基于 WEBGL和Three.js 的3D 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可視化應(yīng)用三維數(shù)字孿生

一、WEBGL和Three.js的發(fā)展

      國際信息技術(shù)和移動端迅猛發(fā)展，Webgl Three.js技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，而3D工廠廠房在數(shù)字化的今天，Webgl Three.js已經(jīng)被越來越多的公司和企業(yè)應(yīng)用在虛擬工廠系統(tǒng)，三維數(shù)字工廠模型中，加快了工廠廠房，園區(qū)3D化中的設(shè)備，傳感器、管道罐體輸送、監(jiān)測控制等各個環(huán)節(jié)的效率。三維數(shù)字孿生

二、WEBGL與Three.js的背景三維數(shù)字孿生

      隨著瀏覽器的原生能力的興起，flash的沒落。WebGL在3D方面從功能與性能方面都在逐漸加強?？萍及l(fā)展對應(yīng)2D3D化應(yīng)用的需求也越發(fā)激烈。 win10的畫圖板支持3D查看器，2d工具photoshop也開始逐步集成了3D工具。

WEBGL和Three.js在3d物聯(lián)網(wǎng)和3d可視化中的應(yīng)用三維數(shù)字孿生

（一）在工業(yè)園區(qū)的應(yīng)用三維數(shù)字孿生

    Webgl與Web3D對工廠智慧園區(qū)的、大樓、生產(chǎn)車間、生產(chǎn)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等進(jìn)行3D建模，實現(xiàn)物理工廠園區(qū)到3D虛擬工廠園區(qū)的數(shù)字化、可視化的轉(zhuǎn)化。在H5頁面中對實景進(jìn)行虛擬操控，一個系統(tǒng)指揮終端，使工廠生產(chǎn)更為流暢，減少不必要的錯誤和開支，節(jié)約成本。避免失誤導(dǎo)致意外產(chǎn)生，并能提高操作者的熟練度，使工作效率大幅度提高。

（二）在單品3D展示中應(yīng)用三維數(shù)字孿生

     商迪3D單品3D展示通過WebGL、3D繪圖協(xié)議，這種繪圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)允許把Javascript和OpenGL ES 2.0結(jié)合在一起，通過增加OpenGL ES 2.0的一個Javascript綁定，WebGL可以為HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，這樣Web開發(fā)人員就可以借助系統(tǒng)顯卡來在瀏覽器里更流暢地展示3D場景和模型了，還能創(chuàng)建復(fù)雜的導(dǎo)航和數(shù)據(jù)視覺化。WebGL技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)免去了開發(fā)網(wǎng)頁專用渲染插件的麻煩，可被用于創(chuàng)建具有復(fù)雜3D結(jié)構(gòu)的網(wǎng)站頁面。

（三）在糧倉3D可視化應(yīng)用三維數(shù)字孿生

     商迪3D糧倉可視化系統(tǒng)以3D可視化技術(shù)為基礎(chǔ)，通過3Dmax構(gòu)建糧庫的園區(qū)、倉庫、設(shè)備的3D模型逐級可視；集成糧食入庫、存儲、出庫過程中的信息并整合到三維模型中，通過webgl、Three.js與構(gòu)建糧情數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化、一體化的3D可視化平臺。實現(xiàn)視頻監(jiān)控、糧情監(jiān)控、智能保糧、出入庫作業(yè)、告警信息等可視化功能，系統(tǒng)的構(gòu)建使糧倉的信息管理互享、糧情的檢測等變得方便快捷，為安全儲糧提供強有力的科技支撐，同時也為管理部門提供精準(zhǔn)的決策支持平臺。

機(jī)房監(jiān)控3D可視化解決方案的建設(shè)目標(biāo)三維數(shù)字孿生

（一）機(jī)房自動3D漫游與巡檢三維數(shù)字孿生

　　商迪3D物聯(lián)控系統(tǒng)支持人稱和第三人稱視角瀏覽，總覽電子信息系統(tǒng)機(jī)房全貌及狀態(tài)，360°旋轉(zhuǎn)，多角度切換，可以根據(jù)三維漫游、展示和巡檢要求靈活而的自定義巡檢路線，隱/顯路徑，并且可以放置模擬人物進(jìn)行巡檢演示，同時還可以實現(xiàn)單樓和多樓等多區(qū)域、多機(jī)房的自動漫游巡檢。

（二）便捷3D物聯(lián)作系統(tǒng)三維數(shù)字孿生

     商迪3D以用戶習(xí)慣為出發(fā)點，按照用戶的使用習(xí)慣設(shè)計交互模式，實現(xiàn)園區(qū)（電子信息系統(tǒng)機(jī)房）、樓層、機(jī)房、設(shè)備、等全三維瀏覽和全鍵盤鼠標(biāo)操作。直接通過鍵盤和鼠標(biāo)對3D場景實現(xiàn)前后移動、放大/縮小、上下左右的平移和任意角度旋轉(zhuǎn)、查看整體環(huán)境等操作。

（三）可視化自動告警系統(tǒng)三維數(shù)字孿生

　　商迪3D系統(tǒng)機(jī)房可視化監(jiān)控系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)對接將機(jī)房動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等第三方平臺的各類告警信息集中展示，提供統(tǒng)一預(yù)計機(jī)制。當(dāng)所有設(shè)備出現(xiàn)異動情況（包括預(yù)警、告警等），機(jī)房3D可視化系統(tǒng)實時告警欄會準(zhǔn)確提示告警的設(shè)備編號、設(shè)備名稱、告警內(nèi)容及告警時間等參數(shù)，提醒管理人員時間檢查設(shè)備，消除設(shè)備報警和故障隱患。

（四）資產(chǎn)管理可視化三維數(shù)字孿生

　　商迪3D物聯(lián)控系統(tǒng)資產(chǎn)管理模塊可提供3D可視化的運維管理模式，在運維管理過程中，實現(xiàn)VR虛擬場景與現(xiàn)實環(huán)境一一對應(yīng)，通過鼠標(biāo)點擊實現(xiàn)樓層、機(jī)房、機(jī)柜、設(shè)備的分級直接瀏覽，同時可快速搜索、定位目標(biāo)設(shè)備，單擊任何一個資產(chǎn)設(shè)備查看該設(shè)備的資產(chǎn)情況：設(shè)備信息、安裝應(yīng)用信息、歸屬信息、運維信息以及相關(guān)運行手冊等。當(dāng)上架設(shè)備物理位置發(fā)生變化時，設(shè)備位置根據(jù)數(shù)據(jù)庫變化自動變更。用戶也可通過維護(hù)工具自行調(diào)整，這樣運維人員無需頻繁進(jìn)出機(jī)房便可清晰掌握電子信息系統(tǒng)機(jī)房的資產(chǎn)狀況，提升信息查詢和管理效率。