【BIM】BIMFACE中创建疏散效果

背景

在BIM运维中，消防疏散是不可或缺的一环，当发生火警的时候，触发烟感器发生报警，同时启动消防疏散，指导现场工作人员进行疏散，及时准确地显示出疏散路线对争取疏散时间尤为重要。我将介绍如何在bimface中建立消防疏散指示动画效果。

思路

第一种方式就是通过bimface自带的材质对象，结合requestAnimationFrame函数实现，具体地址见官网的水流效果。这种方式存在弊端，首先代码量相对来说比较大，要配置各种对象的参数；其次对构件有强依赖性，也就是说这种方式是对构件进行材质重写来实现的；此外这种方式的贴图是通过UV贴图实现，贴图缩放比例不好确定，需要摸索试探地确定比较合适的参数，第二种方式是直接通过threejs来实现，相对于第一种方式而言，无需太多的代码，直奔主题，最重要的是不依赖构件（实际上是自己创建了Mesh），也就是说没有构件同样可以实现上述效果，最重要的是不用再摸着石头贴图了，自己能够掌握贴图的规律。本文中采用第二种方式来实现疏散效果，其实思路很简单，无非是创建Mesh，然后给Mesh贴上带箭头的图片，完成贴图后动态地修改贴图的偏移量（offset），就实现了箭头动画效果。

实践

首先来制作材质，因为路线由若干个PlaneBufferGeometry组成，所以每一个都要进行贴图操作，其实除了图片在PlaneBufferGeometry上的分布个数不一致，其他的参数都是一致的，所以要结合图片的大小和PlaneBufferGeometry的长度来动态计算每个PlaneBufferGeometry上材质需要重复的次数。将创建的材质放入集合中是为了后续在执行动画时，可以针对每一个材质进行偏移量的修改，代码如下：

//声明存储材质的集合
var textureCollection = [];
function generateMaterial(repeat) {
    var basicMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial();
    texture = new THREE.TextureLoader().load('images/icon_arrow_right_pow.png', function (map) {
        basicMaterial.map = map;
        basicMaterial.wireframe = false;
        basicMaterial.needsUpdate = true;
        basicMaterial.transparent = true;
        basicMaterial.side = THREE.DoubleSide;
    });
    texture.wrapS = THREE.RepeatWrapping;
    texture.wrapT = THREE.RepeatWrapping;
    texture.repeat.x = repeat;
    textureCollection.push(texture);
    return basicMaterial;
}

有了材质，还需要创建若干个Mesh，因为疏散路线是由一个一个的长条矩形组成，所以选择用平面PlaneBufferGeometry来制作，材质使用箭头图片进行贴图。代码如下：

/**
 * @param {若干Mesh的集合，每个Mesh结构如下} planeArray
 * 
 * @param {构件最小点世界坐标} min_position 
 * @param {构件最大点世界坐标} max_position 
 * @param {构件方向，上下左右以此对应（1，-1，2，0）} direction 
 */
function loadPlane(planeArray) {
    // 标准宽度
    const statndardWidth = 500;
    // 用于计算标准图片重复个数
    const statndardRepeat = 600;
    // 指定默认角度
    const rotate = Math.PI / 2;

    var planeGroup = new THREE.Group();
    // 思路一：仅用最大点进行定位（目前采用）
    // 思路二：用最大点和最小点进行定位
    for (let k = 0, l = planeArray.length; k < l; k++) {
        let l = position_x = position_y = 0;
        //区分横向和纵向
        if (planeArray[k].direction === 1 || planeArray[k].direction === -1) {
            l = Math.floor(planeArray[k].max_position.y - planeArray[k].min_position.y);
            position_x = planeArray[k].max_position.x - (statndardWidth / 2);
            position_y = planeArray[k].max_position.y - (l / 2);

        } else {
            l = Math.floor(planeArray[k].max_position.x - planeArray[k].min_position.x);
            position_x = planeArray[k].max_position.x - (l / 2);
            position_y = planeArray[k].max_position.y - (statndardWidth / 2);
        }

        let _material = generateMaterial(Math.floor(l / statndardRepeat));
        let planeGeometry = new THREE.PlaneBufferGeometry(l, statndardWidth, 100, 50);
        let plane = new THREE.Mesh(planeGeometry, _material);
        plane.position.x = position_x;
        plane.position.y = position_y;
        plane.position.z = planeArray[k].max_position.z + 10;
        plane.rotation.z = rotate * planeArray[k].direction;
        planeGroup.add(plane);
    }
    viewer.addExternalObject("planeGroup", planeGroup);
    viewer.render();
}

目前形状和材质都已经建立完成，整个场景还是静态的，由箭头组成的平面形状集合，下一步是让这些箭头跑起来，思路就是在渲染的时候动态修改材质的offset，代码如下：

function animate() {
    animationId = requestAnimationFrame(animate);
    for (let m = 0, len = textureCollection.length; m < len; m++) {
        textureCollection[m].offset.x += 0.005;
    }
    viewer.render();
}

使用方式，只需要将mesh对应的包围盒最大点和最小点（用于确定位置）以及箭头方向（用于确定箭头流向）的参数放在数组中传入loadPlane函数，然后调用animate函数即可实现疏散效果，代码如下：

let planeArray = [];
const UP = 1;
const DOWN = -1;
const LEFT = 2;
const RIGHT = 0;

let a = { min_position: { x: -10432.83984375, y: 20233.87109375, z: 15 }, max_position: { x: -9932.83984375, y: 26744.16796875, z: 40 }, direction: UP };
let b = { min_position: { x: -14117.83984375, y: 28943.8671875, z: 15 }, max_position: { x: -12812.83984375, y: 29443.8671875, z: 50 }, direction: RIGHT };
let c = { min_position: { x: -7591.01171875, y: 27244.16796875, z: 15 }, max_position: { x: -7091.01171875, y: 33333.8671875, z: 20 }, direction: UP };

planeArray.push(a);
planeArray.push(b);
planeArray.push(c);

loadPlane(planeArray);
animate();

效果

以下是结合真实模型的疏散路线效果

如有描述不当之处，还请不吝赐教。

作者：悠扬的牧笛
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