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搭建风力发电场三维可视化管理平台

时间:2024-11-08 21:48:53

风能,作为取之不尽,用之不竭的可再生资源,非常适合用来发电。依托于丰富的海洋风能资源,加快海上风电项目的建设和发展,对加速沿海地区的能源转型,推动地方经济发展,提升沿海地区的生态环境,推动风电技术进展和产业升级,促进能源结构调整具有重要的意义。因此,海上风力发电场应运而生。

工具/原料

任意型号任意型号

Windows7/1064位操作系统任意型号

HTforWeb编辑器任意型号

界面简介及效果总览

1、介于2D组态和3D咯悝滩镞组态上,Hightopo(以下简称HT)的HTforWeb产品拥有丰富的组态化可供选择。Demo主页面中展示了海上风电场鹚兢尖睁的基本构成,包括一定规模数量的风电机组,输电系统和升压台。风电机组有序排放,叶片随风向和风速不停转动,将海洋上丰富的风的动能经过一系列转换,转化为宝贵的电能输出;每个风电机节点产生的电能经过输电系统源源流动,如同水流般汇聚于海上风电场的“心脏”——升压台。

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2、点击风机叶片,可以进入叶片的微观世界,以微观视角看风机的详细信息,包括风机参数,环境参数,发电信息和故障信息等。场景的搭建采用HT自主研发的基于HTML5的2D/3D渲染引擎完成,其中的动画和人机交互也是基于自主研发的组件,依托于JavaScript和HTML5完成。

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实现过程

1、场景加载在前面部分,文章提到本案例的场景都是通过自主研发的渲染引擎完成,那么搭建好的场景如何通过代码加载,呈现给用户呢?在HT中,我们通过ht.graph.GraphView和ht.graph.Graph3DView分别来呈现2D和3D场景,然后通过反序列化完成场景的加载。

2、开场动画本案例的开场动画相对比较简单,动画的核心机制是使用了HT内憧钏荭拜部封装的动画函数ht.Default.startAnim(),通过启动一个动画对象来使整个动画运行起来。ht.D髫潋啜缅efault.starAnim()支持Frame-Based和Time-Based两种方式的动画,Frame-Based的方式是用户通过指定frames动画帧数,以及interval动画帧间隔参数来控制动画效果,而Time-Based的方式是用户只需要指定duration的动画周期的毫秒数即可,HT将在指定的时间周期内完成动画;还设定了delay动画延迟执行的时间来搭配动画实现的效果;easing参数则是用于让用户自定义函数,通过数学公式控制动画,如匀速变化、先慢后快等效果;action函数的第一个参数v代表通过easing(t)函数运算后的值,t代表当前动画进行的进度[0,1],一般属性变化根据v参数进行。finishFunc参数代表动画结束后的动作。action函数和finishFunc动画结束回调函数,通过一些效果的搭配使用,可以使用户达到平滑的动画效果。本案例的开场动画通过设置起始和终止视角的位置,在一定周期内,使用setEye(eye)来完成视角的变化。

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3、风电机组:在海上风电场项目中,风电机组的数量都是具有一定规模的,这些风电机组收集海上丰富的风能,转化为人类所需的电能。那对于这些一定规模数量的风电机组,如何保证其运行的流畅性呢?本案例使用了HT提供的批量(batch)提高系统性能。

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4、批量的原理即如果图元一个个单独绘制模型时性能较差,但是当一批图元聚合成一个大模型进行一次性绘制时,则会极大提高WebGL的刷新性能。批量的使用方法是先通过ht.Default.setBatchInfo函数全局注册批量,再对Data使用.s('batch','batchName')设置对应的batch批量名。流程如图所示:

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5、每个风机模型被分为三部分,标签部分1,叶片部分2和主体部分3。在上面图示的batch流程中,可以发现只对标签部分1和主体部分3应用了batch操作,但是没有对主体部分2运用batch。这是因为叶片部分需要随风转动,其属性会发生频繁变化,在batch里面的图元尽可能避免频繁的变化,如果属性频繁变化,将可能起到反作用。

6、风电机的详细信息:点击每个风电机的叶片,都能打开风电机的详细页面。在此场景中,我们采用了科技线框风格来展示风电机的内部架构,相对于大部分的实景搭建,感官上更为震撼和炫酷。在展示风机内部结构的同时,两侧还展示了该风机周围的环境参数,海上风向风速信息,风机本身的数据监测,发电参数等。点击风电机的某个部位,可以看到以billboard样式展示的详细信息。

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7、输电系统:经过风电机转换而来的电能,通过输电系统源源不断地输送给升压台,跗柿椁焚如同涓涓细流汇入大江大河。在本案例中,输电系统是使用空间管线茑霁酌绡ht.polyline实现的,ht.polyline继承与ht.shape,支持{x:10,y:20,e:30}格式的三维空间点描述。ht.polyline的走向由points和segments决定。案例中的流动效果是通过使用setInterval方法来不停地动态改变管线的top.uv.offset属性来实现。

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