摘要：寫在前面的前面現(xiàn)在拍電影搞真人秀都流行拍續(xù)集，哥今天給大家?guī)淼氖谴蛟熳蠲罊C(jī)房的續(xù)集，哥的目標(biāo)是成為機(jī)房界的網(wǎng)紅。機(jī)柜標(biāo)簽機(jī)房中最重要的物理資源機(jī)柜是機(jī)房管理規(guī)劃監(jiān)控人員最關(guān)注的對象之一。

現(xiàn)在拍電影、搞真人秀都流行拍續(xù)集，哥今天給大家?guī)淼氖谴蛟熳蠲?D機(jī)房的續(xù)集，哥的目標(biāo)是成為3D機(jī)房界的網(wǎng)紅。

-------------------------------我是這個(gè)系列已經(jīng)有了第三篇的分割線-------------------------------

請腦補(bǔ)畫外音 Previously on Monolog……

前陣子寫了一篇打造最美html5 3d機(jī)房，介紹了如何用html5在網(wǎng)頁上創(chuàng)建無插件的精美3d機(jī)房場景，收到很多朋友的鼓勵(lì)，深表感謝。對于索要源代碼的朋友，已經(jīng)盡力郵件回復(fù)。由于精力所限，如未能收到的朋友請留言或給我發(fā)送郵件：tw-service@servasoft.com。最近項(xiàng)目第二期又要緊鑼密鼓地開始了，所以想抓緊把一些新增的內(nèi)容補(bǔ)充上，進(jìn)一步完善這個(gè)html5 3d機(jī)房的呈現(xiàn)效果。

上一篇中主要介紹的是如何從最基礎(chǔ)的webgl封裝到創(chuàng)建3d物體對象，再通過3d物體對象“搭積木”式的組建整個(gè)3d機(jī)房場景。這一篇主要介紹一些如何在這個(gè)場景上進(jìn)一步豐富更多的功能和呈現(xiàn)效果，以及實(shí)現(xiàn)這些功能在技術(shù)上的思路。

首先我們來看看第一季已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的純天然無添加無PS的HTML5 3D機(jī)房效果：

已經(jīng)拿到過代碼的朋友應(yīng)該知道，這一場景是通過一個(gè)json文件進(jìn)行組裝和加載，可以很方便地進(jìn)行修改和維護(hù)。在此基礎(chǔ)上，這一次我又增加了機(jī)柜標(biāo)簽、機(jī)柜門、復(fù)雜設(shè)備、機(jī)房走線、人員軌跡等效果，下面我就把第二季的干貨一一為大家奉上。

機(jī)房中最重要的物理資源——機(jī)柜——是機(jī)房管理、規(guī)劃、監(jiān)控人員最關(guān)注的對象之一。對于規(guī)模在幾十個(gè)、上百個(gè)甚至上千個(gè)機(jī)柜的機(jī)房，每個(gè)機(jī)柜必然會進(jìn)行資產(chǎn)編號，方便檢索和管理。這個(gè)在多數(shù)資產(chǎn)管理系統(tǒng)中，都是最基本的。但是在3d場景中，如何顯示這些機(jī)柜編號，才能讓用戶更直觀的看到每個(gè)機(jī)柜的位置呢？

傳統(tǒng)的方式是用標(biāo)簽顯示資產(chǎn)編號，例如可以用“告警冒泡”那樣的方式顯示一個(gè)文字氣泡。不過當(dāng)機(jī)柜產(chǎn)生告警時(shí)，兩個(gè)氣泡會有所沖突。而且過多的氣泡會產(chǎn)生相互遮擋覆蓋，有點(diǎn)混亂，比如像這樣：

因此我嘗試了一種不同的思路：把文字渲染到一個(gè)內(nèi)存圖片，“溶解”到機(jī)柜的上方貼圖中。

想要生成一個(gè)內(nèi)存的圖片文字，可以通過下面的函數(shù)實(shí)現(xiàn)：

    generateAssetImage: function(text){         
        var width=512, height=256;

        var canvas = document.createElement("canvas");
        canvas.width  = width;
        canvas.height = height;

        var ctx = canvas.getContext("2d");        
        ctx.fillStyle="white";
        ctx.fillRect(0,0,width,height);
        
        ctx.font = 150+"px "Microsoft Yahei" bold";
        ctx.fillStyle = "black";
        ctx.textAlign = "center";
        ctx.textBaseline = "middle";
        ctx.fillText(text, width/2,height/2);
        ctx.strokeStyle="black";
        ctx.lineWidth=15;
        ctx.strokeText(text, width/2,height/2);

        return canvas;   
    }

需要留意的是：

生成的圖片寬高數(shù)值最好是2的冪，例如128、256、512等，這樣在3d中渲染不容易出現(xiàn)閃爍和鋸齒。相關(guān)原理請查閱google。

文字繪制盡量居中、充滿整個(gè)圖，不要太小，否則看上去比較奇怪。

空白處保持透明，不必填充色，方便和機(jī)柜本身貼圖的“溶解”。

直接返回canvas對象即可，不必生成圖片點(diǎn)陣數(shù)組。

生成canvas后，可以這樣直接貼圖使用：

    var labelCanvas=demo.Default.generateAssetImage(label);
    rack.setStyle("top.m.texture.image", labelCanvas);
    rack.setStyle("top.m.specularmap.image", labelCanvas);

通過上面代碼，把貼圖作為機(jī)柜立方體top面的貼圖和反射映射圖。這樣出來的效果如下：

這樣，既不用增加3d對象，也不影響機(jī)柜的美觀度，關(guān)鍵是看得非常清晰，在大場景中也不干擾用戶的視線：

上一篇里，由于時(shí)間緊迫，也考慮到呈現(xiàn)效率，機(jī)柜采用了“雙擊機(jī)柜出現(xiàn)設(shè)備”的方案。一個(gè)立方體的機(jī)柜雖然簡單直接，但是沒有機(jī)柜門，總覺得假了一點(diǎn)，客戶也提到了這一點(diǎn)，因此按照機(jī)房門的思路，增加一個(gè)機(jī)柜門，增加雙擊開門的效果，這個(gè)比較簡單：

    var rackDoor = new mono.Cube(width, height, 2);
    rackDoor.s({
        "m.type":"phong",
        "m.color": "#A5F1B5",
        "m.ambient": "#A4F4EC",
        "front.m.texture.image": "images/rack_front_door.png",
        "back.m.texture.image": "images/rack_door_back.png",
        "m.envmap.image": demo.Default.getEnvmap("envmap1"),
    });
    rackDoor.setParent(rack);
    rackDoor.setPosition(0, 0, depth/2+1); 
    rackDoor.setClient("animation","rotate.right.120");    

上面代碼創(chuàng)建了一個(gè)薄薄的立方體作為機(jī)柜門。設(shè)置貼圖、顏色等，再設(shè)置其parent是機(jī)柜。這樣，如果拖拽機(jī)柜位置，機(jī)柜也會跟著移動，簡單方便。最后，在設(shè)置一下機(jī)柜門的動畫。通過一個(gè)字符串進(jìn)行定義：rotate.right.120表示動畫是“向右側(cè)旋轉(zhuǎn)120度”，在雙擊的時(shí)候觸發(fā)。

第一季里，機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備，主要用樂服務(wù)器來表現(xiàn)，加入了設(shè)備彈出、告警等效果。后期根據(jù)現(xiàn)場和用戶的交流，用戶進(jìn)一步提出要顯示機(jī)架上需要安裝更加復(fù)雜的電信設(shè)備，包括板卡、板卡的插拔動作、呈現(xiàn)方法等，也就是在機(jī)柜上顯示一個(gè)有多個(gè)板卡的設(shè)備，雙擊板卡可以彈出。

要做這個(gè)，需要把原來的一個(gè)立方體的服務(wù)器設(shè)備做一個(gè)“挖空”處理，變成一個(gè)空的設(shè)備框的樣子。然后再生成一系列的板卡對象，插入這個(gè)空框。每個(gè)板卡應(yīng)該由面板+電路板組成，可以用兩個(gè)立方體進(jìn)行拼接，添加適當(dāng)?shù)馁N圖完成。代碼如下：

    var parts=[{
        //card panel
        type: "cube",
        width: width,
        height: height,
        depth: 1,
        translate: [x, y, z+1],
        rotate: rotate,
        op: "+",
        style:{
            "m.color": color,
            "m.ambient": color,
            "m.texture.image": "images/gray.png",
            "front.m.texture.image": pic,
            "back.m.texture.image": pic,
        }
    },{
        //card body
        type: "cube",
        width: 1,
        height: height*0.95,
        depth: depth,
        translate: [x, y, z-depth/2+1],
        rotate: rotate,
        op: "+",
        style:{
            "m.color": color,
            "m.ambient": color,
            "m.texture.image": "images/gray.png",
            "left.m.texture.image": "images/card_body.png",
            "right.m.texture.image": "images/card_body.png",
            "left.m.texture.flipX": true,
            "m.transparent": true,    
        }
    }];
    
    var card=demo.Default.createCombo(parts);
    card.setClient("animation", "pullOut.z");
    box.add(card);

上面代碼可以生成一個(gè)板卡對象。循環(huán)重復(fù)，設(shè)置位置，即可生成整個(gè)設(shè)備。通過設(shè)置animation屬性，定義板卡動畫為“雙擊拉出”，再次雙擊推回。效果如下圖：

當(dāng)然，實(shí)際項(xiàng)目中，各種結(jié)構(gòu)的電信設(shè)備千奇百怪，要通過代碼定義是不現(xiàn)實(shí)的。所以我們還開發(fā)了一個(gè)設(shè)備編輯器，可以通過拖拽方式快速生成設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。

除了機(jī)柜之外，線纜的連接走向和連接關(guān)系是管理員關(guān)注的另外一個(gè)焦點(diǎn)。機(jī)架中的電信設(shè)備或服務(wù)器設(shè)備會通過端口和線纜進(jìn)行連接，組成一定結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。而線纜的走向在物理上通過肉眼是很難看清晰的。更多線纜會從機(jī)柜連出，延伸到屋頂上方或地板下方的隱蔽工程中（例如走線架）固定和布線，用肉眼更無法觀察。此時(shí)，需要3d機(jī)房界面能清晰的顯示電纜從端口到走線架再到端口的“端到端”的物理走線，方便管理員了解網(wǎng)絡(luò)情況和管理。

線纜，可以用一個(gè)空間的path來定義，并設(shè)置其貼圖：

    var path = demo.Default.create3DPath(json.data);
    var cable=new mono.PathNode(path, 100, 1);
    cable.s({
        "m.type": "phong",
        "m.specularStrength": 30,
        "m.color": json.color,
        "m.ambient": json.color,         
        "m.texture.image": "images/flow.jpg",
        "m.texture.repeat": new mono.Vec2(200, 1),
    });
    box.add(cable);

通過json定義的[x, y, z]數(shù)組來生成一個(gè)path對象，然后用它來生成一個(gè)空間的“管子”對象。流動效果可以通過一個(gè)動畫來修改貼圖紋理的offset，讓眼睛產(chǎn)生貼圖不斷“移動”的效果。

走線架可以通過簡單的鏤空貼圖來模擬，不需要建一個(gè)復(fù)雜的框架模型，減少對GPU的壓力。實(shí)際的走線架有很多種，例如下圖是一種典型的走線架：

我們通過程序模擬一下：

    var rail=demo.Default.createPathObject(railInfo);
    rail.s({
        "m.texture.image": "images/rail.png",
        "m.type": "phong",
        "m.transparent": true,
        "m.color": "#CEECF5",
        "m.ambient": "#CEECF5",
        "aside.m.visible": false,
        "zside.m.visible": false,
        "m.specularStrength": 50,
    });
    rail.setPositionY(263);
    box.add(rail);

最終走線架+線纜的效果如下：

在3d場景中，經(jīng)常需要計(jì)算規(guī)劃并顯示一個(gè)最優(yōu)的空間或平面路徑，用來指示如何最快、最合理的到達(dá)目標(biāo)，或通過路徑顯示一個(gè)移動物體的軌跡，方便進(jìn)行監(jiān)控和分析。例如，客戶提出一個(gè)實(shí)際需求：現(xiàn)場檢修人員手持平板進(jìn)入機(jī)房，輸入設(shè)備id后，直接給出前方走動路徑，并進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航引導(dǎo)。

我們可以把這個(gè)需求分解為導(dǎo)航路徑顯示和人員模擬兩步。

導(dǎo)航線可以通過一個(gè)浮在地板上方的path路徑來定義。做一個(gè)簡單的顏色渲染和彎角處理，就可以比較清晰的展示底面的走動路徑。

            var path=new mono.Path();
            path.moveTo(object.getPositionX(), object.getPositionZ());
            for(var i=0;i

拉近后看下細(xì)節(jié)：

移動軌跡的顯示也有很多變化，形狀、顏色的變化，空間坐標(biāo)的變化，都可以產(chǎn)生一些不同的效果。例如下圖是另外一個(gè)3d車庫導(dǎo)航系統(tǒng)的場景：

加載人物模型
接下來，要加載一個(gè)人的模型進(jìn)來，放在路徑上。可以在網(wǎng)上找一些3d max做的模型，并轉(zhuǎn)成obj格式的文件，這樣就可以方便的導(dǎo)入場景中。Obj通過對應(yīng)的mtl文件進(jìn)行定義材質(zhì)，需要的貼圖也需要一并涵蓋進(jìn)來。通過下面幾行代碼即可完成obj模型的導(dǎo)入：
        var obj="images/worker.obj";
        var mtl="images/worker.mtl";               
            
        var loader = new mono.OBJMTLLoader();
        loader.load(obj, mtl, {"worker": "images/worker.png",}, function (object) {                                
            box.addByDescendant(object);
        });
效果如下圖：

需要留意的是，人的模型不要太大，能把人物輪廓大概渲染清晰即可。例如上面的模型也就幾百k，加載和顯示幾乎瞬間完成，不會產(chǎn)生卡頓。如果加載幾十兆上百兆的高清模型，則可能出現(xiàn)卡頓，也會拖慢場景的渲染速度。畢竟我們的主要場景對象是3d機(jī)房，對模型選擇要有所取舍，千萬不要喧賓奪主。
讓任務(wù)沿著路徑移動，可以通過動畫進(jìn)行控制，對path中每一段路線進(jìn)行平移，連續(xù)、反復(fù)的播放，即可實(shí)現(xiàn)人物的移動效果。

當(dāng)然這里有一個(gè)缺點(diǎn)，人物的移動是僵硬不動的，不能像真實(shí)人物一樣邁腿一步一步的走路進(jìn)行移動。如果要做，需要用到骨骼動畫等技術(shù)，相對復(fù)雜一些，目前項(xiàng)目緊急，就留給以后找時(shí)間研究了。當(dāng)然對于3d機(jī)房這樣的企業(yè)應(yīng)用來說，必要性不一定很大，畢竟不是游戲。
通過這些技術(shù)，大家可以輕松構(gòu)建一個(gè)比較完整的3d機(jī)房系統(tǒng)，就跟我們這次的項(xiàng)目一樣：



后記
篇幅有限，這一篇就介紹這么多，后續(xù)找時(shí)間會繼續(xù)給大家介紹如何拖拽移動機(jī)柜、顯示機(jī)房中的溫度云圖、風(fēng)向監(jiān)控、攝像頭及視頻監(jiān)控，如何創(chuàng)建一個(gè)大的園區(qū)和樓宇等內(nèi)容。成為一個(gè)網(wǎng)紅的路還很漫長，我會一步一個(gè)腳印地走，也希望對大家有所啟發(fā)和幫助。老規(guī)矩，需要相關(guān)代碼的同學(xué)可以發(fā)郵件到tw-service@servasoft.com，或留下郵箱，我會盡力回復(fù)。謝謝！