基于 HTML5 + WebGL 的 3D 太阳系系统

本文主要是介绍基于 HTML5 + WebGL 的 3D 太阳系系统，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前言

近年来随着引力波的发现、黑洞照片的拍摄、火星上存在水的证据发现等科学上的突破，以及文学影视作品中诸如《三体》、《流浪地球》、《星际穿越》等的传播普及，宇宙空间中那些原本遥不可及的事物离我们越来越近，人们对未知文明的关注和对宇宙空间的好奇达到了前所未有的高度。站在更高的立足点上，作为人类这个物种中的一员，我们理所应当对我们生活的星球、所在的太阳系有一定的认识，对 8 大行星各自的运行轨道、质量、资源存储量甚至是地形有一定的了解。

本系统采用 Hightopo 的 HT for Web 产品来构造轻量化的 3D 可视化场景。

Solar System 这套系统主要用于两种场景：

　　1.作为科研成果、新发现的载体，做 3D 太空数据可视化呈现，用于向普通民众科普太阳系的构成、各行星组织结构等知识，可置于博物馆大屏、学校大屏，也可用于互联网产品，作为航空航天类网站的门户页、展示页。

　　2.作为宇航局、航空航天相关研究机构的驾驶舱，在 3D 可视化界面中对行星相对位置、星体状态、星体气象、星体地形有一个直观快速的了解，在宇宙空间探索越来越成功的当下，在数据传输技术得到速度和质量上的突破后，甚至可以通过该系统对行星状态做实时监控呈现，对宇航员的作业点、作业情况做在线监控。在配置上人造卫星轨道、监控区域的数据后，本系统可用作卫星系统，描述覆盖范围和呈现观测数据。

预览地址： https://www.hightopo.com/demo/solar-system/

界面简介及效果预览

主题一：太阳系检测系统

本系统主要展示8大行星绕太阳公转轨道、相对位置、星体质量、资源含量等信息。

右上角行星按钮会触发视角切换，切换至相对应的行星观测点

this.g3d.flyTo(data, {

    animation: {duration: 1000,easing: function (t) {return (2-t) * t;}},distance: 2000
});

效果：

该主题提供两种视角，鸟瞰和斜视，其它视角可以通过鼠标自行旋转

两种视角的切换由右上角第二、三个圆形按钮触发。

调用 moveCamera 方法重新设置相机位置：

/**

 * 切换镜头* @param {Number} num - 主题编号*/
triggerThemeCamera(num) {//...this.g3d.moveCamera([ 6742.5, 4625.6, -836.7],[0, 0, 0],{duration: 500,easing: function (t) {return (2-t) * t;}});
}

效果：

信息框默认采用跟随星体一起旋转，这可以达到俯视视角不出现信息框，看起来更清爽。

如果需要查看星体详情，可以通过点击右上角播放按钮，该按钮会触发所有信息框朝向屏幕方向。

通过改变消息面板 shape3d.autorotate 来实现：

setBillboardToCamera(flag) {

    const list = this.dm3d.getDatas();list.each( item => {if (item instanceof ht.Node) {if (/_board$/.test(item.getTag())) {if (flag) {item.s('shape3d.autorotate', true);}else {item.s('shape3d.autorotate', false);}}}});
}

效果：

主题二：戴森球星体 3D 拓扑结构

本系统主要展示用户所点选的行星与其它星际物质的相互作用，也可用于展示行星周围卫星的分布情况，以及展示星体间引力、辐射范围等的拓扑结构。

鼠标悬停在一个星体上会触发选中状态，右侧会监控该星体的相关数据。

通过监听 mousemove 后调用 resetPinkOutside 方法，将粉色边框重新设置到悬停的 node 位置：

/**

 * 重新设置边框* @param node*/
resetPinkOutside(node) {const pinkOutside = this.dm3d.getDataByTag('billboard4');pinkOutside.setPosition3d(node.getPosition3d()[0],node.getPosition3d()[1],node.getPosition3d()[2]);
}

效果：

主题三：星体气象、地形检测系统

该主题主要用于呈现在场景二中点选的星体上具体的检测点位，点位周边的等高线在左侧自动生成一个 3D 的地形和闪烁的点位示意，并与右侧的检测点位一一对应。

该功能可用于地形的呈现，也可以用于星体大气层的气象状态展示。

左下角实时监控点位的地质热量、气象流动数据。

点选右侧对应检测点，会触发右侧点的缩放动画，同时左侧对应的 3D 点位也会同步变化，其它的点则调用 setAnimation(null)

setTwinkleToPoints(flag) {

    //...if (flag) {if (point1_3D && point1) {if (this.animationFlags.twinklePointNum === 1) {point1_3D.setAnimation({change: {},start: ["change"]});point1.setAnimation({width: {},height: {},start: ["width", "height"]});} else {SolarSystem.disableTwinkle(point1_3D, point1);}} else {SolarSystem.disableTwinkle(point1_3D, point1);//...}}
}

效果：

关联：三个主题（系统）的联动

三个系统是互相关联的，相互切换的方式有三种。

　　1.点选左上角的切换按钮：

　　左上角部分均为导航栏的响应范围，鼠标悬停时会改变动画控制器 animationFlags 的对应值，触发导航栏落下来，悬停和点选按钮会通过 setImage 方法设置不同的背景

this.g2d.getView().addEventListener('mousemove', event => {

    const node = this.g2d.getDataAt(event);let tag = '';if (node) {tag = node.getTag();}if('navigator' === tag){if(!this.animationFlags.navigatorRotate && this.animationFlags.navAnimationDone){this.animationFlags.navAnimationDone = false;this.animationControl(0, true);}this.resetButtonStyle();}else if (/^navButton/.test(tag)) {this.animationFlags.navButtonOnHover = true; // 防止动画过快导致无法点选按钮this.resetButtonStyle();if (!node.a('buttonOnClick')) {node.setImage('buttonOnHover');}}else {this.resetButtonStyle();this.animationFlags.navButtonOnHover = false;if(this.animationFlags.navigatorRotate && this.animationFlags.navAnimationDone){setTimeout(() => {if(!this.animationFlags.navButtonOnHover){this.animationFlags.navButtonOnHover = true;this.animationFlags.navAnimationDone = false;this.animationControl(0, false);}}, 500);}}
}, false);

效果：