相信大多数图扑 HT 用户都曾见过这个飞机的 Demo,在图扑发展的这十年,这个 Demo 是许多学习 HT 用户一定会参考的经典 Demo 之一。

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这个 Demo 用简洁的代码生动地展示了 OBJ 模型加载、数据绑定、动画和漫游等功能的实现。许多用户参考这个简单的 Demo 后,实现了更多效果更加炫酷的功能。可以说,这个 Demo 为很多使用图扑 HT 开发的用户提供了指引。

随着图扑 HT 技术的不断更新迭代,原有场景显得过于简单、且模型不够精细,功能上也过于单一。为了解决以上问题,在图扑十周年之际,我们推出了升级版的飞机 Demo Pro,将展示更加精美、更加复杂的模型和场景,以及更加多样化的功能。

FBX 与 OBJ

旧版本的飞机 Demo 使用的是网上现成的 OBJ 模型,模型效果粗糙,没有材质效果,比较生硬。螺旋桨和指示灯的动画需要通过解析 OBJ 模型并进行数据绑定,才能驱动数据变化,实现动画效果。

如今,图扑 HT 已支持 FBX 模型,飞机 Demo Pro 中的飞机模型即采用了该格式。场景由图扑优秀的 3D 设计师精心建模,呈现出精致绝美的效果。FBX 模型模型支持配置材质,只需在建模软件中保留好模型的材质通道,即可在图扑 HT 中自定义配置材质效果,实现更加真实的模型渲染效果。此外,相对 OBJ 模型,FBX 模型使用更小的文件就能实现更加炫目的效果。

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图扑 HT 支持播放 FBX 模型动画,所以在飞机 Demo Pro 中,制作飞机螺旋桨动画无需编写代码。设计师制作好动画后,可使用 plane.getAnimationNames() 获取到动画名称列表,使用 plane.playAnimation(animationName, speed, start, loop) 方法播放动画。同时也可以使用 plane.pauseAnimation() 和 plane. resumeAnimation() 控制当前播放动画的启停。为了方便统一控制飞行动画,飞机 Demo Pro 中是在飞行动画的 action 中使用 plant.forwardAnimation(1 / 60) 向控制螺旋桨动画每次前偏移 1 / 60 秒实现动画播放效果。

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漫游

旧版本 Demo 的飞机漫游功能是一个最大的亮点,这也是图扑项目中漫游效果的主要实现方式。在飞机 Demo Pro 中,图扑基于旧版本的实现方式,增加了更丰富效果。

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漫游效果的实现可以分成三个主要步骤:

  1. 确定漫游路径:漫游可以理解为一个物体或者一个人需要从 A 点到 B 点的过程,在出发前需要确定应该往哪条路走,所以在漫游前需要确定漫游的路径。漫游的路径可以使用不规则图形进行绘制,通常情况下,漫游路径是使用 ht.Polyline 进行绘制的,使用 ht.Polyline 绘制路径的优势是管道的点支持设置不同高度。在 Demo 中,用户可以上下拖动蓝色小球控制管道点的高度,从而使漫游效果更加丰富;
  2. 确定漫游物品:漫游物品可以是场景中的任意节点,也可以是场景的相机和中心点,此 Demo 中漫游的节点是飞机;
  3. 实现漫游动画:动画效果是在一段时间内控制属性变化实现,HT 提供了 ht.Default.startAnim(params) 动画函数来实现动画。漫游动画需要递增或者递减的属性是节点的位置和旋转角度,这些数据可以使用管道获取。g3d.getLineLength(path) 获取管道长度,g3d.getLineOffset(path, lineLength * v) 获取管道百分比的 offset,设置飞机的位置 plane.p3(offset.point.x, offset.point.y, offset.point.z),同时设置飞机转向 plane.lookAt([offset.point.x + offset.tangent.x, offset.point.y + offset.tangent.y, offset.point.z + offset.tangent.z], 'front')。

和物体漫游效果原理一致,场景漫游是获取到的管道信息设置在场景的 Eye 和 Center 属性上。在飞机 Demo Pro 中,我们还新增了环绕漫游 Around 漫游,使用 g3d.flyTo(plane,{distance: distance}) 将场景视角定位到物体上,达到环绕飞机跟随的漫游效果。

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漫游音效

在飞机 Demo Pro 的漫游过程中,可通过点击右下角的音效控制按钮播放飞机的飞行音效,使得场景变得更加生动有趣。此外,每当飞机到达一个蓝色小球时,还会播放到达音效,进一步增加了 Demo 的交互性。

为实现上述效果,需要在动画运行过程中判断控制球和飞机节点的包围盒是否相交,相交时即播放到达音效,节点相交判断,可先获取节点包围盒 box = g3d.getBoundingBox(node),再获取节点的三维包围盒 box3 = new ht.Math.Box3(new ht.Math.Vector3(box.min), new ht.Math.Vector3(box.max)),最后判断两个节点包围盒是否相交 box3.intersectsBox(other_box3)。

材质切换

由于 OBJ 模型只能配置一个材质或者贴图,使用中如果需要切换模型风格,一般使用切换直接切换节点的 shape3d 属性实现。相比 OBJ 模型而言,FBX 模型能够同时配置多个材质,使得模型材质效果更加丰富多彩。飞机 Demo Pro 中的飞机模型使用的是 FBX 模型,可以在右上角属性面板切换 BodyColor 控制飞机的材质属性切换 plane.s(‘matDef’,{‘材质名称’:’材质’})。

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除了直接切换模型的 matDef 属性,还可以直接修改已经注册的材质信息切换风格。例如飞机 Demo Pro 中的指示灯,是使用 ht.Default.getMaterial('signalCircleColor') 方法,可以获取到已经注册的 signalCircleColor 材质信息,直接修改对象的对应的属性值 signalCircleColor.diffuse = color。修改材质属性后,需要使用 plane.iv() 刷新节点。使用这个方案需要注意,其他使用了相同材质的节点,在触发刷新后也会修改材质样式。因此,直接修改材质信息的方式,建议材质在只有一个节点使用或者需要批量修改场景风格时使用。

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场景美化

旧版本飞机 Demo 场景只有背景颜色和枯燥乏味的起飞地板。而飞机 Demo Pro 的场景则提供更加丰富的场景,如天空球、辉光、头灯、环境光等多样化属性,配合代码驱动水面材质 uvOffset 属性变化做 uv 偏移,形象还原了水面波光粼粼,缓缓流动的动态效果。相比旧版本,飞机 Demo Pro 的内景设计更加精美,错落有致,让用户学习 HT 的过程变得更加生动有趣。

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在过去的十年里,随着技术的不断发展,图扑软件不断推陈出新、不断更新迭代我们的自研产品。从最初只能加载 OBJ 模型、无法呈现材质效果的情况,到现在新增了支持 FBX 、GLTF、GLB 模型,并且支持材质配置等功能,图扑一直在不断创新和突破自我,力求为用户提供更加优质的产品和服务。

未来,我们将继续为大家提供更多精美的案例和更加强大的技术,满足用户的需求和期望。

图扑软件 HT for Web 可实现在 Web 浏览器中创建和展示高性能的交互式 3D 可视化解决方案,允许用户创建、编辑、渲染和导出三维模型,适用于各种工业互联网领域。HT 使用 HTML5 现代 Web 技术,无需安装任何插件或附加软件,即可在各种 Web 浏览器中运行。并提供了丰富的功能和工具,包括模型加载、材质编辑、动画制作、光照渲染、碰撞检测等,可以满足复杂的 3D 可视化、数字孪生应用需求。