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

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。