基於 WebGL 的 HTML5 3D SCADA 主站系統

圖撲軟體發表於2019-05-06
WebHTML3D

前言

這個例子的初衷是模擬伺服器與客戶端的通訊，我把整個需求簡化變成了今天的這個例子。3D 的模擬一般需要鷹眼來輔助的，這樣找產品以及整個空間的概括會比較明確，在這個例子中我也加了，這篇文章算是我對這次專案的一個總結吧。

例子連結： http://www.hightopo.com/demo/3DEdgeFlow/index.html

本文動圖：

圖片描述

程式碼實現

進入正題，整個例子僅僅是用了兩百多行程式碼來實現，這就是我喜歡用 HT 的原因，能夠進行快速開發。現在 Web3D 技術興起，大體就是分為兩派：外掛派和 HTML5 派。HT 就是基於 HTML5 的，不需要安裝任何外掛，啊，跑題了。。。

場景搭建

首先，還是從場景的搭建開始，這個介面是在 body 體上新增了三個部分：3D 元件，表單元件以及拓撲元件（2D 元件）。新增的方式是這樣的：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); // 將底層 div 新增進 body 中            
    style.left = '0'; // HT 預設元件的 position 為 absolute 絕對定位，所以要設定位置
    style.right = '0';
    style.top = '0';
    style.bottom = '0';      
    window.addEventListener('resize', function () { self.iv(); }, false); // 當視窗大小變化時觸發事件，呼叫 iv 函式，重新整理頁面     
}

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。

因為這個函式是將 style 中的位置都固定了，所以不能將所有的元件都用這個函式，我們按照這個函式的方式將拓撲元件和屬性元件新增進介面中，3D 元件直接利用 addToDOM 函式即可：

dm = new ht.DataModel();
g3d = new ht.graph3d.Graph3dView(dm); // 3d 元件
g3d.addToDOM(); // 將元件新增進 body 體中
g3d.setDashDisabled(false); // 開啟虛線流動
g3d.setMovableFunc(function(){ // 過載移動函式
    return false; // 返回false，所有的圖元都不可移動
});
g3d.setEye([-813, 718, 1530]); // 設定 eye 
g3d.setCenter([140, -25, 217]); // 設定 center（target）
gv = new ht.graph.GraphView(dm); // 2D 元件
gv.getView().className = 'graphview'; // HT 元件根層都是一個 div，通過 getView() 函式獲取
document.body.appendChild(gv.getView()); // 將拓撲元件新增進 body 體中
gv.fitContent(true); // 縮放平移整個拓撲以展示所有的圖元
var form = new ht.widget.FormPane(); // 表單皮膚元件
var view = form.getView(); // 獲取表單底層div
document.body.appendChild(view); // 將表單元件的底層div新增進body中
form.setWidth(200); // 設定表單皮膚的寬度
form.setHeight(140);
view.style.top = '5px'; // 設定表單皮膚底層div位置
view.style.right = '5px';
view.style.background = 'rgba(255, 255, 255, 0.2)';

拓撲元件和屬性元件的樣式我就不再贅述了，只是設定了一個背景顏色以及 left right top bottom 位置而已。這裡要宣告一下，HT 元件一般都以設定 position 為 absolute 的絕對定位方式。

新增鷹眼

大家可能會好奇，這個鷹眼怎麼生成的？在 HT 中，只要 2D 和 3D 共用同一個資料容器 dataModel 即可共同擁有所有在這個 dataModel 中的元素，並且位置都是對應的，只需要類似這種做法即可：

dm = new ht.DataModel();
g3d = new ht.graph3d.Graph3dView(dm);
gv = new ht.graph.GraphView(dm);

圖片描述

是不是非常簡單。。。可以省去大把時間開發。。。

這個例子中除了連線之外的所有元素都是 ht.Node 型別的節點，所以我們將這個節點的建立方法封裝一下，好重複利用：

function createNode(p3, s3, name, shape){ // 建立節點
    var node = new ht.Node(); // 建立型別為 ht.Node 類的節點
    dm.add(node); // 將節點新增進資料容器 dataModel 中
    node.s({ // 設定節點的樣式，s 為 setStyle 的簡寫
        'shape3d': shape, // 指定節點的形體，這邊是傳入 3d 模型的 json 檔案
        'label.position': 23, // 文字顯示位置
        'label.transparent': true, // 文字在 3d 下是否透明 可消除字型周圍的鋸齒
        'label.color': '#eee', // 文字顏色
        'label.t3': [0, 0, -151], // 文字在 3d 下的偏移
        'label.r3': [0, Math.PI, 0], // 文字在 3d 下的旋轉
        'label.scale': 2 // 文字縮放
    });
    node.r3(0, Math.PI, 0); // 節點旋轉
    node.p3(p3); // 設定節點在 3d 下的位置
    node.s3(s3); // 設定節點在 3d 下的大小
    node.setName(name); // 設定節點的顯示名稱
    return node; // 返回節點
}

以及連線的建立：

function createEdge(exchange, service){ // 建立連線
    var edge = new ht.Edge(exchange, service);
    dm.add(edge);
    edge.s({
        'edge.width': 4, // 連線寬度
        'edge.color': 'red', // 連線顏色
        'edge.dash': true, // 是否顯示虛線
        'edge.dash.color': 'yellow', // 虛線顏色
        'edge.dash.pattern': [32, 32], // 連線虛線樣式預設為[16, 16]
    });
    edge.a({ // 使用者自定義屬性 為 setAttr 的縮寫
        'flow.enable': true, // 是否啟用流動
        'flow.direction': 1, // 方向
        'flow.step': 4 // 步進
    });
    return edge;
}

我們介面中的顯示的連線都是虛線流動的，HT 預設是關閉虛線流動的功能的，通過下面這句來開啟虛線流動的功能：

g3d.setDashDisabled(false); // 開啟虛線流動

同時我們還需要設定動畫，控制時間間隔，使得連線虛線偏移，形成一種“流動”的狀態，動畫請參考 schedule 排程手冊：

flowTask = {
    interval: 40,
    action: function(data){
        if(data.a('flow.enable')){
            data.s('edge.dash.offset', data.s('edge.dash.offset')+(data.a('flow.step')*data.a('flow.direction')));
        }
    }
};
dm.addScheduleTask(flowTask); // 新增 flowTask 動畫

以下是介面上出現的所有的伺服器以及客戶端的節點的宣告，都是基於 createNode 和 createEdge 函式建立的：

function initModel(){
    floor = createNode([0, 5, 0], [1000, 10, 500]); // 地板圖元
    floor.s({
        'all.color': 'rgb(47, 79, 79)',
        '3d.selectable': false,
    });

    exchange = createNode([0, 300, -400], [200, 20, 150], 'H3C 核心交換機', 'models/機房/機櫃相關/機櫃裝置6.json', 'symbols/機房/機櫃元件1.json').s('label.t3', [0, 0, -151]); // 交換機

    // 五臺不同作用的伺服器
    service1 = createNode([-400, 140, 0], [100, 260, 100], '備用', 'models/機房/機櫃相關/機櫃2.json', 'symbols/機房/電阻櫃.json');
    service2 = createNode([-200, 140, 0], [100, 260, 100], '網站', 'models/機房/機櫃相關/機櫃2.json', 'symbols/機房/電阻櫃.json');
    service3 = createNode([0, 140, 0], [100, 260, 100], 'OA', 'models/機房/機櫃相關/機櫃2.json', 'symbols/機房/電阻櫃.json');
    service4 = createNode([200, 140, 0], [100, 260, 100], '廣告', 'models/機房/機櫃相關/機櫃2.json', 'symbols/機房/電阻櫃.json');
    service5 = createNode([400, 140, 0], [100, 260, 100], '受理', 'models/機房/機櫃相關/機櫃2.json', 'symbols/機房/電阻櫃.json');
    var arr = [service1, service2, service3, service4, service5];
    for(var i = 0; i < arr.length; i++){ // 建立 node 節點的時候設定了一個旋轉還有字型的旋轉以及位置，都是針對“裝置”的
        var service = arr[i];
        service.r3(0, 0, 0);
        service.s({
            'label.r3': [0, 0, 0],
            'label.t3': [0, 30, 50],
        });
    }
                
    // 建立交換機與伺服器之間的連線
    createEdge(exchange, service1);
    createEdge(exchange, service2);
    createEdge(exchange, service3);
    createEdge(exchange, service4);
    createEdge(exchange, service5);
    // 第二臺交換機
    exchange2 = createNode([-100, 60, 400], [200, 20, 150], 'Procurve Switch 2010-23 交換機', 'models/機房/機櫃相關/機櫃裝置6.json', 'symbols/機房/機櫃元件1.json').s('label.t3', [0, 0, -151]);
    // 剩下建立的節點部分重複的太多，我就不貼程式碼了
}

最後，在 form 表單中操作“連線” edge 的流動、流動方向、流動步進、連線顏色以及虛線顏色。我們在 form 表單中將這些需要操作的屬性新增進去，總共 5 個屬性，包括我通過 setAttr（簡寫為 a）自定義的屬性 flow.direction、flow.step 和樣式屬性 edge.color 以及 edge.dash.color 還有就是直接操作動畫的開關 enabled 屬性來控制連線的流動。我們通過 name 屬性結合 accessType 屬性實現對 Data 節點的存取：

圖片描述

function createForm(){
    var form = new ht.widget.FormPane(); // 表單皮膚元件
    var view = form.getView(); // 獲取表單底層 div
    document.body.appendChild(view); // 將表單元件的底層 div 新增進 body 中
    form.setWidth(200); // 設定表單皮膚的寬度
    form.setHeight(140);
    view.style.top = '5px'; // 設定表單皮膚底層 div 位置
    view.style.right = '5px';
    view.style.background = 'rgba(255, 255, 255, 0.2)';
    form.setLabelColor('#fff'); // 設定表單皮膚中文字顏色
   
    form.addRow([ // 通過這個函式向表單皮膚新增一行元件
        'Enable Flow', // 用於存取屬性名的顯示文字值，若為空則顯示 name 屬性值
        {
            checkBox: { // 核取方塊，設定了該屬性後HT將根據屬性值自動構建 ht.widget.CheckBox 物件，並儲存在 element 屬性上
                value: true,
                onValueChanged: function(){ // 值變化後呼叫函式
                    flowTask.enabled = this.getValue();
                }
            }           
        }
    , [0.1, 0.1]);
    form.addRow([
        {
            name: 'flow.direction',
            accessType: 'attr',
            element: 'Flow Direction',
        },
        {
            comboBox: {
                value: 1,
                labels: ['正向流動', '反向流動'],
                values: [-1, 1],
                onValueChanged: function(){
                    for(var i = 0; i < dm.size(); i++){
                        var data = dm.getDatas().get(i);
                        data.a('flow.direction', this.getValue());
                    }
                }
            }
        }
    ], [0.1, 0.1]);
    form.addRow([
        {
            name: 'flow.step',
            element: 'Flow Step',
            accessType: 'attr',
        },
        {
            slider: { // 滑動條，設定了該屬性後HT將根據屬性值自動構建 ht.widget.Slider 物件，並儲存在 element 屬性上
                min: 0,//最小值
                max: 10,//最大值
                step: 0.1,//步進
                value: 1,
                onValueChanged: function(){
                    for(var i = 0; i < dm.size(); i++){
                        var data = dm.getDatas().get(i);
                        data.a('flow.step', this.getValue());
                    }
                }
            }
        }
    ], [0.1, 0.1]);
    form.addRow([
        {
            name: 'edge.color',
            accessType: 'style',
            element: 'Edge Color',
        },
        {
            colorPicker: { // 顏色選擇框
                instant: true, // 獲取和設定是否處於即時狀態，代表作為表格和屬性頁的編輯器時，將實時改變模型值
                value: 'rgb(255, 0, 0)',
                onValueChanged: function(){
                    for(var i = 0; i < dm.size(); i++){
                        var data = dm.getDatas().get(i);
                        data.s('edge.color', this.getValue());
                    }
                }
            }
        }
    ], [0.1, 0.1]);
    form.addRow([
        {
            name: 'edge.dash.color', // 虛線樣式屬性
            element: 'Dash Color',
            accessType: 'style'
        },
        {
            colorPicker: {
                instant: true,
                value: 'rgb(255, 255, 0)',
                onValueChanged: function(){
                    for(var i = 0; i < dm.size(); i++){
                        var data = dm.getDatas().get(i);
                        data.s('edge.dash.color', this.getValue());
                    }
                }
            }
        }
    ], [0.1, 0.1]);
}

是不是非常簡單~ 快動手實踐一下吧！

相關文章