柚子快報邀請碼778899分享：聊一聊數(shù)字孿生與3D可視化

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前言

在當(dāng)代科技發(fā)展的背景下，數(shù)字孿生和3D可視化技術(shù)逐漸成為各行業(yè)的關(guān)鍵工具和解決方案。數(shù)字孿生是一種將實物事物與數(shù)字模型相結(jié)合的概念，通過將物理世界和數(shù)字世界實時連接，創(chuàng)造出一個對實體進行虛擬建模、仿真和分析的平行系統(tǒng)。3D可視化技術(shù)則用于創(chuàng)造高度逼真的三維模型，使人們能夠在虛擬環(huán)境中沉浸式地觀察、交互和操作。

數(shù)字孿生的概念最早由美國國家航空航天局（NASA）于2002年提出，旨在通過數(shù)字化實體的復(fù)制來優(yōu)化設(shè)計、生產(chǎn)和維護過程。它基于實時數(shù)據(jù)收集和分析，使企業(yè)能夠更好地理解和預(yù)測物理系統(tǒng)的行為和性能，以便做出更準確的決策和優(yōu)化措施。數(shù)字孿生不僅可以用于工業(yè)制造，還可以應(yīng)用于交通運輸、能源、醫(yī)療保健等領(lǐng)域。

3D可視化技術(shù)則通過創(chuàng)造高保真度的虛擬環(huán)境，使用戶能夠以更直觀、可交互的方式與物體進行互動。通過三維建模和渲染技術(shù)，人們可以實時觀察和操作現(xiàn)實世界中的事物，獲得更深入的理解和洞察。3D可視化在建筑設(shè)計、醫(yī)學(xué)診斷、游戲開發(fā)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，為各行各業(yè)提供了更加創(chuàng)新和高效的解決方案。

數(shù)字孿生和3D可視化的結(jié)合，為企業(yè)和個人帶來了許多機遇和優(yōu)勢。它們能夠提供更準確、可視化的數(shù)據(jù)和模型，幫助用戶更好地了解和處理復(fù)雜的問題。隨著技術(shù)的不斷進步和成熟，數(shù)字孿生和3D可視化技術(shù)將繼續(xù)在各行各業(yè)中發(fā)揮重要作用，推動著全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮。

今天小編就將以葡萄城公司的嵌入式BI工具——Wyn商業(yè)智能為例給大家介紹如何實現(xiàn)一個3D可視化模型。

3D可視化模型搭建及應(yīng)用

要做一個3D的可視化BI，首先我們需要準備一個3D模型。Wyn支持直接上傳3D模型。上傳之后就是關(guān)鍵步驟，也就是需要實現(xiàn)報錯數(shù)據(jù)綁定，3D設(shè)計等一系列操作-3D場景設(shè)計。Wyn本身并不是直接將模型展示到頁面上。而是中間有一個3D設(shè)計的環(huán)境，將3D模型編輯好之后，包括數(shù)據(jù)準本好，直接做最后的放映。那么關(guān)鍵就在于3D場景。

如上圖所見，Wyn將一個3D模型編輯器內(nèi)置到系統(tǒng)中，也就是可以將原有的模型做二次的操作，包括位置變化，場景變化，以及復(fù)雜的js編輯控制場景動畫等。整個操作相當(dāng)簡單，只需要將模型名稱和自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)字段對應(yīng)，然后通過拖拉拽即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綁定。并且Wyn支持將綁定的數(shù)據(jù)做實時的數(shù)據(jù)預(yù)警和提示標簽，并且提示信息隨著真實業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，展示不同顏色和類型，方便我們快速觀察廠區(qū)情況和實時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。場景支持自動輪播展示，將復(fù)雜的3D模型簡化成一鍵拖拉拽實現(xiàn)。

針對有代碼基礎(chǔ)的，Wyn可以做JS動畫控制，并且簡單的基礎(chǔ)動畫，可以直接復(fù)用展示。

針對有一定JS模型基礎(chǔ)的，可以實現(xiàn)更高級的控制，根據(jù)實時傳輸數(shù)據(jù)進行場景動畫改變。例如我們監(jiān)控廠區(qū)的一個設(shè)備位置，將他的位置實時上傳。并且控制模型中的對應(yīng)設(shè)備位置，就可以做到真實的實時現(xiàn)場和模型統(tǒng)一并且監(jiān)控關(guān)鍵指標，做到實時預(yù)警和查看。

當(dāng)我們做好所有的3D場景開發(fā)后，就可以直接將整個場景，放置到自己開發(fā)的BI看板中，看板依舊可以設(shè)計其他關(guān)鍵指標。我們開發(fā)好的所有看板信息后，Wyn商業(yè)智能本身支持一套完整的數(shù)據(jù)聯(lián)動和鉆取功能，也就是我們可以快速的實現(xiàn)多維度多角度的分析數(shù)據(jù)。并且模型中的數(shù)據(jù)，也享受這一套流程。真正的做到了從2D走向3D，數(shù)字孿生不再是一個話題，而是屬于每個企業(yè)。

下面小編將為大家介紹一個基于數(shù)據(jù)源支持、建模和數(shù)據(jù)展示的例子：

1.準備數(shù)據(jù)

1.1準備JSON數(shù)據(jù)源：

當(dāng)然，Wyn產(chǎn)品本身支持幾十種數(shù)據(jù)源連接方式，包括常見的mysql、sqlserver、oracle等和用戶自定義的json接口等，都可以支持。包括如果我們的原始數(shù)據(jù)源是Excel，也是可以當(dāng)做數(shù)據(jù)源。針對所有不同來源的數(shù)據(jù)獲取，Wyn做了很多的適配。

1.2建立數(shù)據(jù)模型

那么獲取數(shù)據(jù)之后都知道，一般原始數(shù)據(jù)都是要做二次加工的，包括數(shù)據(jù)清洗、分析計算等。所以Wyn需要在數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上做數(shù)據(jù)建模。因為本次制作演示模型展示，所以不做任何操作，直接建立即可：

2.準備模型并做數(shù)據(jù)綁定

2.1準備模型

準備好數(shù)據(jù)之后，就是準備模型，Wyn目前支持兩種上傳使用形式，一種是直接上傳到Wyn的門戶，也就是文件直接拖入即可：

第二種就是大模型，當(dāng)文件大小過大時，上傳和引用都會太占用瀏覽器資源，則可以使用url的形式。選擇我們上傳的模型：

自此，一個簡單的模型場景就已經(jīng)做好了。如果我們想在BI上使用，其實已經(jīng)可以了。只是還沒有和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)做到關(guān)聯(lián)。所以下一步就是關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。

2.2數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

首先，我們的數(shù)據(jù)里面，模型名稱是:模型1、模型2。這些其實不是真正的模型的名稱。摸每一個模型組件關(guān)聯(lián)，所以我們選中對應(yīng)的模型組件。例如:

可以看到，我們選中對應(yīng)的組件，其左側(cè)管理樹以及中間模型組件都會高亮顯示。然后我們修改模型名稱為數(shù)據(jù)源字段數(shù)據(jù)的名稱，就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的對應(yīng)了。我們只需要對應(yīng)好所有的組件名稱，那數(shù)據(jù)綁定就完成了。

最后，我們進入數(shù)據(jù)圖層區(qū)域，進行最終的數(shù)據(jù)綁定。將模型名稱綁定到節(jié)點，其他所有需要顯示的數(shù)據(jù)，都放在數(shù)值位置即可?？梢钥吹揭粋€有數(shù)據(jù)的3D模型已經(jīng)建立好了。

（1）出廠動畫設(shè)置

現(xiàn)在，我們添加一個簡單的出廠旋轉(zhuǎn)動畫，那這一步就需要一些代碼基礎(chǔ)了。這里就需要懂JS和一些3D的模型操作基礎(chǔ)了，不過我們今天演示演示的動畫，只需要我們復(fù)制粘貼進去就可以了。如果你想自己實現(xiàn)更多動畫，可以參考這個鏈接的API: https://doc.babylonjs.com/

我們將以下代碼復(fù)制到:場景設(shè)定 -> 數(shù)據(jù)交互 -> 添加項目 -> 場景加載完成時:一個簡單的旋轉(zhuǎn)初始化的動畫就完成啦。

（2）大屏展示

以上就是設(shè)定3D場景的所有步驟，做好3D場景肯定需要在看板上展示。那最終看板展示其實很簡單了:

我們只需要選中3D場景的組件，然后在組件中選中我們剛才設(shè)計的模型，這個3D場景就運用在整個儀表板中了，可以看到3D組件只是眾多組建中的其中一個，我們可以給最終看板在設(shè)計其他組件，當(dāng)被使用的數(shù)據(jù)存在關(guān)聯(lián)關(guān)系時，還可以享受Wyn內(nèi)置的數(shù)據(jù)聯(lián)動分析功能。真正的做到了從2D走向3D。數(shù)據(jù)與數(shù)字化并存的能力。

總結(jié)

總的來說，數(shù)字孿生和3D可視化技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)今工業(yè)界和科研領(lǐng)域的重要工具。它們不僅可以幫助企業(yè)或組織更好地管理物資、資源和設(shè)備，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，也可以用于模擬復(fù)雜系統(tǒng)和環(huán)境以及進行虛擬試驗，從而節(jié)省時間和成本。同時，數(shù)字孿生和3D可視化技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、建筑、城市規(guī)劃等領(lǐng)域。通過數(shù)字孿生和3D可視化技術(shù)，我們可以更加直觀地了解復(fù)雜的現(xiàn)象和問題，并且能夠更好地做出決策和規(guī)劃。

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