登月舱着陆的画面是什么样的？埃默里·瑞德航空大学（Embry-Riddle Aeronautical University）学生运营的太空技术实验室（STL）正在使用 Cesium Moon 和 Cesium for Unreal，在 EagleCam 2.0 执行 IM-3 任务并拍摄首张月球自拍之前，对其相机系统进行测试。
STL 利用 Cesium 构建了相机系统与大规模月球地形的数字孪生体，用于测试各项参数，并掌握任务期间何时需要进行调整。图片来源：埃默里·瑞德太空技术实验室。
IM-3 属于 NASA 商业月球有效载荷服务（CLPS）计划，预计将于 2026 年底前发射升空。EagleCam 2.0 的主要任务是采集高信息量的图像，供飞行后进行分析。为了评估安装配置，团队没有选择搭建 Intuitive Machines 月球着陆器的物理原型；为了避免浪费有限的实验室预算购置不匹配的光学镜头，也为了避免拍摄与月球实际地表不符的地球地面影像，STL 转而使用 Cesium 构建了相机系统与大规模月球地形的数字孪生体。通过该模型，他们能够测试各项参数，并精准掌握任务期间何时需要进行调整。
STL 为商业任务及研究合作伙伴开发硬件，目前有 15 至 20 名本科生至博士生积极参与 EagleCam（尺寸仅为 10 cm × 10 cm × 10 cm）的开发工作。其中两到三名学生专门负责数字孪生体的开发。EagleCam 从设计、制造到操作均由学生独立完成。
此次是高校第二次向月球发射有效载荷，此前 EagleCam 1.0 已成功完成首次任务。
EagleCam 2.0 的研发工作于 2025 年启动。STL 在 EagleCam 1.0 中遇到的挑战——例如预测月球光照条件、确定相机位置、处理鱼眼镜头成像特性以及保障视场覆盖范围等——促使团队开发数字孪生模型，以指导 EagleCam 2.0 的全生命周期研发。
EagleCam 从设计、制造到操作均由学生独立完成。图片来源：埃默里·瑞德太空技术实验室。
为了在 IM-3 着陆（甚至发射）之前看到月球，STL 使用了 Cesium Moon 和 Cesium for Unreal。STL 通过 Cesium ion SaaS 将 Cesium Moon 流式传输到 Unreal Engine 中的 EagleCam 数字孪生体中。Cesium Moon 是一个完整的单一 3D Tileset，由 NASA 月球勘测轨道飞行器（LRO）计划及其他来源的精确地形和影像数据构成。每位学生都拥有独立的 ion 账户，因此他们可以融合与任务相关的数据资产，例如着陆点的高分辨率 geoTIFF 文件。
由于 Cesium Moon 基于 3D Tiles 格式，场景细节会根据当前活动相机动态加载，无需实验室去管理一个庞大的月球网格模型，从而显著提升了开发与导航效率。
在 Cesium Moon 的基础上，STL 通过 Unreal Engine 中的 MaxQ Spaceflight Toolkit 添加了飞行相机的传感器与镜头参数、相机位置与姿态、真实的曝光控制、约 100,000 lux 的太阳光照，以及基于 NASA SPICE 的时间轴日月地几何关系。Unreal 会为每个镜头生成六个渲染目标，并将其合成鱼眼图像，同时支持导出图像集用于校准或 NASA Ames Stereo Pipeline 处理。团队还添加了轨道轨迹，以便测试机动动作并观察机动过程中的视场角（FOV）。
搭建该数字孪生体耗时五到六个月，但现在 Sam Nikolov 及其实验室同伴只需输入镜头规格，即可在几分钟内获得渲染结果。Cesium Moon 作为精确的三维基础图层，提供了与任务相关的地理空间上下文；STL 的相机模型负责生成合成立体图像；NASA Ames Stereo Pipeline 则从这些图像中重建地形，所有流程均在 Unreal Engine 中完成。（STL 也使用 Cesium for Unity 进行快速的镜头着色器原型开发。）以往只能虚构一个镜头搭配月球上的随机点位来预览画面效果，如今 STL 能够获得精准的预测结果，从而为选择何种镜头及设置参数以获取可用影像提供决策依据。
长达 240,000 英里的太空旅程并非简单的现场维修；在发射前对硬件进行验证至关重要。
Nikolov 长期致力于软件开发工作，涵盖卫星固件、图像处理以及 STL 的数字孪生项目。他解释道：“如果没有 Cesium，我们将不得不自行寻找、处理、打包、地理配准、流式传输并渲染高分辨率月球地形。这不仅会耗费巨大精力，还会在我们真正关注的相机问题出现之前就增加额外风险。Cesium 为我们两到三人的小组提供了地形、坐标系、LOD 和流式传输的基础架构，使我们能够专注于镜头、校准、光照及操作用例的研究。Cesium ion 从未让我们失望。”
STL 在 EagleCam 1.0 阶段遇到的挑战促使团队构建了数字孪生体，以指导 EagleCam 2.0 的全生命周期设计。图片来源：Embry-Riddle Space Technologies Laboratory。
Nikolov 表示，最大的成功在于在匹配设置下，模拟图像与实验室真实相机参考画面极其接近。实验室会选定具体的日期和时间，在户外拍摄月球照片，并结合大气条件进行考量，随后将实拍结果与模拟视图进行对比——两者不仅在视觉上极具说服力，且数据准确无误。
随着 IM-3 飞向月球，STL 可借助数字孪生体查阅预期的相机设置与视场角（FOV），并评估回传数据是否足以支持后续分析。这意味着该数字孪生体贯穿了 EagleCam 的全生命周期：涵盖设计、硬件选型与布局、任务预演、运行操作以及飞行后分析。
观看 Sam Nikolov 在 2026 Cesium Developer Conference 上的闪电演讲，了解 Cesium 在 EagleCam 2.0 中所扮演的角色。
借助 Cesium，STL 的 EagleCam 数字孪生体实现了风险降低、迭代加速、设计信心提升、研究成果增强，并为未来合作奠定了更坚实的基础。它也将学生们在畸变曲线和图纸上付出的辛勤劳动，转化为直观且沉浸式的可视化成果。
若要在您的 Cesium for Unreal 项目中添加 Cesium Moon，请参阅本指南。