基于 HTML5 Canvas 的 3D 渲染引擎界面以及吸附等效果的运用

前言

HT 是啥：Everything you need to create cutting-edge 2D and 3D visualization.

这口号是当年心目中的产品方向，接着就朝这个方向慢慢打磨，如今 HT 算是达到了这样的效果，谈不上用尽洪荒之力，但我们对产品结果很满意，特别是 HT 的用户手册，将例子和文档无缝融合一体，小小 10 来兆开发包居然包含了四十五份手册，数百个活生生的 HTML5 例子，还没体验过的同学可以点击 http://www.hightopo.com/guide/readme.html HT 手册入口玩一玩。

这样综合并可搜索的手册入口居然还常被问及 HT 的 Demo 在哪里？只能怪这些年深入人心的极致用户体验理念，把人惯得包括很多程序员都如此之“懒”，当然也怪我们没把用户体验的最后一公里做到位，将数百个手册例子进行了归类整理，最终形成了方便大家直观查找所有 HT 例子的页面：http://www.hightopo.com/demos/index.html 。很明显，对于 HT 老用户包括我们自己做技术支持，都感觉查找例子更直观方便，但对于 HT 初学者，面对这一堆数百个涵括通用组件、网络拓扑图组件、3D 组件、矢量图形、各种编辑器等等五法八门的 HTML5 例子盛宴，往往无从下手，为此我打算为像我一样喜欢这方面的新手朋友多写几篇这样的博客，慢慢的给大家讲述各种各样的越来越多的有趣的小功能！

效果图

代码实现

HT 提供了基于 WebGL 的 3D 技术的图形组件 ht.graph3d.Graph3dView，WebGL 基于 OpenGL ES 2.0 图形接口，因此 WebGL 属于底层的图形 API 接口，二次开发还是有很高的门槛，HT 的 Graph3dView 组件通过对 WebGL 底层技术的封装，与 HT 其他组件一样，基于 HT 统一的 DataModel 数据模型来驱动图形显示，极大降低了 3D 图形技术开发的门槛。同时 HT 提供了强大的完全基于 HTML5 技术 3D 图形建模设计器，用户无需编码即可快速可视化搭建各种 3D 场景，可以说 HT 的 3D 开发模式完全打破了传统 3D 开发模式，绝大部分应用不再需要依赖精通 3ds Max 或 Maya 的专业 3D 设计师来建模，也不需要整合 Unity3d 等引擎做图形渲染，HT 一站式的提供了从建模到渲染，包括和 2D 组件呈现和数据融合的一站式解决方案。

我本次讲解的就是这个 3D 的界面，所以我们首先要创建 3D 渲染引擎组件，可视化呈现数据模型的三维环境场景。

dataModel = new ht.DataModel();
g3d = new ht.graph3d.Graph3dView(dataModel);
g3d.addToDOM();
window.addEventListener('resize', function (e) {
　　g3d.invalidate();
}, false);

我们还要设置眼睛（或Camera）所在位置，默认值为 [0, 300, 1000] ，格式为 [x, y, z] 。

g3d.setEye([0, 300, 600]);

这里给大家说一下，可参考 3D 手册（ http://www.hightopo.com/guide/guide/core/3d/ht-3d-guide.html#ref_engine ）。

然后我们再给它加上一些选中效果。Graph3dView 中被选中的图元会显示为较暗的状态，变暗系数是由图元 style 的 brightness 和 select.brightness 属性决定，select.brightness 属性默认值为 0.7，最终返回值大于 1 变亮，小于 1 变暗，等于 1 或为空则不变化。Graph3dView#getBrightness 函数控制最终图元亮度，因此也可以通过重载覆盖该函数自定义选中图元亮度。

g3d.getBrightness = function (data) {
　　if (data.s('isFocused')) {
   　　return 0.7;
   }
　　return null;
};

lastFocusData = null;
g3d.getView().addEventListener('mousemove', function (e) {
　　// 传入逻辑坐标点或者交互 event 事件参数，返回当前点下的图元
   var data = g3d.getDataAt(e);
   if (data !== lastFocusData) {
   　　if (lastFocusData) {
      　　astFocusData.s('isFocused', false);
      }
      if (data) {
         data.s('isFocused', true);
      }
      astFocusData = data;
　　}
});

接下来我们写个函数来方便绘制每个部分的模型：

function createNode (p3, s3, host) {
　　// 拓扑图元类型
　　var node = new ht.Node();
　　// 获取或设置图元中心点的三维坐标 有三个参数时相当于 setPosition3d 没有相当于 get
　　node.p3(p3);
　　// 获取或设置图元的尺寸 有三个参数时相当于 setSize3d 没有相当于 get
　　node.s3(s3);
　　// 设置宿主图元，当图元吸附上宿主图元(host)时，宿主移动或旋转时会带动所有吸附者
　　node.setHost(host);
　　dataModel.add(node);
　　return node;
}

讲到了这，我们来说说吸附，吸附功能对于设计有层次关系的模型非常方便，例如设备面板吸附上设备机框，设备端口吸附上设备面板，这样从机框 - 面板 - 端口的层次关系吸附，使得用户拖动整体机框时所有这个层次下的图元都会跟随移动。对于 3D 的场景下，吸附的概念更进一步延伸，当机框在三维空间进行任意位置偏移以及任意角度旋转时，所有吸附的相关图元都会正确的跟随平移，并做出相应位置对应的旋转，以达到整体设备各个图形部分保持物理相对位置一致。

下面我们来一起创建模型吧！分别是地板 floor，桌面 table，四个桌腿以及盒子：

// 地板
floor = createNode([0, 0, 0], [600, 5, 400]).s({
　　'all.color': '#A0A0A0',// 六面颜色
　　'label': '地板',// 图元文字内容
　　'label.face': 'top',// 文字在3d下的朝向，可取值（left|right|top|bottom|front|back|center）
　　'label.background': 'yellow',// 图元文字背景
　　'label.position': 22,// 图元文字位置
　　'label.t3': [10, 0, -10],// 文字在3d下的偏移，格式为 [x,y,z]
　　'label.font': '28px arial, sans-serif'// 图元文字字体
});
// 桌面
table = createNode([0, 120, 0], [400, 10, 280], floor).s({
　　'shape3d': 'cylinder',// 为空时显示为六面立方体，cylinder 圆柱
　　'shape3d.side': 60,// 决定 3d 图形显示为几边型，为 0 时显示为平滑的曲面效果
　　'shape3d.color': '#E5BB77',// 3d 图形整体颜色
　　'label': '桌子',
　　'label.face': 'top',
　　'label.background': 'yellow',
　　'label.position': 23,
　　'label.t3': [0, 0, -10],
　　'label.font': '20px arial, sans-serif'
});
// 四个桌腿
foot1 = createNode([100, 60, 80], [20, 110, 20], table).s({
　　'shape3d': 'cylinder',
　　'shape3d.color': '#E5BB77',
});
foot2 = createNode([-100, 60, 80], [20, 110, 20], table).s({
　　'shape3d': 'cylinder',
　　'shape3d.color': '#E5BB77',
});
foot3 = createNode([100, 60, -80], [20, 110, 20], table).s({
　　'shape3d': 'cylinder',
　　'shape3d.color': '#E5BB77',
});
foot4 = createNode([-100, 60, -80], [20, 110, 20], table).s({
　　'shape3d': 'cylinder',
　　'shape3d.color': '#E5BB77',
});
// 盒子
box = createNode([0, 150, 0], [100, 50, 60], table).s({
　　'all.color': '#2e2f32',
　　'front.color': '#BDC3C7',// 前面颜色
　　'note': '盯着你看', // 图元冒泡标注
　　'note.face': 'top',
　　'note.position': 7,
　　'note.t3': [0, 0, 10],
　　'note.autorotate': true// 图标在 3D 下是否自动朝向眼睛的方向
});

代码中有一些属性，我已经帮大家写好了详细的注释。在此献上各种关于 'shape3d' 的图形的值，方便大家玩耍：

总结

这个小 demo 就说到这里吧，还有更多精彩想自己探索的朋友，可以直接去我们的公司中文版主页了解（http://www.hightopo.com/cn-index.html）。

我每周尽量都写一些技术随笔，既帮助自己整理知识，也能够跟大家一起学习，我们由浅至深，循序渐进。希望看了我的文章能得你们带来帮助，同时也希望大家能多多支持和鼓励！