基于 HTML5 WebGL 的计量站三维可视化监控系统 Web 组态工控应用 顶

前言

得益于 HTML5 WebGL 技术的成熟,从技术上对工控管理的可视化,数据可视化变得简单易行!完成对工控设备的管理效率,资源管理,风险管理等的大幅度提高,同时也对国家工业4.0计划作出有力响应!

如本案例所示,是一个基于 HTML5 WebGL 技术实现的计量站三维可视化监控系统,在本案例中,具体宏观的展示一个油田站点的整体场景,然后点击可以进入内景看到油田计量站内景的具体情况,同时可以看到各个设备的参数的当前状态。

同样的其中功能组件具有很高的复用性,所以也会非常方便的应用到其他场景中!

如下所示,便是本案例运行动态图:

此项目链接:基于 HTML5 WebGL 的计量站三维可视化监控系统 Web 组态工控应用

(http://www.hightopo.com/demo/metering-station/ )

在这个场景中主要有如下几个功能:

1、点击来回切换场景;

2、管线流动效果;

3、数据面板动态显示;

代码实现

确认功能需求后就可以开始实施实现,动手实现之前要先确认场景有哪些,如下所示主要有油田外景和内景。

外景:

内景:

技能储备

本 demo 需要掌握 HT for Web 的 2d 和 3d 相关 技术,具体技术参考资料可以去 HT for Web 官网图扑软件了解。

实现功能

1、 默认视角 在三维场景中,需要先设置一个默认视角,当重新打开页面时候直接回到默认视角,通过 setFar, setEye 和 setCenter 方法实现。

gv.setFar(100000);
gv.setEye([1247, 600, 1972]);
gv.setCenter([0, 0, 0]);

2、 视角限制 由于三维场景的特性,如果不作出视角限制,就会出现穿模,翻底等现象,尤其本案例有天空球效果,如果不作出视角限制当用户无限拉远后会出现视角跑到天空球外,场景消失问题,这将会非常尴尬!

具体实现是通过 setEye 方法和 setCenter 方法控制场景的 eye 和 center 变量实现,放置到 mp 函数内。

mp(listener, scope, ahead); // 增加自身属性变化事件监听器
// 限制 eye
gv.mp(function (e) {
    if (e.property === 'eye') {
        if (gv.getEye()[1] < 90) {
            gv.getEye()[1] = 90;
        }
        if (gv.getEye()[1] > 1500) {
            gv.getEye()[1] = 1500;
        }
        if (gv.getEye()[0] > 2400) {
            gv.getEye()[0] = 2400;
        }
        if (gv.getEye()[0] < -2400) {
            gv.getEye()[0] = -2400;
        }
        if (gv.getEye()[2] > 2500) {
            gv.getEye()[2] = 2500;
        }if (gv.getEye()[2] < -2400) {
            gv.getEye()[2] = -2400;
        }
    }
})

3、 点击切换场景 通过 mi 添加交互事件监听器为要点机交互模型绑定事件,通过 e.kind 判断点击事件,然后通过 tag 标签名获取要点击交互的模型对象。

首先在点击时候有个拉近效果和周围模型透明化效果,则是通过 flyTo 实现拉近效果和 setStyle 方法实现拉近后其他模型透明化。

具体代码如下:

gv.mi(function (e) {
    if (e.kind === 'clickData') {
        for (var i = 1; i <= 2; i++) {
            if (e.data.getTag() === 'engineRoom' + i) {
                // 点击拉近场景
                gv.flyTo(e.data, {
                    animation: true,
                    distance: 500
                });
                // 选中模型实化
                e.data.setStyle('shape3d.transparent', false);
                e.data.setStyle('shape3d.opacity', 1);
                // 其他模型透明化
                dm.each(data => {
                    if (data.getTag() != 'engineRoom' + i) {
                        data.setStyle('shape3d.transparent', true);
                        data.setStyle('shape3d.opacity', 0.3);
                        data.setStyle('all.transparent', true);
                        data.setStyle('all.opacity', 0.5);
                    }
                })
            }
        }
    }
})

实现效果如下:

然后在完成拉近场景和透明化其他模型后,开始实现场景切换效果。

场景切换的核心是通过 gv.deserialize() 反序列化显示路径对应场景,通过输入场景路径参数,在回调函数内完成场景渲染显示,代码如下:

gv.deserialize('scenes/油田.json', function (json, dm, gv, datas) {
    if (json.title) document.title = json.title;
    if (json.a['json.background']) {
        var bgJSON = json.a['json.background'];
        if (bgJSON.indexOf('displays') === 0) {
            var bgGv = new ht.graph.GraphView();
            bgGv.deserialize(bgJSON);
            bgGv.addToDOM();
            graphView.addToDOM(bgGv.getView());
        }
        else if (bgJSON.indexOf('scenes') === 0) {
            var bgG3d = new ht.graph3d.Graph3dView();
            bgG3d.deserialize(bgJSON);
            bgG3d.addToDOM();
            graphView.addToDOM(bgG3d.getView());
        }
        graphView.handleScroll = function () { };
    }
})

但在这之前有一个问题,就是如何处理当前场景和通过反序列化渲染显示场景的关系,如果不作处理,就会出现当前场景和要切换显示的场景重合问题,所以在点击切换场景过程中,要先清空当前场景,为后来要切换的场景腾出地方。

所以在前面要先加一行代码:

dm.clear();

做完处理后,现在是完成了切换过去效果,但还有要切换回来的功能,这个实现非常简单,取了个巧,直接 window.location.reload(); 刷新页面就好。

最终这部分完整代码如下:

function jump(position3d) {
    var timer = setInterval(function () {
        clearInterval(timer)
        var distance = ht.Default.getDistance(gv.getEye(), position3d);
        if (distance <= 501) {
            var home = g2d.dm().getDataByTag('home');
            home.s('2d.visible', true);
            var line = g2d.dm().getDataByTag('line');
            line.s('2d.visible', true);
            dm.clear();
            gv.deserialize('scenes/油田.json', function (json, dm, gv, datas) {
                if (json.title) document.title = json.title;
                if (json.a['json.background']) {
                    var bgJSON = json.a['json.background'];
                    if (bgJSON.indexOf('displays') === 0) {
                        var bgGv = new ht.graph.GraphView();
                        bgGv.deserialize(bgJSON);
                        bgGv.addToDOM();
                        graphView.addToDOM(bgGv.getView());
                    }
                    else if (bgJSON.indexOf('scenes') === 0) {
                        var bgG3d = new ht.graph3d.Graph3dView();
                        bgG3d.deserialize(bgJSON);
                        bgG3d.addToDOM();
                        graphView.addToDOM(bgG3d.getView());
                    }
                    graphView.handleScroll = function () { };
                }
            })
        }
    }, 500)
}

我将它放置到 jump 函数内,然后将 jump 函数放到前面点击事件中调用,让代码整体简洁一些。

实现效果如下图:

4、 管线流动效果和动态数据面板 最后两个功能实现非常简单,我就放到一块来说。

首先效果如下图所示:

管线流动效果的实现核心就是控制 UV 贴图偏移,所以通过动画控制器 startAnim 控制 UV 贴图偏移量就可以实现,在动画结束时,在 finishFunc 内回调函数即可实现动画循环。

pipelineAnim(0.1)
function pipelineAnim(offset1) {
    var anim1 = ht.Default.startAnim({
        duration: 2000,
        action: function () {
            offset1 += 0.015;
            var pipelines = gv.dm().getDataByTag('pipeline');
            pipelines.setStyle('shape3d.uv.offset', [-offset1, 0]);
        },
        finishFunc: function () {
            pipelineAnim(offset1);
        }
    })
}

数据面板则是通过定时器在固定间隔时间循环执行赋予随机数即可,在这里通过随机数模拟真实数据,在实际当中是通过和后台对接实现真实数据动态变化,代码如下:

setInterval(function () {
    for (var i = 1; i <= 4; i++) {
        var panels = gv.dm().getDataByTag('panel' + i);
        for (var j = 1; j <= 3; j++) {
            if (panels.a('text' + j) != undefined) {
                var num = parseFloat(Math.random() * (100 - 10 + 1) + 10, 10).toFixed(2);
                var textJson = { "参数名": "出口温度", "参数值": num, "参数单位": panels.a('text' + j)['参数单位'] };
                panels.a('text' + j, textJson);
            }
        }
    }
}, 1000)

结束语

以上便是我今天给大家带来的工控案例,希望各位看官能够喜欢本 demo,在本案例中能够得到一些启发。

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