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拯救工業組態 HMI 人機界面 - 動態 詳情

在工業互聯網、智慧城市、物聯網等領域的可視化應用中,2.5D 效果因其獨特的優勢成為關鍵設計方向:它既保留了二維圖形的性能高效性,又通過立體透視營造出三維空間的層次感,使數據與設備關係一目瞭然。這種介於純 2D 與全 3D 之間的視覺表達,既能直觀展示覆雜系統的空間結構,又規避了完全 3D 場景的算力負擔,堪稱 Web 可視化場景中的“黃金平衡點”。

HT for Web 作為成熟的 Web 圖形引擎,為開發者提供了高效實現這一平衡點的核心技術。其獨特價值在於,不僅提供了強大的底層技術支撐,更創新性地打造了面向設計人員的零代碼實現路徑,徹底革新了 2.5D 可視化的開發範式,大幅提升效率。下面我們會先介紹其革命性的零代碼設計方案,再深入解析支撐其靈活性的核心技術原理。

零代碼 2.5D 設計與應用

HT for Web 的零代碼 2.5D 設計能力重新定義了可視化開發體驗。藉助其強大的 Drawing 組件庫,設計師和開發者無需編寫複雜的變換矩陣代碼,即可通過直觀的可視化操作快速構建出專業級的 2.5D 場景。

核心優勢:

開發零成本

全程可視化操作,告別編寫底層變換代碼。

設計迭代敏捷

實時拖拽式參數調整,內置組件級版本快照與回滾機制,加速設計優化。

設計資產複用

跨項目組件庫雲同步,積累寶貴的設計資源。

傾斜網格輔助

如下圖“傾斜網格”功能,一鍵校準透視比例,快速完成空間佈局。

-傾斜網格使用

使用方向及案例

1、空間結構可視化

主要運用於建築/廠區, 清晰呈現多層立體結構、密集設備分佈。

智慧醫院

以 2.5D 組態形式精準展現多層室內建築結構與科室、設備分佈,優化空間管理與導航。

智能家居

運用 2.5D 視角呈現家庭網絡拓撲關係圖。設計中巧妙融合 2D 面板的設計原則,應用圖撲數字孿生平台中自有豐富的組件進行高效搭建。

智慧園區

集成建築、能效、停車、安防、能源等系統,以 2.5D 形式橫向打通業務,實現“白天-夜晚”模式切換的一體化管控平台。

-白天

-夜晚

智慧電網

城市電網在設計上嘗試融入重金屬質感風格,在 2.5D 界面基礎上加入 3D 材質設計和燈光氛圍感,展現城市電網架構與運行狀態。

2、流程監控可視化

主要運用於產線/管網,直觀展示線性流動過程與狀態連鎖反應。

SMT 生產線

輕量化建模展現貼片工藝流程,2.5D 立體呈現工藝走向,圖表反饋實時運行數據。

汽車生產線

整合衝壓-焊接-塗裝-總裝等生產工藝,運用卡通二三維組態效果整合。還原汽車生產全過程動畫。

數據中心

集成動力、資產、容量、動環監控,利用 2.5D 組態實現流暢圖元動態,全面掌控機房狀態。

3、 拓撲關係可視化

主要運用於網絡/電力,有效梳理節點連接與層級嵌套。

再生水廠

選以科幻風格 2.5D 組態,立體展示消化池系統工藝流程與實時運行監測數據。

絮凝劑製備系統

2.5D 效果更具空間立體感,實現與現實場景中相符的空間分佈效果。

外來污泥接收系統

直觀展示工藝流程分佈及各子流程走向。

此外,圖撲也利用 HT 搭建了多個電力接線圖。不僅能清晰呈現線路連接邏輯與設備參數標註,還可幫助運維人員快速查閲基礎接線信息,讓複雜的電力拓撲關係更具直觀性與空間感。



4、設備機理可視化

主要運用於機械/儀表,透視內部精密結構與運動邏輯。

汽車工廠

通過 2.5D 組態監控形式,對衝壓車間、焊裝車間、塗裝車間(及各車間內衝壓設備等核心設施)的作業工序進行數字化還原;按照生產標準流程簡化呈現全鏈路生產脈絡。

-衝壓車間


-衝壓設備

-焊裝車間

-塗裝車間

從智慧電網的金屬質感渲染到汽車製造的流水線動態追蹤,從智慧醫院的建築結構透視到智能家居的網絡拓撲呈現,2.5D 技術正在成為連接數字孿生世界與現實業務的橋樑。它讓設備狀態可感知、生產流程可追溯、空間關係可計算,最終賦能決策者以全局視角掌控態勢。

HT 2.5D 技術解析

HT for Web 提供了兩種核心方案來實現 2.5D 效果,適用於不同場景和開發需求。

軸側切換-數據驅動的動態核心

1 、技術原理

通過數學上的斜切變換(Skew Transformation)在二維平面模擬三維空間投影。本質是將標準的二維座標系,根據自定義的 X 軸和 Y 軸方向向量進行扭曲,從而在保持二維渲染高性能的同時,創造出偽三維的視覺深度和立體感。

-軸側切換功能使用

2、核心優勢

  • 強大的數據綁定能力:這是其最核心的優勢。軸向參數(axisX,axisY)和旋轉角度(rotation)等關鍵屬性都可以通過數據模型動態驅動。這意味着物體的朝向、透視角度可以實時響應業務數據的變化(如設備狀態、風向、角度傳感器數據等)。
  • 極高的靈活性:通過精確控制軸向向量,可以模擬出等軸測、二軸測、三軸測等多種 2.5D 投影效果。
  • 性能優異:基於標準的 2D Canvas 變換,渲染效率高,適合需要大量動態元素或實時數據更新的場景。

3、適用方向

  • 需要根據實時數據動態改變物體透視角度或朝向的場景(如旋轉的風扇葉片、可轉向的車輛圖標、隨數據變化的儀表指針)。
  • 需要構建複雜、數據驅動的 2.5D 場景,其中大量元素的透視關係需要精確且動態控制.
  • 對渲染性能要求較高的交互式應用。

4、代碼詳解

初始圖像獲取與圖形狀態保存

// 從組件配置中獲取風扇的圖標資源,若無有效圖像則終止繪製流程
var image = ht.Default.getImage(comp.getValue('fan.icon'));
if (!image) return;
// 保存當前 Canvas 的完整繪圖狀態(變換矩陣、樣式等),確保後續變換操作不會污染原始繪圖環境
g.save();

座標系平移變換

// 獲取相關的常量信息
var x = rect.x;
var y = rect.y;
var width = rect.width;
var height = rect.height;
var size = Math.min(width, height);
// 將座標系原點平移至目標矩形中心點(shiftX, shiftY)。這是軸側變換的基準點,後續所有變換均基於此中心進行,確保旋轉/縮放操作圍繞中心展開
var shiftX = x + width / 2;
var shiftY = y + height / 2;
g.translate(shiftX, shiftY);

軸向量歸一化處理

// 將用户定義的X/Y軸向量分量除以尺寸最小值(size),實現座標歸一化。此舉消除尺寸差異對軸方向的影響,確保不同尺寸元件具有一致的軸向表現
var axisX = {
    x : comp.getValue('fan.axis.x.x') / size,
    y : comp.getValue('fan.axis.x.y') / size,
};
var axisY = {
    x : comp.getValue('fan.axis.y.x') / size,
    y : comp.getValue('fan.axis.y.y') / size
};

仿射變換矩陣構建

/** 
應用2D仿射變換矩陣:
[ axisX.x  axisY.x  0 ]
[ axisX.y  axisY.y  0 ]
[    0        0     1 ]
該矩陣將標準座標系映射到自定義軸向空間,實現軸側投影效果。其中:
第一列向量 (axisX.x, axisX.y) 定義新座標系的X軸方向
第二列向量 (axisY.x, axisY.y) 定義新座標系的Y軸方向
**/
g.transform(axisX.x, axisX.y, axisY.x, axisY.y, 0, 0);

動態旋轉控制

// 在自定義座標系基礎上疊加旋轉變換(弧度制)。旋轉操作以當前座標系原點(即元件中心)為軸心,實現元件的動態朝向調整
if (rotation) g.rotate(rotation);

軸向調試可視化(可選)

/**
在調試模式下繪製50x50的軸向指示器:
   紅色線段表示X/Y軸正方向
   黑色圓點標記軸向終點
此功能通過視覺反饋驗證座標系變換的正確性,輔助開發者調試軸向參數
**/
if (comp.getValue('fan.axis.debug')) {
    g.fillStyle = 'red';
    g.strokeStyle = 'black';


    var debugWidth = 50;
    var debugHeight = 50;


    g.beginPath();
    g.moveTo(0, 0);
    g.lineTo(debugWidth / 2, 0);
    g.stroke();
    g.beginPath();
    g.arc(debugWidth / 2, 0, 3, 0, Math.PI * 2);
    g.fill();


    g.beginPath();
    g.moveTo(0, 0);
    g.lineTo(0, debugHeight / 2);
    g.stroke();
    g.beginPath();
    g.arc(0, debugHeight / 2, 3, 0, Math.PI * 2);
    g.fill();
}

座標系回撤與圖像渲染

// 逆向平移恢復原始座標系原點位置
g.translate(-shiftX, -shiftY);
// 在原始矩形區域內繪製圖像,關鍵點:所有變換操作已注入Canvas狀態,此時繪製圖像會自動應用前述變換鏈(平移→軸變換→旋轉)
ht.Default.drawImage(g, image, x, y, width, height, data, view);

狀態恢復

// 恢復g.save()保存的原始繪圖狀態,確保後續繪製不受當前變換鏈影響,維持圖形上下文清潔
g.restore();

5、參數説明

Drawing 組件-可視化編輯的便捷利器

1、技術原理

提供一系列預置的、專注於實現特定 2.5D 效果的可視化編輯組件(如變形、傾斜、旋轉面板、三維餅圖)。用户通過圖形化界面操作(拖拽控制點、設置屬性面板參數)即可生成或調整 2.5D 圖形。

2、核心優勢
  • 便捷的可視化編輯:無需編寫底層變換代碼,通過拖拽組件和操作控制點即可快速生成效果,大幅降低技術門檻。
  • 快速原型搭建:對於標準的 2.5D 效果(如傾斜的面板、透視變形的物體、三維餅圖),可極速項目進程。
  • 內置複雜效果:組件封裝瞭如貝塞爾曲線變形、光影漸變、透視投影模擬等較複雜的算法(如變形 Perspective、旋轉面板 Rotate Panel、三維餅圖 Pie3D),開箱即用,避免重複造輪子。
3 、適用方向
  • 需要快速構建靜態或半靜態的 2.5D 展示場景(如展示界面、説明圖、固定角度的示意圖)。
  • 製作標準化的、具有立體感的 2.5D 圖表(如三維餅圖)。
  • 需要實現特定預置效果(如透視變形、固定模式的傾斜)。
  • 開發人員或設計師更傾向於可視化操作而非編碼的場景。
4、關鍵組件概覽

變形 Perspective

原理: 基於貝塞爾曲線的頂點編輯技術,實現非規則物體的透視變形。

實現流程: 菜單欄【繪圖組件】→ 拖拽”變形”組件至編輯區 → 關閉“可移動”屬性 → 關聯圖標文件 → 拖動控制點實時調整幾何形狀。

-變形組件使用

傾斜 Skew

原理: 通過圖形化界面調整斜切角度,實現元素傾斜。其原理是數學矩陣變換在二維平面模擬三維空間關係。

實現流程: 菜單欄【繪圖組件】→ 拖拽”變形”組件至編輯區 → 關閉“可移動”屬性 → 關聯圖標文件 → 拖動控制點實時調整幾何形狀。

-傾斜組件使用

旋轉面板 Rotate Panel

原理: 模擬攝像機透視投影效果,自動維持元素空間關係,可調節透視強度,支持雙軸旋轉控制。

實現流程: 菜單欄【繪圖組件】→ 拖拽”變形”組件至編輯區 → 關閉“可移動”屬性 → 關聯圖標文件 → 拖動控制點實時調整幾何形狀。

-旋轉面板組件使用

三維餅圖 Pie3D

原理:通過多層疊加+光影漸變算法實現偽 3D 餅圖組件。

實現流程: 菜單欄【繪圖組件】→ 拖拽”變形”組件至編輯區 → 關閉“可移動”屬性 → 關聯圖標文件 → 拖動控制點實時調整幾何形狀。

-三維餅圖組件使用

通用動畫 CommonAnimation

原理: 與軸側切換一致,本質是將標準的二維座標系,根據自定義的 X 軸和 Y 軸方向向量進行扭曲。

實現流程: 菜單欄【繪圖組件】→ 拖拽”變形”組件至編輯區 → 關閉“可移動”屬性 → 關聯圖標文件 → 拖動控制點實時調整幾何形狀。

-三維餅圖組件使用

總結

在數字化轉型的浪潮中,HT for Web 的 2.5D 技術以獨特的工程美學重新定義了工業可視化:它完美融合了二維技術的輕量高效與三維空間的深度層次,在性能與表現力之間建立了精妙的平衡點。通過 Drawing 組件的零代碼敏捷設計與軸測變換的數據驅動靈活性,通過軸側切換的數學精確性和 Drawing 組件的靈活創造力,開發者得以用二維的開發效率,實現三維的空間表達能力。

您可以至圖撲軟件官網查看更多案例及效果:

https://www.hightopo.com/demos/index.html

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