使用 web3D 技術的風力發電場展示

• 2020 年 2 月 18 日
• 筆記

前言

風能是一種開發中的潔凈能源，它取之不盡、用之不竭。當然，建風力發電場首先應考慮氣象條件和社會自然條件。近年來，中國海上和陸上風電發展迅猛。海水、陸地為我們的風力發電提供了很好地質保障。正是這些場地為我們的風力提供了用之不竭的能源。現在我們正在努力探索這些領域。

本文章實現了風力發電場的整體流程。能讓大家能夠看到一套完整風力發電預覽體系。

需要注意的是，本次項目是使用 Hightopo 的 HT for Web 產品來搭建的。

預覽地址：https://hightopo.com/demo/wind-power-station/

大致流程

下面是整個項目的流程圖。我們從首頁可以進入到場區分布頁面和集控頁面。

場區分布頁面又包括兩個不同的 3D 場景，分別是陸地風機場和海上風機場。點擊兩個 3D 風機場最終都會進入到 3D 風機場景。

預覽效果

首頁:

1. 世界地圖效果

2. 中國地圖效果

2. 城市地圖效果

集控中心頁面（沒有動畫效果）：

場區分布頁面（沒有動畫效果）：

陸地風機場：

海上風機場：

程式碼實現

我們可以看到，首頁的地球有三種視角狀態，世界地圖、中國地圖、城市地圖。點擊每個狀態相機就會轉到對應的位置。在這之前我們要先預先存一下對應的 center 和 eye 。

我們最好新建一個 data.js 文件，專門用來提供數據。

相關偽程式碼如下：

// 記錄位置  var cameraLocations = {      earth: {          eye: [-73, 448, 2225],          center: [0, 0, 0]      },        china: {          eye: [-91, 476, 916],          center: [0, 0, 0]      },        tsankiang: {          eye: [35, 241, 593],          center: [0, 0, 0]      }  }

好了，有了數據之後。我們接下來該監聽事件了。我們可以點擊按鈕，也可以點擊高亮區域（世界地圖只有按鈕可以點擊）進入到中國地圖視角。

我們可以這樣先獲取這兩個節點，然後對它們的點擊事件進行相同的處理。但是，我覺得這種方式可以進行優化，更換一種思考方式。

我們可以先將事件進行過濾，我們創建兩個數組，一個保存著類似 click、onEnter 這樣可以執行的事件，一個保存著所有可以觸發事件的節點。這樣可以有利於我們維護，也可以使結構更加清晰。

下圖，我們可以看到，如果當前節點沒有事件許可權或者當前事件本身就沒有許可權的話，就會被過濾掉。如果都可以正確返回，則執行對應的事件。

相關偽程式碼如下：

// 許可權事件  this.eventMap = {      clickData: true,      onEnter: true,      onLeave: true  }    // 許可權節點  this.nodeMap = {      outline: true,      outline2: true,      earth: true,      bubbles: true,      circle: true  }    /**    * 監聽事件    */  initMonitor() {      var gv = this.gv  　　 var self = this        var evntFlow = function (e) {          var event = e.kind          var tag = e.data && e.data.getTag()             // 檢查當前事件或者節點是否能夠被執行           if (!self.eventMap[event] && !self.nodeMap[tag]) return false             self.nodeEvent(event, tag)      }        gv.mi(eventFlow)  }    

只要我們當前要執行的節點符合要求，我們就會把 event (當前執行的事件) 和 tag (節點標籤) 傳給執行函數 nodeEvent 執行。這樣就不會浪費資源去處理那些無效的事件或者節點了。

我們接下來來看看 nodeEvent 怎麼處理吧！

相關偽程式碼如下：

/**   * 氣泡事件   * @param { string } event 當前事件   * @param { string } propertyName 當前節點標籤   */  bubblesEvent(event, propertyName) {      var dm = this.dm      var account = dm.getDataByTag('account')      var currentNode = dm.getDataByTag(propertyName)      var self = this        var clickData = function() {          // 執行清除動作          self.clearAction()      }        var onEnter = function() {         // do something      }        var onLeave = function() {  　　　　// do something      }        var allEvent = { clickData, onEnter, onLeave }        allEvent[event] && allEvent[event]()  }

可以看到，我們可以利用 propertyName(節點標籤) 字元串拼接組成一個方法名。比如當前拿到的節點標籤是 bubbles ， this[`${ properName }Event`] 之後，拿到就是 this['bubblesEvent'] 這個方法。當然，這個方法是我們事先定義好的。

在具體的節點方法裡面，我們創建了對應的事件函數。根據傳過來的 event 來判斷是否擁有對應的方法。如果有的話執行，否則返回 false 。這樣做的好處是：解耦、結構簡潔、出現問題能夠快速定位。

但是，如果我們仔細想想，我們點擊世界地圖和中國地圖的時候，功能都差不多！如果我們可以將他們合併的話，就會方便很多了！！我們來改造一下程式碼。

相關偽程式碼如下：

/**    * 執行節點事件    */  nodeEvent(event, propertyName) {      // 過濾是否有可以合併的事件      var filterEvents = function(propertyName) {          var isCombine = false  　　　　　var self = this

我們事先判斷當前事件是否能合併，如果能的話返回 false ，不再執行下面的程式碼，然後執行自己的函數。

這時候，我們就可以通過對應的節點標籤，從 data.js 的 cameraLocations 變數中取到對應的 center、eye 。

相關偽程式碼如下：

/**   * 移動鏡頭動畫   * @param { object } config 坐標對象   */  moveCameraAnim(gv, config) {  　　var eye = config.eye  　　var center = config.center  　　// 如果動畫已經存在，進行清空     if(globalAnim.moveCameraAnim) {        globalAnim.moveCameraAnim.stop()  　　　 globalAnim.moveCameraAnim = null     }       var animConfig = {     　　duration: 2e3     }       globalAnim.moveCameraAnim = gv.moveCamera(eye, center, animConfig)  }    // 需要改變相機位置  changeCameraLocaltions(event, properName) {      var config = cameraLocations[properName]        // 移動相機      this.moveCameraAnim(this.gv, config)  }

移動鏡頭動畫使用到了 gv 的 moveCamera 方法，該方法接受 3 個參數，eye (相機)，center (目標)，animConfig (動畫配置) 。然後我們把當前動畫返回給 globalAnim 的 moveCameraAnim 屬性，方便我們進行清理。

接下來，就是切換頁面了，這點需要非常小心謹慎。因為一旦沒有把某個屬性清除的話，將會導致記憶體泄漏等問題，性能會越來越慢。將會導致頁面卡死的情況！

所以我們需要一個專門用來清除數據模型的函數 clearAction 。我們應該把所有的動畫對象放到一個對象或者數組中。這樣方便切換頁面的時候清理掉。

相關偽程式碼如下：

/**   * 清除動作   */  clearAction(index) {      var { dm, gv } = this      var { g3d, d3d } = window        allListener.mi3d && g3d.umi(allListener.mi3d)      allListener.mi2d && gv.umi(allListener.mi2d)      dm.removeScheduleTask(this.schedule)        dm && dm.clear()      d3d && d3d.clear()        window.d3d = null      window.dm = null        for (var i in globalAnim) {          globalAnim[i] && globalAnim[i].pause()          globalAnim[i] = null      }        // 清除對應的 3D 圖紙      ht.Default.removeHTML(g3d)        gv.addToDOM()      ht.Default.xhrLoad(`displays/HT-project_2019/風電/${index}.json`, function (text) {          let json = ht.Default.parse(text)          gv.deserialize(json, function(json, dm2, gv2, datas) {              if (json.title) document.title = json.title                if (json.a['json.background']) {                  let bgJSON = json.a['json.background']                  if (bgJSON.indexOf('scenes') === 0) {                      var bgG3d                        if (g3d) {                          bgG3d = g3d                      } else {                          bgG3d = new ht.graph3d.Graph3dView()                      }                        var bgG3dStyle = bgG3d.getView()                      bgG3dStyle.className = index === 1 ? '' : index === 3 ? 'land' : 'offshore'                        bgG3d.deserialize(bgJSON, function(json, dm3, gv3, datas) {                          init3d(dm3, gv3)                      })                        bgG3d.addToDOM()                      gv.addToDOM(bgG3dStyle)                  }                  gv.handleScroll = function () {}              }                init2d(dm2, gv2)          })      })  }

首先我們需要把 dm(數據模型) 和 gv(圖紙) 清除掉。還要注意：mi(監聽函數)、schedule(調度任務) 應該在 dm.clear() 之前 remove。所有的動畫進行 stop() 操作，然後將其值設為 null 。這裡需要注意的是， 執行 stop 之後，會調用一次 finishFunc 回調函數。

當我們的 2D 圖紙裡面包含 3D 背景的情況下，需要判斷是否已經存在了 3D 的實例，如果存在不需要再次創建。有興趣可以了解一下 webGL 的應用記憶體泄漏問題。

當進入兩個 3D 場景場景的時候，我們需要一個開場動畫，如開頭效果 gif 圖一樣。所以我們，需要把兩個開場動畫的 center 和 eye 都存到我們已經定義好的 cameraLocations 中。

// 記錄位置  var cameraLocations = {      earth: {          eye: [-73, 448, 2225],          center: [0, 0, 0]      },        china: {          eye: [-91, 476, 916],          center: [0, 0, 0]      },        tsankiang: {          eye: [35, 241, 593],          center: [0, 0, 0]      },        offshoreStart: {          eye: [-849, 15390, -482],          center: [0, 0, 0]        },        landStart: {          eye: [61, 27169, 55],          center: [0, 0, 0]      },        offshoreEnd: {          eye: [-3912, 241, 834],          center: [0, 0, 0]      },        landEnd: {          eye: [4096, 4122, -5798],          center: [1261, 2680, -2181]      }  }

offshoreStart、offshoreEnd、landStart、landEnd 表示海上和陸上發電場的開始位置和結束位置。

我們需要判斷當前載入的是海上發電場還是陸上發電場。我們可以在載入對應圖紙的時候添加 className 。

我們在 clearAction 這個函數已經定義了 index 這個參數，如果點擊的是陸地發電場傳的就是數字3，如果是海上發電場的話，就是數字4。

比如我需要載入陸地發電場，那麼就可以通過判斷 g3d.className = index === 3 ? 'land' : 'offshore' 來添加 className 。

然後在 init 裡面進行初始化的判斷。

相關偽程式碼如下：

init() {      var className = g3d.getView().className        // 執行單獨的事件      this.selfAnimStart(className)        this.initData()        // 監聽事件      this.monitor()  }

我們拿到對應的 className ，傳入相對應的類型並且執行對應的初始化事件，通過我們已經定義好的 moveCameraAnim 函數進行相機的動畫。

相關偽程式碼如下：

/**    * 不同風電場的開場動畫    */  selfAnimStart(type) {      var gv = this.gv      var { eye, center } = cameraLocations[`${type}End`]      var config = {          duration: 3000,          eye,          center,       }         this.moveCameraAnim(gv, config)  }

總結

這個項目讓我們更加了解了風力發電。不管是風力發電場的地區優勢，還是風機的結構、運轉原理。

做完這個項目，自己得到了很多的成長和感悟。對於技術快速成長的一個好方法就是去不斷的摳細節。項目是一件藝術品，需要不斷對其進行打磨，要做到自己滿意為止。每個細微的點都會影響後面的性能。所以，我們應該以匠人的精神去做任何事。

當然，我也希望一些夥伴能夠勇於探索工業互聯網領域。我們能夠實現的遠遠不止於此。這需要發揮我們的想像力，為這個領域增添更多好玩的、實用的 demo。而且還能學到很多工業領域的知識。