoints.size() >= 2) {

// 计算距离并显示
float distance = CalculateDistance(selectedPoints[0], selectedPoints[1]);
ShowMeasurementResult("距离：%.2f米", distance);

// 清空选中点
selectedPoints.clear();

}

4.3 结果展示与导出

测量结果通过原子化卡片的文本组件展示，并支持导出为图片或文本文件（利用鸿蒙的@ohos.fileio接口）。

ArkTS端（结果展示）
// MainAbilitySlice.ets
import fileio from ‘@ohos.fileio’;

@State resultText: string = ‘’;
@State measurementImage: Resource = $r(‘app.media.default_image’);

// 显示测量结果
function showResult(text: string) {
this.resultText = text;
// 导出结果为图片

function exportResult() {
// 获取CryEngine渲染的当前帧为图片
nativeEngine.invoke(‘CaptureRenderImage’, (err, imagePath) => {
if (err.code === 0) {
// 保存图片到本地
fileio.open(imagePath, fileio.OpenMode.READ_ONLY).then((fd) => {
fileio.write(fd, imagePath, ‘measurement_result.png’).then(() => {
prompt.showToast({ message: ‘导出成功’ });
});
});
});

build() {

Column() {
// 3D渲染视图
if (this.nativeView) {
this.nativeView
// 测量结果显示

Text(this.resultText)
  .fontSize(20)
  .margin({ top: 20 })

// 导出按钮
Button('导出结果')
  .onClick(() => this.exportResult())
  .margin({ top: 20 })

}

五、测试与优化：轻量化体验保障

5.1 性能瓶颈与优化策略
瓶颈 现象 解决方案

3D渲染卡顿 帧率＜30FPS 启用动态分辨率缩放（DRS）；降低模型面数（目标＜5000面）。
模型生成耗时 照片转3D耗时＞5s 优化深度图生成算法（使用轻量级AI模型）；预加载常用场景模型。
触摸交互延迟 点击响应慢 优化坐标转换算法（使用近似计算）；减少渲染线程阻塞。

5.2 调试工具推荐
鸿蒙调试：使用DevEco Studio的“Device Manager”查看原子化服务状态，通过“HiProfiler”分析应用性能。

CryEngine调试：启用Render Debugger（Ctrl+Alt+F11）查看渲染耗时，检查材质/光照是否正确应用。

结语

通过鸿蒙原子化服务的轻量化入口与CryEngine的高性能3D渲染能力，我们开发了一款“一键生成3D测量/标注工具”的小程序。核心在于利用鸿蒙的原子化服务机制实现即点即用，结合CryEngine的快速模型生成与交互渲染能力，将传统3D测量工具的复杂流程简化为“拍照→生成→标注→导出”的一站式操作。未来可扩展支持更多场景（如家具摆放模拟、空间规划），或结合鸿蒙的空间计算能力（如AR投影），进一步提升工具的实用性。

附录：完整项目结构示例

3DMeasureAtomic/
├── entry/src/main/ets/ # 鸿蒙原子化服务代码
├── MainAbilitySlice.ets # 主界面逻辑

└── MeasurementResult.ets # 结果展示组件

├── entry/src/main/cpp/ # C++渲染与测量逻辑
├── EngineInit.cpp # 引擎初始化

├── ModelGenerator.cpp # 模型生成

└── MeasureTool.cpp # 测量计算

├── jniLibs/arm64-v8a/ # CryEngine动态库
└── libCryEngine.so

└── Assets/ # CryEngine资源
├── Models/ # 测试模型（简化房间、家具）
└── Textures/ # 材质贴图（PNG/JPG）