无人机3D可视化系统的实现
前言
近年来,无人机的发展越发迅速,既可民用于航拍,又可军用于侦察,涉及行业广泛,也被称为“会飞的照相机”。但作为军事使用,无人机的各项性能要求更加严格、重要。
本系统则是通过 图扑软件( Hightopo) 的 HT for Web 产品来搭建的一款 无人机 3D 可视化系统,通过对无人机及其信息的全景展示来模拟无人机状态的监控。
系统中包含 4 种展示模式:实体模式 、热力模式、线框模式和内部模式,通过飞机下方操作按钮即可进行模式切换。
实现过程
加载界面采用 2D 拓扑组件进行绘制,全矢量化图标,与传统的 png、jpg 等格式的图片相比,完美适配移动端、PC 端、大屏等各种尺寸及分辨率屏幕,不会出现失真情况。
无人机及周边信息面板采用 3D 引擎进行场景搭建,用户可从场景任意位置对无人机进行查看。
动画过程采用产品提供的动画函数 ht.Default.startAnim 来驱动图形属性值的改变,应用其 Time-Based 的方式,只需要指定动画周期 duration 的毫秒数,由系统去计算帧数或 action 函数被调用的次数,以保证更加高效、平滑的进行动画过程。
界面
加载界面中通过动态改变图形的属性值来展现加载进度,加载完毕后通过动画的 finishFunc 调用 hidden2d 方法来改变图形的透明度,在此之后通过 moveCamera 将场景内视角拉近,从而实现淡出到淡入的效果(即离开加载界面进入到 3D 场景中)。与此同时改变图形在 3D 场景中位置来实现各形态的无人机合为一体以及将对应按钮分离。
2D 界面的制作是绘制了一张图纸,而 logo 则是制作了一个图标,一个图标可以在图纸中进行多次使用,并可展示不同的样子。下图中右侧的四个 logo 就是同一个图标,分别展示了不同的裁切方式以及透明度,系统中 logo 的进度条效果就是动态的去改变图标的裁切比例来实现,而界面的淡出效果则是改变透明度。整个图标的制作是绘制不同的图形组合而成,这些图形我们也可以去改变颜色,形成左侧的 logo 样式。
无人机形态切换
无人机主体形态分为三种:实体模式、线框模式和热力模式。通过点击下方按钮,可切换至按钮所对应的形态。切换的过程中,将目标形态进行显示,并分别上下移动目标形态和原形态,使用户可以短暂的进行同时查看,之后再回归原位并将原形态进行隐藏。隐藏的方式则有所不用,线框模式是改变线框颜色,其余两种模式则是调整模型的透明度。这里的线框是根据模型的轮廓生成的,通过 3D 引擎自动计算描绘,非常便捷。
通过 3D 引擎,我们可以生成立体图形,也可以添加导入的模型,图形的位置由 x、y、z 三个方向的坐标来确认,而坐标轴汇聚的圆点则是图形的锚点,无人机前方旋转的圆环则是将锚点调整到圆环中心后,操纵 rotation 属性进行转动 。在系统中线框状态的无人机则是像图中左侧的球体这样生成的,如果我们将图形的透明度调为 0,则只显示线框的样式。
内部结构
在线框模式下,大家会发现按钮的上方出现了一个小按钮,点击它就可以进入到无人机的另一个状态,在这里我们除了可以看到线框,还能够接触到无人机的内部结构,查看它的每一个部件。进入的过程会将场景内的其它图形隐藏,将内部结构显示出来。
// 内部模式 function moveToInternal(){ const width = background.getWidth(); // 获取背景当前宽度 const beginLeft = -(width / 2 - 960); // 计算两侧节点起始位置 const beginRight = width / 2 + 960; ht.Default.startAnim({ duration: 2000, easing: t => { return t; }, action: (v, t) => { linePlane.s('wf.color', 'rgba(64,173,152,' + (1 - v) + ')'); hiddenRing(v); }, finishFunc: () => { dm3d.each(e => { e.s('3d.visible', false) }) linePlane_internal.each(e => { e.s('3d.visible', true); }) ht.Default.startAnim({ duration: 1000, easing: t => { return 1 - (--t) * t * t * t; }, action: (v, t) => { title.setY(-50 + (70 + 50) * v); returnButton.setY(1095 + (1020 - 1095) * v); leftShape.setX(beginLeft + 130 * v); rightShape.setX(beginRight - 130 * v); } }) } }) }
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