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);
        }
      })
    }
  })
}