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3D 管道如何实现流动的？

news 2025/8/3 10:52:35

在 3D 场景中，管道是一种极为常见且重要的元素。它不仅能用于呈现工厂、发电站、地下设施等工业环境中的输送系统，还可用来模拟数据的流动或处理过程，从而向用户直观展示数据的流向。

在 HT 中，ht.Polyline 是一个强大的工具，可以用来在 3D 场景中表示管道。它不仅支持贴图，还能通过调整贴图的 UV 偏移等属性，生动地展示数据流的方向。ht.Polyline 不仅限于简单的管道表现，还可以使用它实现如流动、漫游等的功能。

管道流动

动画的核心在于控制节点属性的变化，而管道流动动画则是通过在动画过程中调节贴图的 UV 偏移属性来实现的。因此，这种动画形式也被称之为 UV 偏移动画。通过不断更新 UV 偏移属性，使得贴图在节点表面产生流动的效果。

管道中控制贴图偏移的属性是 shape3d.uv.offset，在代码中不断递增/递减这个属性值就可实现流动效果。

具体代码如下：

var config = {    duration: 1000,    easing: t => t,   action: (v, t) => {        polyline.s('shape3d.uv.offset', [v, 0]);    },    finishFunc: () => {        ht.Default.startAnim(config);    }
}
ht.Default.startAnim(config);

管道流动动画最终呈现的效果如下：

管道的 UV 偏移动画是一种常用于表现物质流动方向的技术，图示案例便是典型示例，它极具表现力地呈现出了流动效果。

鱼道效果

开发者可以借此发挥创造力，利用管道流动动画实现更多创新的视觉效果。

例如，使用管道流动来模拟鱼道效果。通过绘制多条鱼的游动路径，并在管道上应用鱼的贴图，然后通过动画展现出鱼儿在水中游动的逼真场景。这个方法不仅生动形象，还为视觉呈现增添了动态趣味。

UV 裁切

管道不仅可以通过贴图实现流动动画效果，还能结合裁切属性打造更多丰富多样的视觉效果。例如管道的生长动画、管道显示过渡的效果。

管道裁切主要包括两个属性：

■裁切方向：3d.clip.direction

■裁切比例：3d.clip.percentage

从裁切方向属性上可将裁切分为普通裁切和特殊裁切。

普通裁切时，可从六个方向对管道进行裁切：

■从右到左裁切：设置属性值为 left

■从左到右裁切：设置属性值为 right

■从上到下裁切：设置属性值为 top

■从下到上裁切：设置属性值为 bottom

■从前到后裁切：设置属性值为 back

■从后到前裁切：设置属性值为 front

除以上提到的六种常规的裁切方向，为了使得管道沿着 UV 的方向裁切，HT 还提供了 uv.right 或者 uv.left 的裁切方向。使用这两种裁切方向，场景需要确保开启 UV 裁切使能：g3d.setUvClipEnabled(true)。

具体的实现代码如下：

g3d.setUvClipEnabled(true); // 开启 UV 裁切使能polyline.s('3d.clip.direction', 'uv.right') // 设置管道裁切方向属性ht.Default.startAnim({    duration: 1000,   easing: t => t,    action: (v, t) => {        polyline.s('3d.clip.percentage', v);    },    finishFunc: () => {}
});

管道漫游

HT 提供了可获取管道长度 g3d.getLineLength()、根据百分比获取管道位置 g3d.getLineOffset() 的 API 。借助这两个 API，能够实现漫游动画等效果。

场景漫游

在 HT 在中，开发者可以通过 eye 和 center 属性来控制视角。那么漫游就是通过不断调整 eye 和 center 实现。由此可见，我们就可以利用上述提到的 API 来使得场景视角的沿着管道不断变化的效果。也就是场景漫游的效果。

具体实现的代码可以参考如下：

const length = g3d.getLineLength(polyline);
const roamConfig = {    duration: 20e3,    easing: t => t,    action: (v, t) => {        const offset = g3d.getLineOffset(polyline, length * v),            point = offset.point,            px = point.x,            py = point.y,            pz = point.z,            tangent = offset.tangent,            tx = tangent.x,            ty = tangent.y,            tz = tangent.z;        g3d.setEye([px, py, pz]);        g3d.setCenter([px + tx, py + ty, pz + tz]);    },    finishFunc: () => {}
};
roamAnim = ht.Default.startAnim(roamConfig);

模型漫游动画

通过上面的示例，我们了解到，可以使用 g3d.getLineOffset() 获取管道上指定百分比的位置。如果将这一功能用于模型的坐标变化，那么就能实现模型沿着预设的管道路径进行位移的动画效果。也就是模型漫游效果。

具体实现代码如下：

const params = {duration: 60000,easing: function (t) {return t;
},
action: function (v, t) {const lineLength = g3d.getLineLength(polyline);const offset = g3d.getLineOffset(polyline, lineLength * v),point = offset.point,px = point.x,py = point.y,pz = point.z,tangent = offset.tangent,tx = tangent.x,ty = tangent.y,tz = tangent.z;plane.p3(px, py, pz);plane.lookAt([px + tx, py + ty, pz + tz], 'front');},finishFunc: function () {}
};
animation = ht.Default.startAnim(params);