基於 WebGL 的 HTML5 3D 工控隧道視覺化系統

前言

隧道的專案我目前是第一次接觸，感覺做起來的效果還蠻讚的，所以給大家分享一下。這個隧道專案的主要內容包括：照明、風機、車道指示燈、交通訊號燈、情報板、消防、火災報警、車行橫洞、風向儀、COVI、微波車檢以及隧道緊急逃生出口的控制。這個例子我主要講一下風向儀、排風以及逃生出口的動畫設定， 還有就是點選交通訊號燈，彈出視窗可以選擇當前訊號燈的資訊等內容。

本文例子演示地址：http://www.hightopo.com/demo/tunnel/index.html

本例效果圖：

專案實現

我是用 HT 做的整個例子，首先建立 3D 場景，HT 有 3D 元件，可以直接通過 new ht.graph3d.Graph3dView 3D 元件來建立一個例項，然後通過 getView() 函式獲取元件的底層 div，既然是 div，那位置顯示控制就容易得多了：

dm = new ht.DataModel(); // 資料容器，可以將顯示在介面上的所有資料通過 dataModel.add 儲存在資料容器中
g3d = new ht.graph3d.Graph3dView(dm); // 3D 元件
g3d.addToDOM(); // 將 3D 元件的底層 div 新增到 body 中

HT 的元件一般都會嵌入 BorderPane、SplitView 和 TabView 等容器中使用，而最外層的 HT 元件則需要使用者手工將 getView() 返回的底層 div元素新增到頁面的 DOM 元素中，這裡需要注意的是，當父容器大小變化時，如果父容器是 BorderPane 和 SplitView 等這些HT預定義的容器元件，則HT的容器會自動遞迴呼叫孩子元件 invalidate 函式通知更新。但如果父容器是原生的 html 元素， 則HT元件無法獲知需要更新，因此最外層的 HT 元件一般需要監聽 window 的視窗大小變化事件，呼叫最外層元件 invalidate 函式進行更新。

為了最外層元件載入填充滿視窗的方便性，HT 的所有元件都有 addToDOM 函式，其實現邏輯如下，其中 iv 是 invalidate 的簡寫：

addToDOM = function(){   
    var self = this,
        view = self.getView(),  // 獲取元件的底層 div
        style = view.style;
    document.body.appendChild(view); // 將元件的底層 div 新增進 body 中           
    style.left = '0'; // HT 元件預設設定 position 樣式屬性為 absolute 絕對定位方式
    style.right = '0';
    style.top = '0';
    style.bottom = '0';      
    window.addEventListener('resize', function () { self.iv(); }, false);            
}

載入場景

最讓我開心的應該是我的開發基本上跟設計部分完全分離了，因為 HT 可以通過 ht.Default.xhrLoad 函式直接載入 json 檔案的場景，這樣我跟設計師就是雙程式了，非常開心呢~載入場景有三個步驟，如下：

ht.Default.xhrLoad('scenes/隧道.json', function(text){ // 載入 json 場景
    var json = ht.Default.parse(text); // 轉義 json 檔案
    dm.deserialize(json); // 將 json 內容反序列化到場景中
    // 可以在這個裡面任意操作 datamodel 資料容器中的資料了
}

新增動畫

我在場景中新增了一些功能，包括前面提到過的一些動畫操作，HT 封裝好的 dataModel.addScheduleTask(task) 通過運算元據容器 dataModel 來控制載入動畫，動畫部分在引數 task 中宣告，task 為 json 物件，可指定如下屬性：

• interval：間隔毫秒數，預設值為 10
• enabled：是否啟用開關，預設為 true
• action：間隔動作函式，該函式必須設定

我的動畫一共三個，兩個隧道中各有一個風扇、一個風向儀以及一個卷閘門。設定這三個圖元變化即可，我在 json 中分別將這三個圖元的 tag 設定為 feng、feng2 以及 door，在程式碼中我就可以直接呼叫這三個圖元的 tag 屬性：

var task = {
    action: function(data){
        if(!data.getTag()) return;
        var tag = data.getTag(); // 獲取圖元的 tag 屬性
    if(tag === 'feng'){
        data.r3(0, (data.r3()[1]+Math.PI/12), 0); // r3 為 3d 中的旋轉，這裡 y 軸在原來的基礎上再旋轉 Math.PI/12 角度
    }else if(tag === 'feng2'){
        data.r3(0, 0, data.r3()[2]+Math.PI/12);
    }else if(tag === 'door'){
            if(data.getTall() > 0){ // 獲取圖元的 tall 屬性，高度
                data.setTall(data.getTall()-20); // 設定高度為當前高度減去20
            }
        }
    }
}
dm.addScheduleTask(task); // 在資料容器 dataModel 中新增排程任務

新增資訊表單

接著是建立 form 表單，在表單上新增一些資訊，比如交通燈的切換等等，場景預設顯示的右上角的 form 表單我們這裡不做解釋，內容跟點選交通燈出現的 form 表單差不多，所以我們主要說明一下點選交通燈時出現的表單：

表單中重複的部分比較多，我挑出三個部分來解釋一下：文字部分、“當前狀態”顯示的圖示以及下面“修改狀態”中的圖示點選選擇部分：

form.addRow([ // addRow 新增一行 我這個部分是新增一個標題
    {
        element: '交通燈控制', // 這一行第一部分的顯示文字
        align: 'center', // 文字對齊方式
        color: 'rgb(0,210,187)', // 文字顏色
        font: 'bold 16px arial, sans-serif' // 文字字型
    }
], [0.1]); // 記得要設定這行的寬度
form.addRow([ // 這行中有兩個部分，一個“裝置描述”，一個 文字“0”，所以要設定兩個寬度，寬度要放在一個陣列中      
    '裝置描述:', // 第一部分
    { // 第二部分
        element: '0',
        color: 'rgb(0,210,187)'
    }
],[80, 0.1], 34); // addRow 函式第二個引數為寬度設定，將上面內容的寬度依次放進這個陣列中。第三個引數為高度
form.addRow([     
    '當前狀態:',
    { // 也可以將陣列中的某個部分設定為空字串，佔據一些寬度，這樣比例比較好調
        element: ''
    },
    {
        id: '105', // id唯一標示屬性，可通過formPane.getItemById(id)獲取新增到對應的item物件
        button: { // 按鈕，設定了該屬性後HT將根據屬性值自動構建ht.widget.Button物件，並儲存在element屬性上
            icon: 'symbols/隧道用圖示/light.json', // 按鈕上的顯示圖示
            background: 'rgba(0,7,26,0.60)', // 按鈕背景
            borderColor: 'rgb(0, 7, 26)', // 按鈕邊框顏色
            clickable: false // 是否可點選
        }
    }
],[80, 0.1, 84], 30);
form.addRow([ // 如果和上面一行的距離差別與其它行間距不同，可以通過增加一行空行，設定高度即可                    
    '',
    {
        element: ''
    }
], [200, 0.1], 10);
form.addRow([                    
    '修改狀態:',
    {
        element: ''
    },
    {
        button: {
            icon: 'symbols/隧道用圖示/light.json', // 設定按鈕的圖示
            background: 'rgba(0,7,26,0.60)',
            borderColor: 'rgb(0, 7, 26)',
            groupId: 'btn', // 通過getGroupId和setGroupId獲取和設定組編號，屬於同組的togglable按鈕具有互斥功能。後面的三個按鈕也是設定了同一個 groupId
            onClicked: function(e){ // 點選後的回撥函式
                btnClick('light'); 
            }
        }
    }
],[80, 0.1, 84], 30);

這個 form 表單的背景只是設定了一張圖片而已：

background: url('assets/控制.png') no-repeat;

上面還有一個部分沒有提及，就是點選按鈕後呼叫的 btnClick 函式：

function btnClick(imageName){
    if(flag === 1){ // 做的判斷是根據3d的事件來處理的，等下會提
        dm.getDataByTag('light').s({ // 通過getDataByTag獲取節點，設定節點的style樣式
            'back.image': 'symbols/隧道用圖示/'+imageName+'.json', // 設定圖元的背面圖片
            'front.image': 'symbols/隧道用圖示/'+imageName+'.json' // 設定圖元你的前面圖片
        });
    }else if(flag === 2){
        dm.getDataByTag('light1').s({
            'back.image': 'symbols/隧道用圖示/'+imageName+'.json',
            'front.image': 'symbols/隧道用圖示/'+imageName+'.json'
        });
    }else{}
    form.getViewById(105).setIcon('symbols/隧道用圖示/'+imageName+'.json'); // 設定id為105的item內容顯示的圖示為form表單上點選的交通燈的按鈕的圖示
}

點選事件

最後就是點選事件了，一個是點選 3D 中的交通燈後出現交通燈控制的 form 表單，還有一個就是點選 form 表單上的“修改狀態”中的圖示事件：

g3d.mi(function(e){ // addInteractorListener 函式 監聽場景中的事件
    form.getView().style.display = 'none'; // 所有的點選圖元事件都先將form隱藏
    if(e.kind === 'clickData'){ // 點選圖元
        if(e.data.getTag() === 'light'){ // 如果圖元是正面的隧道的燈
        	form.getView().style.display = 'block'; // 顯示form表單
            form.iv(); // 重新整理form表單，不然介面無法獲知此時需要重新整理form顯示上面的內容，必須手動操作
        	flag = 1;
        }else if(e.data.getTag() === 'light1'){ // 背面的隧道的燈，點選切換隧道中的燈的顯示，另外一個隧道中的燈不可能一起改變，所以要區分開
        	form.getView().style.display = 'block';
            form.iv();
        	flag = 2;
    }else if(e.data.getTag() === 'wall'){ // 隧道牆體
        e.data.s({
            'shape3d.transparent': true, // 開啟設定透明的開關
        	'shape3d.opacity': 0.2, // 設定透明度
        	'3d.selectable': false // 點選後就不可選中隧道了
        });
    }
    }else if(e.kind === 'doubleClickBackground'){ // 點選空白處 設定隧道牆體不透明
        dm.getDatas().forEach(function(data){ // 遍歷dataModel
        if(data.getTag() === 'wall'){
            data.s({
            	'shape3d.transparent': false, // 關閉設定透明的開關，這樣可以不用控制透明度
            	'3d.selectable': true // 雙擊空白處可以使得隧道變得可選中
        });
        }
    });
    }
});

本文例子地址：http://www.hightopo.com/demo/tunnel/index.html