圖觀引擎 低代碼開發(fā)案例 | 航天領(lǐng)域 - ISS 國際空間站
產(chǎn)品介紹
多年來，數(shù)字冰雹始終沒有停下在航天領(lǐng)域技術(shù)探索和創(chuàng)新的腳步，我們在航天領(lǐng)域的技術(shù)積累不僅體現(xiàn)在具體的航天項(xiàng)目中，還凝結(jié)在圖觀 低代碼開發(fā)平臺中。
今天為大家分享的“ISS 國際空間站”低代碼開發(fā)應(yīng)用案例，是通過調(diào)用圖觀引擎 低代碼范例構(gòu)建而成的，旨在幫助每一位開發(fā)者們可以快捷構(gòu)建各種航天器數(shù)字孿生應(yīng)用，進(jìn)一步提升開發(fā)效率和質(zhì)量。
國際空間站（International Space Station，簡稱ISS）自1998年11月20日發(fā)射以來，已成為人類在太空中最長久和最重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺之一。ISS 在地球上空約400公里的近地軌道上運(yùn)行，這個龐大的結(jié)構(gòu)由多個艙段組成，包括居住艙、實(shí)驗(yàn)艙和功能艙，承載著科學(xué)研究、技術(shù)試驗(yàn)以及國際合作的重大使命。
在 ISS 國際空間站應(yīng)用案例中，我們將圖觀低代碼開發(fā)平臺 在航天器控制方面的關(guān)鍵功能進(jìn)行了充分展示，針對航天任務(wù)的精細(xì)化要求，數(shù)字冰雹 圖觀引擎具備強(qiáng)大的物理材質(zhì)渲染和配置能力，從廣袤的宇宙空間環(huán)境，到航天器上細(xì)微的一顆螺絲釘，都可以實(shí)現(xiàn)高精細(xì)度、高還原度的仿真效果。提供滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求的功能接口，基于低代碼開發(fā)范例，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時同步的環(huán)境光照控制、通過數(shù)據(jù)驅(qū)動進(jìn)行動作姿態(tài)控制、衛(wèi)星運(yùn)行視野跟隨等豐富功能，可高效快捷構(gòu)建航天數(shù)字孿生應(yīng)用。
整個 ISS 國際空間站應(yīng)用案例的構(gòu)建，我們簡單拆分為兩個重要環(huán)節(jié)：
數(shù)字孿生場景構(gòu)建：涵蓋 精細(xì)化航天器三維模型材質(zhì)、關(guān)節(jié)編輯，高還原度的太空環(huán)境、光照等效果編輯等； 數(shù)字孿生應(yīng)用低代碼開發(fā)：涵蓋復(fù)雜模型對象控制、鏡頭控制、交互控制、現(xiàn)實(shí)效果控制等功能的開發(fā)。
圖觀引擎 提供全云化的場景編輯器、場景服務(wù)器，具備強(qiáng)大的 PBR 物理材質(zhì)渲染和配置能力，可以導(dǎo)入自己的三維模型/基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)，輕松進(jìn)行效果強(qiáng)化、數(shù)據(jù)綁定邏輯定義等工作，并通過 場景服務(wù)器，發(fā)布為場景服務(wù)供二次開發(fā)調(diào)用或網(wǎng)頁瀏覽。
航天器精密外觀結(jié)構(gòu)，高精細(xì)度渲染還原
基于圖觀引擎 強(qiáng)大的PBR（物理材質(zhì)渲染）材質(zhì)編輯和渲染能力，實(shí)現(xiàn)了 ISS 航天器裝備精密細(xì)節(jié)顯示，高精度還原航天器的材質(zhì)、紋理細(xì)節(jié)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件、傳感器等復(fù)雜外觀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，能夠精確展示航天器裝備的結(jié)構(gòu)和功能。
圖觀 場景編輯器 支持 基本顏色、光澤度、金屬度、粗糙度、半透明、自發(fā)光、環(huán)境反射、玻璃特性、水面特性、涂層特性、材質(zhì)繪制深度變換、貼圖坐標(biāo)動畫等大量強(qiáng)大材質(zhì)編輯能力，預(yù)制海量材質(zhì)庫，經(jīng)過細(xì)致的材質(zhì)屬性編輯，可實(shí)現(xiàn)無限接近真實(shí)的視覺效果。
太空環(huán)境視景仿真，實(shí)時環(huán)境光照同步
具備強(qiáng)大的空間環(huán)境仿真能力，支持場景時間控制，可以根據(jù)航天器運(yùn)行的位置，精確計(jì)算、模擬任意時間的環(huán)境日照狀態(tài)；能夠與真實(shí)世界時間數(shù)據(jù)綁定，并可依據(jù)星歷計(jì)算地球、太陽等太陽系中主要星體的精確位置、軌道，對地球光照受自身曲率影響的遮擋關(guān)系計(jì)算、太陽直射光角度計(jì)算、環(huán)境散射光亮度仿真計(jì)算，呈現(xiàn)逼真的太空視景環(huán)境、航天器環(huán)境光照、反射等效果，輔助在不同環(huán)境條件下測試、評估航天器的性能，極大增強(qiáng)場景真實(shí)性和實(shí)用性。
圖觀 場景編輯器 具備強(qiáng)大場景光影效果配置能力，支持精細(xì)光照、主光源、環(huán)境光、輔助光源等屬性配置，支持對光源顏色、角度、強(qiáng)度進(jìn)行所及即所得編輯，支持環(huán)境光照貼圖，支持定義陰影范圍、質(zhì)量，能夠精確調(diào)整光源的照射方向，真實(shí)模擬不同光源的角度和投影效果，顯著提升航天器孿生體對象的真實(shí)感和視覺效果。
航天器動作姿態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動，精細(xì)關(guān)節(jié)控制
基于圖觀引擎一系列關(guān)節(jié)控制功能，支持對場景中的航天器孿生體對象發(fā)送控制指令，并實(shí)時監(jiān)測航天器動作姿態(tài)，在狀態(tài)數(shù)據(jù)改變后，相應(yīng)改變航天器對象在場景中的狀態(tài)顯示，不僅可以通過數(shù)據(jù)驅(qū)動實(shí)時呈現(xiàn)航天器的姿態(tài)和復(fù)雜動作，還可實(shí)時遠(yuǎn)程控制的航天器對象的各個關(guān)節(jié)，模擬其在空間中的運(yùn)動和操作，提供更高的操作靈活性和準(zhǔn)確性。
2.太陽能板、遮陽板姿態(tài)控制
支持精確的角度設(shè)置和微調(diào)，動態(tài)復(fù)現(xiàn)太陽能板、遮陽板角度調(diào)整操作，真實(shí)反映不同姿態(tài)角度下的光照情況。
當(dāng)場景配置完成后，可一鍵發(fā)布為云服務(wù)，支持網(wǎng)頁瀏覽和二次開發(fā)調(diào)用。
圖觀統(tǒng)一開發(fā)API，針對典型業(yè)務(wù)開發(fā)所需接口都進(jìn)行了良好封裝，提供數(shù)百項(xiàng)實(shí)戰(zhàn)化 Javascript 開發(fā)接口，兼容當(dāng)前主流的 JavaScript 前端框架，開發(fā)人員無需額外學(xué)習(xí)復(fù)雜的三維圖形圖像開發(fā)技術(shù)，也無需掌握 C++等三維開發(fā)語言，僅需要了解 Javascript 即可快速上手開發(fā)。無需再進(jìn)行每項(xiàng)功能的代碼編寫，直接引用代碼范例，在配套調(diào)試工具中進(jìn)行低代碼修改測試，即可便捷進(jìn)行復(fù)雜功能的擴(kuò)展開發(fā)，大幅降低開發(fā)門檻和技術(shù)難度。
時間控制
圖觀統(tǒng)一開發(fā) API 預(yù)置了時間控制代碼范例，可以通過設(shè)置時間，實(shí)現(xiàn)不同的光照效果。使用 setEnvTime 這個方法，傳入 envTime 時間參數(shù)(可以是具體的時間點(diǎn)如"12:00"）實(shí)現(xiàn)對應(yīng)時間點(diǎn)的光照效果，duration 光照切換時長 以控制光照效果從當(dāng)前狀態(tài)平滑過渡到目標(biāo)狀態(tài)的時間，提供更自然的真實(shí)的視覺體驗(yàn)。
let jsonData = {
envTime: ,
envDate: ,
fixedTime: false,
alwayForward: false,
duration: ,
};
appInstance.uniCall(, jsonData, (result) => {
.log(result);
});https://www.tuguan.net/doc/tg-api/?manual.global.specialControl.operation查閱。
模型對象控制
針對航天器對象的關(guān)節(jié)姿態(tài)控制，圖觀統(tǒng)一開發(fā) API 預(yù)置了豐富且全面的接口范例，涵蓋場景模型改變姿態(tài)、改變樣式、關(guān)節(jié)設(shè)置、動畫控制等 豐富的 模型對象控制 開發(fā)接口，支持對 場景模型對象的 聚焦、點(diǎn)擊等交互事件的截取，以及添加自定義處理邏輯，助力用戶輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜業(yè)務(wù)需求。
例如，關(guān)節(jié)控制需要先使用 getModelArticulation 方法獲取模型關(guān)節(jié)，之后使用 setModelArticulation 方法設(shè)置三維場景中模型關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，通過引用這些代碼示例，根據(jù)需求少量修改代碼參數(shù)，就可以輕松實(shí)現(xiàn)對三維場景中模型關(guān)節(jié)的精確控制。
let jsonData = {
id: 'modelId1',
layerId: "layerId",
};
appInstance.uniCall('getModelArticulation', jsonData, (result) => {
console.log(result);
});
let jsonData = {
id: ,
layerId: ,
duration: ,
data: [
{
articulation: ,
type: ,
value: ,
},
],
};
appInstance.uniCall(, jsonData, (result) => {
.log(result);這里我們簡單給大家介紹了幾個常用的方法，更多關(guān)于模型關(guān)節(jié)和動畫操作的方法指令可在圖觀官網(wǎng)地址：
鏡頭控制
圖觀引擎 提供鏡頭視野聚焦、鏡頭視野控制、鏡頭漫游、鏡頭路徑移動、鏡頭環(huán)繞旋轉(zhuǎn)等多類鏡頭聚焦 多類開發(fā)接口，支持對 鏡頭視野的 聚焦起始結(jié)束、漫游起始結(jié)束、路徑移動起始結(jié)束等鏡頭事件的截取，以及添加自定義處理邏輯，助力用戶輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜業(yè)務(wù)需求。
首先鏡頭控制功能可以自動跟蹤特定目標(biāo)或區(qū)域，獲取最佳視角，確保航天器始終在監(jiān)控范圍內(nèi)，減少頻繁手動調(diào)整視角的時間和精力，幫助觀測人員專注于關(guān)鍵任務(wù)操作，以更好地監(jiān)控航天器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和過程，確保監(jiān)測任務(wù)的持續(xù)性和準(zhǔn)確性。
在 ISS 國際空間站案例中，我們可以看到示例標(biāo)注了“鏡頭跟隨模型-自身”和“鏡頭跟隨模型-世界”和“環(huán)繞”三種功能范例：
鏡頭跟隨模型-自身，是指將視野鏡頭固定聚焦在模型對象上，模型的相對視角保持不變，隨模型的移動和旋轉(zhuǎn)進(jìn)行相應(yīng)的變動，也可稱為“第一人稱視角”。
這里我們是通過 setModelTransform2 方法，設(shè)置模型鏡頭從一個點(diǎn)位移到另一個點(diǎn)位的路徑、持續(xù)時長，通過開啟 followingCamera 鏡頭跟隨模型方法，來實(shí)現(xiàn)鏡頭的移動。
let jsonData = {
modelId: ,
distance: ,
distanceMin: ,
distanceMax: ,
pitch: ,
heading: ,
relative: ,
};
appInstance.uniCall(, jsonData, (result) => {
.log(result);
});鏡頭跟隨模型-世界，是指視野鏡頭跟隨模型在世界坐標(biāo)系中的位置移動，但模型本身的方向變化不會改變鏡頭的朝向，用于需要關(guān)注模型在世界中的位置變化，也可稱為“第三人稱視角”。
通過設(shè)置 relative 參數(shù)為 'world' 或 'self' 來實(shí)現(xiàn)不同的鏡頭視角的相對位置，可以靈活切換鏡頭是相對世界固定 還是 相對模型固定，在鏡頭跟隨模型-世界模式下，鼠標(biāo)可以支持環(huán)繞模型旋轉(zhuǎn)和縮放，提供高度靈活的交互控制功能。
3.鏡頭環(huán)繞
“鏡頭環(huán)繞”功能允許鏡頭以模型為中心點(diǎn)，按照設(shè)定的俯仰角和旋轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或環(huán)繞操作，我們可以通過簡單的參數(shù)修改，實(shí)現(xiàn)從多個角度觀察模型。
鏡頭環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的代碼參數(shù)，通過調(diào)用 rotateCamera 這個方法。通過修改相機(jī)開啟的狀態(tài)、鏡頭飛行一周所用時間、是否可以被打斷、以及鏡頭的飛行方向等參數(shù)，靈活調(diào)整鏡頭環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的速度和方向。
let jsonData = {
enabled: true,
duration: ,
direction: ,
interruptable: true,
};
appInstance.uniCall(, jsonData, (result) => {
.log(result);
});比如我們想將鏡頭的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)快，可將 duration 參數(shù)調(diào)小，數(shù)值越小，速度越快；想要暫停旋轉(zhuǎn)，將 enabled 參數(shù)改為 false。
時間軸控制
在 ISS 國際空間站案例中，基于航天器軌道飛行數(shù)據(jù)，提供了一個可視化的時間軸界面，可以通過拖動時間軸 或 點(diǎn)擊標(biāo)記地點(diǎn)，自動將航天器視景狀態(tài)切換到當(dāng)時其所在的地理位置及環(huán)境狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)從全球視角快速平滑切換到特定國家或地區(qū)上空的視景，提供更加便捷的交互體驗(yàn)。
