基于 WEBGL和Three.js 的3D 工業(yè)物聯(lián)網可視化應用園區(qū)數字孿生

一、WEBGL和Three.js的發(fā)展

      國際信息技術和移動端迅猛發(fā)展，Webgl Three.js技術得到了進一步的發(fā)展，而3D工廠廠房在數字化的今天，Webgl Three.js已經被越來越多的公司和企業(yè)應用在虛擬工廠系統(tǒng)，三維數字工廠模型中，加快了工廠廠房，園區(qū)3D化中的設備，傳感器、管道罐體輸送、監(jiān)測控制等各個環(huán)節(jié)的效率。園區(qū)數字孿生

二、WEBGL與Three.js的背景園區(qū)數字孿生

      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。科技發(fā)展對應2D3D化應用的需求也越發(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)網和3d可視化中的應用園區(qū)數字孿生

（一）在工業(yè)園區(qū)的應用園區(qū)數字孿生

    Webgl與Web3D對工廠智慧園區(qū)的、大樓、生產車間、生產設備、監(jiān)控設備等進行3D建模，實現物理工廠園區(qū)到3D虛擬工廠園區(qū)的數字化、可視化的轉化。在H5頁面中對實景進行虛擬操控，一個系統(tǒng)指揮終端，使工廠生產更為流暢，減少不必要的錯誤和開支，節(jié)約成本。避免失誤導致意外產生，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展示中應用園區(qū)數字孿生

     商迪3D單品3D展示通過WebGL、3D繪圖協(xié)議，這種繪圖技術標準允許把Javascript和OpenGL ES 2.0結合在一起，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)建復雜的導航和數據視覺化。WebGL技術標準免去了開發(fā)網頁專用渲染插件的麻煩，可被用于創(chuàng)建具有復雜3D結構的網站頁面。

（三）在糧倉3D可視化應用園區(qū)數字孿生

     商迪3D糧倉可視化系統(tǒng)以3D可視化技術為基礎，通過3Dmax構建糧庫的園區(qū)、倉庫、設備的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與構建糧情數字化、標準化、智慧化、一體化的3D可視化平臺。實現視頻監(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的決策支持平臺。

什么是大數據3d可視化？園區(qū)數字孿生

1.1 大數據3d可視化定義園區(qū)數字孿生

l數據：聚焦于解決數據的采集、清理、預處理、分析、挖掘。

l圖形：聚焦于解決對光學圖像進行接收、提取信息、加工變換、模式識別及存儲顯示。

l可視化：聚焦于解決將數據轉換成圖形，并進行交互處理。

1.2可視化包含以下幾個概念園區(qū)數字孿生

l數據空間：是由N維屬性和M個元素組成的數據集所構成的多維信息空間；

l數據開發(fā)：是指利用一定的算法和工具對數據進行定量的推演和計算；

l數據分析：指對多維數據進行切片、塊、旋轉等動作剖析數據，從而能多角度多側面觀察數據；

l數據可視化：是指將大型數據集中的數據以圖形圖像形式表示，并利用數據分析和開發(fā)工具發(fā)現其中未知   信息的處理過程。

1.3可視化的作用與意義園區(qū)數字孿生

l數據記錄和表達

l數據操作

l數據分析

l可視化能幫助人們提高理解與處理數據的效率

l數字可視化能夠再小空間中展示大規(guī)模數據

數字可視化已經提出了許多方法，這些方法根據其可視化的原理不同可以劃分為基于幾何的技術、面向像素技術、基于圖標的技術、基于層次的技術、基于圖像的技術和分布式技術等等。

　 Vr虛擬現實丨 3D工業(yè)系統(tǒng)與工業(yè)發(fā)展關系園區(qū)數字孿生

　一、3D工業(yè)介紹園區(qū)數字孿生

　　說起3D工業(yè)，人們就會想到3d虛擬現實，vr虛擬現實其實是指3D工學的另一個界面，商迪3D虛擬現實系統(tǒng)在工業(yè)上的應用上涉及很廣，3D工業(yè)是一個相對概念，任何逼真的都只能是對真實系統(tǒng)某些屬性的逼近。是有層次的，既要針對所欲處理的客觀系統(tǒng)的問題，又要針對提出處理者的需求層次，否則很難評價一個系統(tǒng)的優(yōu)劣。

　　對于3D工業(yè)來說，虛擬現實系統(tǒng)是非常不錯的，特別是在一些工業(yè)上，需要多次重建的工業(yè)設施，啟動和建造成本大大增加企業(yè)負擔，加上環(huán)境惡劣的工序上，vr虛擬現實的優(yōu)勢更是重要了。

　　二、工業(yè)系統(tǒng)應用園區(qū)數字孿生

　?。?）智能汽車是工業(yè)的典型的一個例子，從汽車的生產，配件設計，整體性能，到汽車銷售，都是借助目前大數據物聯(lián)網來實現。汽車行業(yè)可以算得上是整個工業(yè)行業(yè)的佼佼者，很多企業(yè)都隨著信息化時代的到來，慢慢的走上了工業(yè)系統(tǒng)的道路了。

　?。?）設備結構拆解類的3D工業(yè)技術在整個行業(yè)內也算是很受客戶親青睞的，由于生產設備機器整天處于運行狀態(tài),操作講解根本沒有辦法直觀去講解設備內部的詳細構造和基本原理，另一方面可以給工人培訓相關零部件出現故障應如何處理的問題，工業(yè)系統(tǒng)在這設備結構拆解這方面起到很大的作用。

　?。?）3d虛擬現實中還有一個機器人系統(tǒng)，機器人作用是研究和開發(fā)，在整個工業(yè)系統(tǒng)發(fā)揮著莫大的作用。商迪3D在vr虛擬現實的環(huán)境下，工程師可以通過對機器人的運動軌跡進行編程，協(xié)調各個軌跡的運行來實現工業(yè)操作。