HTML5 WebGL实现的3D机房示例

2020-03-24 15:45:54

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来源：转载

供稿：网友

用 WebGL 渲染的 3D 机房现在也不是什么新鲜事儿了，这篇文章的主要目的是说明一下，3D 机房中的 eye 和 center 的问题，刚好在项目中用上了，好生思考了一番，最终觉得这个例子最符合我的要求，就拿来作为记录。

效果图

这个 3D 机房的 Demo 做的还不错，比较美观，基础的交互也都满足，接下来看看怎么实现。

代码生成

定义类

首先从 index.html 中调用的 js 路径顺序一个一个打开对应的 js，server.js 中自定义了一个 Editor.Server 类由 HT 封装的 ht.Default.def 函数创建的（注意，创建的类名 Editor.Server 前面的 Editor 不能用 E 来替代）：

ht.Default.def( Editor.Server , Object, {//第一个参数为类名，如果为字符串，自动注册到HT的classMap中；第二个参数为此类要继承的父类；第三个参数为方法和变量的声明 addToDataModel: function(dm) { //将节点添加进数据容器 dm.add(this._node);// ht 中的预定义函数，将节点通过 add 方法添加进数据容器中 setHost: function() { //设置吸附 this._node.setHost.apply(this._node, arguments);  s3: function() {//设置节点的大小 this._node.s3.apply(this._node, arguments); setElevation: function() {//控制Node图元中心位置所在3D坐标系的y轴位置 this._node.setElevation.apply(this._node, arguments);});

创建 Editor.Server 类

这个类可以创建一个 ht.Node 节点，并设置节点的颜色和前面贴图：

var S = E.Server = function(obj) {//服务器组件 var color = obj.color,  frontImg = obj.frontImg; var node = this._node = new ht.Node();//创建节点 node.s({//设置节点的样式 s 为 setStyle 的缩写 all.color : color,//设置节点六面的颜色 front.image : frontImg //设置节点正面的图片};

这样我在需要创建服务器组件的位置直接 new 一个新的服务器组件对象即可，并且能够直接调用我们上面声明的 setHost 等函数，很快我们就会用上。

接下来创建 Editor.Cabinet 机柜类，方法跟上面 Editor.Server 类的定义方法差不多：

ht.Default.def( Editor.Cabinet , Object, { addToDataModel: function(dm) { dm.add(this._door); dm.add(this._node); this._serverList.forEach(function(s) {  s.addToDataModel(dm);  p3: function() {  this._node.p3.apply(this._node, arguments);//设置节点的 3d 坐标});

创建 Editor.Cabinet 类

这个类相对于前面的 Editor.Server 服务器组件类要相对复杂一点，这个类中创建了一个柜身、柜门以及机柜内部的服务器组件：

var C = E.Cabinet = function(obj) { var color = obj.color, doorFrontImg = obj.doorFrontImg, doorBackImg = obj.doorBackImg, s3 = obj.s3; var node = this._node = new ht.Node(); // 柜身 node.s3(s3);//设置节点的大小 为 setSize3d node.a( cabinet , this);//自定义 cabinet 属性 node.s({//设置节点的样式 为 setStyle all.color : color,//设置节点六面的颜色 front.visible : false//设置节点前面是否可见 if (Math.random() 0.5) { node.addStyleIcon( alarm , {//向节点上添加 icon 图标 names: [ icon 温度计 ],//包含多个字符串的数组，每个字符串对应一张图片或矢量(通过ht.Default.setImage注册) face: top ,//默认值为front，图标在3D下的朝向，可取值left|right|top|bottom|front|back|center position: 17,//指定icons的位置 autorotate: y ,//默认值为false，图标在3D下是否自动朝向眼睛的方向 t3: [0, 16, 0],//默认值为undefined，图标在3D下的偏移，格式为[x,y,z] width: 37,//指定每个icon的宽度，默认根据注册图片时的宽度 height: 32,//指定每个icon的高度，默认根据注册图片时的高度 textureScale: 4,//默认值为2，该值代表内存实际生成贴图的倍数，不宜设置过大否则影响性能 visible: { func: function() { return !!E.alarmVisible; }}//表示该组图片是否显示 var door = this._door = new ht.DoorWindow();//柜门 door.setWidth(s3[0]);//置图元在3D拓扑中的x轴方向的长度 door.setHeight(1);//设置图元在3D拓扑中的z轴长度 door.setTall(s3[1]);//控制Node图元在y轴的长度 door.setElevation(0);//设置图元中心在3D坐标系中的y坐标 door.setY(s3[2] * 0.5);//设置节点在 y 轴的位置 door.setHost(node);//设置吸附 door.s({//设置节点样式 setStyle all.color : color,//设置节点六面颜色 front.image : doorFrontImg,//设置节点正面图片 front.transparent : true,//设置节点正面是否透明 back.image : doorBackImg,//设置节点背面的图片 back.uv : [1,0, 1,1, 0,1, 0,0],//自定义节点后面uv贴图，为空采用默认值[0,0, 0,1, 1,1, 1,0] dw.axis : right //设置DoorWindow图元展开和关闭操作的旋转轴，可取值left|right|top|bottom|v|h var serverList = this._serverList = [];  var max = 6, list = E.randomList(max, Math.floor(Math.random() * (max - 2)) + 2); //global.js 中声明的获取随机数的函数  var server, h = s3[0] / 4; list.forEach(function(r) { var server = new E.Server({ //服务器组件 color: rgb(51,49,49) , frontImg: 服务器 组件精细  server.s3(s3[0] - 2, h, s3[2] - 4);//设置节点大小 server.setElevation((r - max * 0.5) * (h + 2));//设置节点中心点在 y 轴的坐标 server.setHost(node);//设置节点的吸附 serverList.push(server);//向 serverList 中添加 server 节点};

上面代码中唯一没提到的是 Editor.randomList 函数，这个函数是在 global.js 文件中声明的，声明如下：

var E = window.Editor = { leftWidth: 0, topHeight: 40, randomList: function(max, size) { var list = [], ran; while (list.length size) { ran = Math.floor(Math.random() * max); if (list.indexOf(ran) = 0)  continue; list.push(ran); return list;};

好了，场景中的各个部分的类都创建完成，那我们就该将场景创建起来，然后将这些图元都堆进去！

场景创建

如果熟悉的同学应该知道，用 HT 创建一个 3D 场景只需要 new 一个 3D 组件，再将通过 addToDOM 函数将这个场景添加进 body 中即可：

var g3d = E.main = new ht.graph3d.Graph3dView(); //3d 场景

main.js 文件中主要做的是在 3D 场景中一些必要的元素，比如墙面，地板，门，空调以及所有的机柜的生成和排放位置，还有非常重要的交互部分。

墙体，地板，门，空调和机柜的创建我就不贴代码出来了，有兴趣的请自行查看代码，这里主要说一下双击机柜以及与机柜有关的任何物体（柜门，服务器设备）则 3D 中 camera 的视线就会移动到双击的机柜的前方某个位置，而且这个移动是非常顺滑的，之前技艺不精，导致这个部分想了很久，最后参考了这个 Demo 的实现方法。

为了能够重复地设置 eye 和 center，将设置这两个参数对应的内容封装为 setEye 和 setCenter 方法，setCenter 方法与 setEye 方法类似，这里不重复赘述：

// 设置眼睛位置var setEye = function(eye, finish) { if (!eye) return; var e = g3d.getEye().slice(0),//获取当前 eye 的值 dx = eye[0] - e[0], dy = eye[1] - e[1], dz = eye[2] - e[2]; // 启动 500 毫秒的动画过度 ht.Default.startAnim({ duration: 500, easing: easing,//动画缓动函数 finishFunc: finish || function() {}, //动画结束后调用的函数 action: function(v, t) {//设置动画v代表通过easing(t)函数运算后的值，t代表当前动画进行的进度[0~1]，一般属性变化根据v参数进行 g3d.setEye([ //设置 3D 场景中的 eye 眼睛的值，为一个数组，分别对应 x，y，z 轴的值  e[0] + dx * v, e[1] + dy * v, e[2] + dz * v};

我没有重复声明 setCenter 函数不代表这个函数不重要，恰恰相反，这个函数在“视线”移动的过程中起到了决定性的作用，上面的 setEye 函数相当于我想走到我的目标位置的前面（至少我定义的时候是这种用途），而 sCenter 的定义则是将我的视线移到了目标的位置（比如我可以站在我现在的位置看我右后方的物体，也可以走到我右后方去，站在那个物体前面看它），这点非常重要，请大家好好品味一下。

双击事件倒是简单，只要监听 HT 封装好的事件，判断事件类型，并作出相应的动作即可：

g3d.mi(function(e) {//addInteractorListener 事件监听函数 if (e.kind !== doubleClickData ) //判断事件类型为双击节点 return; var data = e.data, p3; if (data.a( cabinet )) //机身 p3 = data.p3(); else { host = data.getHost(); //获取点击节点的吸附对象 if (host host.a( cabinet )) {//如果吸附对象为 cabinet p3 = host.p3(); if (!p3) return; setCenter(p3); //设置 center 目标的要移向位置为 cabinet 的位置 setEye([p3[0], 211, p3[2] + 247]); //设置 eye 眼睛要移向的位置});

顶部导航栏

一开始看到这个例子的时候我在想，这人好厉害，我用 HT 这么久，用 HT 的 ht.widget.Toolbar 还没能做出这么漂亮的效果，看着看着发现这原来是用 form 表单做的，厉害厉害，我真是太愚钝了。

var form = E.top = new ht.widget.FormPane(); //顶部 表单组件form.setRowHeight(E.topHeight);//设置行高form.setVGap(-E.topHeight);//设置表单组件水平间距 设置为行高的负值则可以使多行处于同一行form.setVPadding(0);//设置表单顶部和顶部与组件内容的间距form.addRow([null, {//向表单中添加一行组件，第一个参数为元素数组，元素可为字符串、json格式描述的组件参数信息、html元素或者为null image: { icon: ./symbols/inputBG.json , stretch: centerUniform }], [40, 260]);//第二个参数为每个元素宽度信息数组，宽度值大于1代表固定绝对值，小于等于1代表相对值，也可为80+0.3的组合form.addRow([null, null, { id: searchInput , textField: {} element: 机房可视化管理系统 , color: white , font: 18px arial, sans-serif }, null, { button: { // label: 视图切换 , icon: ./symbols/viewChange.json , background: null, selectBackground: rgb(128,128,128) , borderColor: rgba(0, 0, 0, 0) , onClicked: function() { E.focusTo();}, null, { button: { // label: 告警 , icon: ./symbols/alarm.json , togglable: true, selected: false, background: null, selectBackground: rgb(128,128,128) , borderColor: rgba(0, 0, 0, 0) , onClicked: function(e) { E.setAlarmVisible(this.isSelected());}, null], [40, 42, 218, 300, 0.1, 50, 10, 50, 10]);

以上都只是能实现，但是并没有真正地添加进 html 标签中，也就意味着，现在界面上什么都没有！别忘了在页面加载的时候将 3D 场景添加进 body 中，同时也别忘了将 form 表单添加进 body 中，并且设置窗口大小变化事件时，form 表单也需要实时更新：

window.addEventListener( load , function() { g3d.addToDOM(); //将 3D 场景添加进 body 中 document.body.appendChild(E.top.getView()); //将 form 表单组件底层 p 添加进 body 中 window.addEventListener( resize , function() {//窗口大小变化事件监听 E.top.iv();//更新 form 表单的底层 p });

这里说明一下 addToDOM 函数，对于了解 HT 的机制非常重要。HT 的组件一般都会嵌入 BorderPane、SplitView 和 TabView 等容器中使用，而最外层的 HT 组件则需要用户手工将 getView() 返回的底层 p 元素添加到页面的 DOM 元素中，这里需要注意的是，当父容器大小变化时，如果父容器是 BorderPane 和 SplitView 等这些 HT 预定义的容器组件，则 HT 的容器会自动递归调用孩子组件invalidate 函数通知更新。但如果父容器是原生的 html 元素，则 HT 组件无法获知需要更新，因此最外层的 HT 组件一般需要监听 window 的窗口大小变化事件，调用最外层组件 invalidate 函数进行更新。

为了最外层组件加载填充满窗口的方便性，HT 的所有组件都有 addToDOM 函数，其实现逻辑如下，其中 iv 是 invalidate 的简写：

addToDOM = function(){  var self = this, view = self.getView(),  style = view.style; document.body.appendChild(view); //将场景的底层 p 添加进 body 中  style.left = 0 //HT 默认将所有的组件底层p的position设置为absolute style.right = 0  style.top = 0  style.bottom = 0  window.addEventListener( resize , function () { self.iv(); }, false); //窗口大小变化监听事件，通知组件变化更新 }

这样，所有的代码就结束了，可以自己右键“检查”，network 中可以获取相对应的 json 文件。