在工業(yè)可視化、智慧城市、智慧能源等 3D 場(chǎng)景中，高保真氣象效果是提升沉浸感、實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合的關(guān)鍵能力。依托圖撲軟件 HT 平臺(tái)的幀動(dòng)畫技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)全類型氣象場(chǎng)景的精細(xì)化模擬：

• 晴天：還原陽(yáng)光明媚與光照通透的天空環(huán)境。
• 陰天：模擬云層覆蓋下的漫射光照氛圍。
• 雨天：營(yíng)造細(xì)雨綿綿到大雨傾盆的全周期雨景效果。
• 極端天氣：實(shí)現(xiàn)暴風(fēng)雪、沙塵暴等強(qiáng)對(duì)流天氣的高沉浸感模擬。

氣象模擬不僅提升視覺體驗(yàn)，更能實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景與真實(shí)氣象數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，是數(shù)字孿生虛實(shí)映射的重要能力。

虛實(shí)聯(lián)動(dòng)的核心，在于實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化接入、數(shù)據(jù)解析與場(chǎng)景指令的聯(lián)動(dòng)映射。當(dāng)真實(shí)氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，3D 虛擬場(chǎng)景可同步完成全要素狀態(tài)校準(zhǔn)。例如真實(shí)園區(qū)氣象設(shè)備監(jiān)測(cè)到降雨時(shí)，孿生場(chǎng)景會(huì)實(shí)時(shí)渲染雨滴下落動(dòng)畫，并同步調(diào)整天空盒色調(diào)、環(huán)境光照強(qiáng)度、地面材質(zhì)屬性等效果，讓遠(yuǎn)程用戶直觀感知現(xiàn)場(chǎng)氣象動(dòng)態(tài)。

HT Drawing 幀動(dòng)畫組件

實(shí)現(xiàn)高保真氣象效果模擬，首先需要完成氣象動(dòng)態(tài)素材的前置制作。設(shè)計(jì)師針對(duì)不同氣象類型，制作序列幀切片或 GIF 動(dòng)效，在 2D 層面對(duì)云層演化、雨滴軌跡、雪花飄落、沙塵擴(kuò)散等效果進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)。再通過圖層疊加技術(shù)，將 2D 氣象序列幀在虛擬空間全景平鋪，與 3D 場(chǎng)景深度融合，實(shí)現(xiàn) 2D 與 3D 視覺體系的無縫銜接，保證氣象效果的空間透視一致性與視覺真實(shí)感。

HT 內(nèi)置 Drawing 組件庫(kù)提供了低代碼/零代碼的工程化實(shí)現(xiàn)方案，包含多樣化數(shù)據(jù)展示、錄入功能及豐富圖表庫(kù)。

其中“ht.drawing.frame”幀動(dòng)畫組件支持可視化配置，快速落地序列幀動(dòng)畫，無需復(fù)雜代碼開發(fā)。同時(shí)組件開放全維度屬性配置，可通過幀間隔精準(zhǔn)控制動(dòng)畫播放速率，適配不同氣象場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)節(jié)奏，大幅降低氣象動(dòng)畫開發(fā)門檻。

為讓氣象模擬更符合自然演化規(guī)律，開發(fā)人員可基于幀動(dòng)畫技術(shù)，對(duì) 2D 氣象序列幀進(jìn)行程序化調(diào)度與切換。通過精準(zhǔn)時(shí)序控制，可實(shí)現(xiàn)連貫流暢的氣象全周期動(dòng)態(tài)模擬，例如完整還原降雨從零星細(xì)雨、雨勢(shì)增強(qiáng)、大雨傾盆，到雨勢(shì)衰減、雨停云散的全過程，大幅提升虛擬氣象的真實(shí)度與 3D 場(chǎng)景的交互沉浸感。

使用動(dòng)畫切換圖片幀

幀動(dòng)畫技術(shù)是 HT 提升可視化表現(xiàn)力的核心手段。除氣象模擬外，還可廣泛用于火焰躍動(dòng)、煙氣擴(kuò)散、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等動(dòng)態(tài)效果，強(qiáng)化場(chǎng)景的視覺沖擊力與真實(shí)感。

注意事項(xiàng)

在 3D 場(chǎng)景中， 不推薦直接使用“ht.drawing.frame”組件實(shí)現(xiàn)幀動(dòng)畫。該組件作為自定義組件，基于 Canvas 2D 繪制原理，需通過每一幀刷新生成貼圖并繪制到畫布，會(huì)占用較多性能，而場(chǎng)景面板通常開啟緩存以避免頻繁刷新，這與幀動(dòng)畫需要持續(xù)刷新的特性存在沖突。

針對(duì) 3D 場(chǎng)景內(nèi)的幀動(dòng)畫需求， 圖撲軟件官方推薦使用“ht.Default.startAnim(animConfig)”動(dòng)畫調(diào)度接口。該方案通過直接切換節(jié)點(diǎn)貼圖資源，省去 Canvas 逐幀繪制與貼圖生成環(huán)節(jié)，大幅降低渲染開銷，保證復(fù)雜場(chǎng)景下動(dòng)畫流暢運(yùn)行。

以火焰動(dòng)畫為例，核心代碼如下：

const fireImages = [
    "assets/火焰/fire_up_01.png",
    "assets/火焰/fire_up_02.png",
    ....
    "assets/火焰/fire_up_26.png",
    "assets/火焰/fire_up_27.png"
]
let flag = 0;
// 獲取已存在的火焰節(jié)點(diǎn)，也支持使用代碼創(chuàng)建火焰節(jié)點(diǎn)
var fire = dm.getDataByTag('fire')
ht.Default.startAnim({
    frames: Infinity,
    interval: 50,
    easing: function (t) {return t;},
    action: function (v, t) {
        flag++;
        if (flag >= fireImages.length) {
            flag = 0
        }
        fire.s('shape3d.image', fireImages[flag]);
    }
});

通過結(jié)合多幀的連續(xù)圖像，可創(chuàng)造出自然且流暢的動(dòng)畫效果，有效強(qiáng)化場(chǎng)景交互體驗(yàn)。此外，幀動(dòng)畫技術(shù)可與各類動(dòng)畫技術(shù)深度融合、協(xié)同發(fā)力，打破單一動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)的局限，為 HT 項(xiàng)目賦予更豐富的層次質(zhì)感與動(dòng)態(tài)張力。

幀動(dòng)畫憑借靈活的序列幀設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)時(shí)序控制，成為圖撲軟件 HT 可視化項(xiàng)目的核心視覺能力。結(jié)合完善的動(dòng)畫體系與性能優(yōu)化方案，可打造高沉浸、高真實(shí)感的數(shù)字孿生場(chǎng)景，是實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合與創(chuàng)意表達(dá)的重要技術(shù)支撐。

審核編輯 黃宇