这是最近公司的一个我的项目。客户的需要是基于总公司和子公司的数据，开发一个数据展现大屏。 大屏两边都是一些图表展现数据，两头局部是一个三维中国地图，点击中国地图的某个省份，能够下钻到省份地图的展现。 地图上，会做一些数据的标注，信息标牌。 如下图所示：
本文将对一些技术原理进行分享。
2d图表
2d图表局部，次要通过echart图表进行开发，另外还会波及到一些icon 文字的展现。 这个局部置信大部分前端人员都晓得如何进行开发，可能须要的就是开发人员对于色彩，字体等有较好的敏感性，能够最大水平还原设计搞。
鉴于大家都比拟熟知，不再具体阐明。
三维地图的展现
对于两头的三维地图局部。 咱们个别有几种形式来实现。
- 建模人员对地图局部进行建模
- 通过json数据生成三维模型
- 通过svg图片生产三维模型。
其中形式1能达到最好的成果，毕竟手动建模了，须要的成果都能够通过建模师智慧的双手进行调整。然而工作量相对来说较大，须要建设中国地图和各个省份的地图。 所以咱们最终放弃了建模的这种思路。
通过json数据生成三维地图
首先要获取json数据。
通过datav能够获取中国地图的json数据，参考如下连贯
http://datav.aliyun.com/porta...
获取数据之后，通过解析json数据，而后通过threejs的ExtrudeGeometry生成地图模型。代码如下所示：
let jsonData = await (await fetch(jsonUrl)).json(); // console.log(jsonData); let map = new dt.Group(); if (type && type === "world") { jsonData.features = jsonData.features.filter( (ele) => ele.properties.name === "China" ); } jsonData.features.forEach((elem, index) => { if (filter && filter(elem) == false) { return; } if (!elem.properties.name) { return; } // 定一个省份3D对象 const province = new dt.Group(); // 每个的 坐标 数组 const coordinates = elem.geometry.coordinates; const color = COLOR_ARR[index % COLOR_ARR.length]; // 循环坐标数组 coordinates.forEach((multiPolygon, index) => { if (elem.properties.name == "海南省" && index > 0) { return; } if (elem.properties.name == "台湾省" && index > 0) { return; } if (elem.properties.name == "广东省" && index > 0) { return; } multiPolygon.forEach((polygon) => { const shape = new dt.Shape(); let positions = []; for (let i = 0; i < polygon.length; i++) { let [x, y] = projection(polygon[i]); if (i === 0) { shape.moveTo(x, -y); } shape.lineTo(x, -y); positions.push(x, -y, 4); } const lineMaterial = new dt.LineBasicMaterial({ color: "white", }); const lineGeometry = new dt.LineXGeometry(); // let attribute = new dt.BufferAttribute(new Float32Array(positions), 3); // lineGeometry.setAttribute("position", attribute); lineGeometry.setPositions(positions); const extrudeSettings = { depth: 4, bevelEnabled: false, bevelSegments: 5, bevelThickness: 0.1, }; const geometry = new dt.ExtrudeGeometry(shape, extrudeSettings); // console.log("geometyr", geometry); const material = new dt.StandardMaterial({ metalness: 1, // color: color, map: texture, transparent: true, }); let material1 = new dt.StandardMaterial({ // polygonOffset: true, // polygonOffsetFactor: 1, // polygonOffsetUnits: 1, metalness: 1, roughness: 1, color: color, //"#3abcbd", }); material1 = createSideShaderMaterial(material1); const mesh = new dt.Mesh(geometry, [material, material1]); if (index % 2 === 0) { // mesh.scale.set(1, 1, 1.2); } mesh.castShadow = true; mesh.receiveShadow = true; mesh._color = color; mesh.properties = elem.properties; if (!type) { province.add(mesh); } const matLine = new dt.LineXMaterial({ polygonOffset: true, polygonOffsetFactor: -1, polygonOffsetUnits: -1, color: type === "world" ? "#00BBF4" : 0xffffff, linewidth: type === "world" ? 3.0 : 0.25, // in pixels vertexColors: false, dashed: false, }); matLine.resolution.set(graph.width, graph.height); line = new dt.LineX(lineGeometry, matLine); line.computeLineDistances(); province.add(line); }); }); // 将geo的属性放到省份模型中 province.properties = elem.properties; if (elem.properties.centorid) { const [x, y] = projection(elem.properties.centorid); province.properties._centroid = [x, y]; } map.add(province);中国地图的json数据，理论包含的是每个省份的数据。
上述代码生成中国地图以及省之间的轮廓线。
其中projection 是投影函数，转换经纬度坐标未平面坐标，用的是d3这个库：
const projection = d3 .geoMercator() .center([104.0, 37.5]) .scale(80) .translate([0, 0]);依照设计稿，还需生成整个中国地图的外轮廓。这种状况下，咱们先获取world.json，而后只获取中国的局部，通过这个局部来生成轮廓线。
最终成果如下：
能够看出，通过json的形式生产地图，世界地图的json数据和中国地图的json数据，边缘的贴合度并不高，因而外边缘轮廓和地图块不能很好的交融在一块。
基于此，须要找新的计划。
通过svg数据生成三维地图
因为有设计师提供设计稿，所以设计师必定能够提供中国地图的轮廓数据，以及外部的每个省份的轮廓数据。拿到设计的svg后，对svg门路进行解析，而后通过ExtrudeGeometry生成地图块对下，通过line生成轮廓线。
let childNodes = svg.childNodes; childNodes.forEach((child) => { readSVGPath(child, graph, group); }); if (svg.tagName == "path") { const shape = getShapeBySvg(svg); // let shape = $d3g.transformSVGPath(pathStr); const extrudeSettings = { depth: 15, bevelEnabled: false, bevelSegments: 5, bevelThickness: 0.1, }; const color = COLOR_ARR[parseInt(Math.random() * 3) % COLOR_ARR.length]; const geometry = new dt.ExtrudeGeometry(shape, extrudeSettings); let center = new dt.Vec3(); // console.log(geometry.getBoundingBox().getCenter(center)); // geometry.translate(-center.x, -center.y, -center.z); geometry.scale(1, -1, -1); geometry.computeVertexNormals(); // console.log("geometry", geometry); const material = new dt.StandardMaterial({ metalness: 1, // color: color, // visible: false, map: window.texture, }); let material1 = new dt.StandardMaterial({ polygonOffset: true, polygonOffsetFactor: 1, polygonOffsetUnits: 1, metalness: 1, roughness: 1, color: color, //"#3abcbd", }); material1 = createSideShaderMaterial(material1); const mesh = new dt.Mesh(geometry, [material, material1]); group.add(mesh);其中解析svg门路的代码如下：
function getShapeBySvg(svg) { let pathStr = svg.getAttribute("d"); let province = svg.getAttribute("province"); let commonds = new svgpathdata.SVGPathData(pathStr).commands; const shape = new dt.Shape(); let lastC, cmd, c; for (let i = 0; i < commonds.length; i++) { cmd = commonds[i]; let relative = cmd.relative; if (relative) { c = copy(cmd); let x = cmd.x || 0; let y = cmd.y || 0; let lx = lastC.x || 0; let ly = lastC.y || 0; c.x = x + lx; c.y = y + ly; c.x1 = c.x1 + lx; c.x2 = c.x2 + lx; c.y1 = c.y1 + ly; c.y2 = c.y2 + ly; } else { c = cmd; } if (lastC) { let lx = lastC.x, ly = lastC.y; if ( Math.hypot(lx - c.x, ly - c.y) < 0.2 && province == "内蒙" && [16, 32, 128, 64, 512, 4, 8].includes(c.type) ) { console.log(c.type); continue; } } if (c.type == 2) { shape.moveTo(c.x, c.y); } else if (c.type == 16) { shape.lineTo(c.x, c.y); } else if (c.type == 32) { shape.bezierCurveTo(c.x1, c.y1, c.x2, c.y2, c.x, c.y); // shape.lineTo(c.x, c.y); } else if (c.type == 128 || c.type == 64) { shape.quadraticCurveTo(c.x1 || c.x2, c.y1 || c.y2, c.x, c.y); // shape.lineTo(c.x, c.y); } else if (c.type == 512) { // shape.absellipse(c.x, c.y, c.rX, c.rY, 0, Math.PI * 2, true); shape.lineTo(c.x, c.y); } else if (c.type == 4) { c.y = lastC.y; shape.lineTo(c.x, lastC.y); } else if (c.type == 8) { c.x = lastC.x; shape.lineTo(lastC.x, c.y); } else if (c.type == 1) { // shape.closePath(); } else { // console.log(c); } lastC = c; } return shape;}其中外面波及到绝对定位的概念，一个cmd的坐标是绝对于上一个坐标的，而不是相对定位。这就须要咱们在解析的时候，通过累加的形式获取相对定位坐标。
另外cmd的type次要包含:
// ARC: 512 // CLOSE_PATH: 1 // CURVE_TO: 32 // DRAWING_COMMANDS: 1020 // HORIZ_LINE_TO: 4 // LINE_COMMANDS: 28 // LINE_TO: 16 // MOVE_TO: 2 // QUAD_TO: 128 // SMOOTH_CURVE_TO: 64 // SMOOTH_QUAD_TO: 256 // VERT_LINE_TO: 8通过Shape的moveTo，lineTo，bezierCurveTo，quadraticCurveTo等等与之对应。
最终成果如下图：
能够看出轮廓线更加圆滑，外轮廓和地图块的贴合度更高。
这是咱们我的项目最终采纳的技术计划。
侧边突变成果
上述两种计划的效果图，能够看出侧边地图的侧面都有突变成果，这种是通过定制threejs的材质的shader来实现的。大抵代码如下：
function createSideShaderMaterial(material) { material.onBeforeCompile = function (shader, renderer) { // console.log(shader.fragmentShader); shader.vertexShader = shader.vertexShader.replace( "void main() {", "varying vec4 vPosition;\nvoid main() {" ); shader.vertexShader = shader.vertexShader.replace( "#include <fog_vertex>", "#include <fog_vertex>\nvPosition=modelMatrix * vec4( transformed, 1.0 );" ); shader.fragmentShader = shader.fragmentShader.replace( "void main() {", "varying vec4 vPosition;\nvoid main() {" ); shader.fragmentShader = shader.fragmentShader.replace( "#include <transmissionmap_fragment>", ` #include <transmissionmap_fragment> float z = vPosition.z; float s = step(2.0,z); vec3 bottomColor = vec3(.0,1.,1.0); diffuseColor.rgb = mix(bottomColor,diffuseColor.rgb,s); // float r = abs( 1.0 * (1.0 - s) + z * (0.0 - s * 1.0) + s * 4.0) ; float r = abs(z * (1.0 - s * 2.0) + s * 4.0) ; diffuseColor.rgb *= pow(r, 0.5 + 2.0 * s); // float c = ` ); }; return material;}通过material.onBeforeCompile办法实现材质的动静更改，而后通过z坐标的高度进行色彩的突变差值运算。
三维地图的贴图
下面实现的成果，都是简略的色彩。没有贴图成果，而设计师提供的原型是有突变成果的：
这须要咱们的贴图来进行解决。 然而贴图并不简略，波及到uv的offset和repeat的计算。 通过计算整个中国地图的boundingbox，通过bongdingbox的size 和min 值来设置uv 的offset和repeat，能够很好的对其贴图和模型，如下代码：
let box = new dt.Box3(); box.setFromObject(map); et size = new dt.Vec3(), center = new dt.Vec3();console.log(box.getSize(size));console.log(box.getCenter(center));console.log(box);texture.repeat.set(1 / size.x, 1 / size.y);texture.offset.set(box.min.x / size.x, box.min.y / size.y);通过这种形式，贴图能够很好的和模型对齐，最终成果和设计稿差异很小。
三维地图icon标注定位
图片上的图标定位数据是经纬度，所以须要把定位度转换为三维中的坐标。此处应用的是双线性差值。先获取模型左上，右上，左下，右下四个点的经纬度坐标和三维坐标，而后通过双线性差值，联合某个特定点的经纬度值 计算出三维坐标。 这种形式必定不是最准确的，却是最简略的。如果对于定位的精确性要求不高，能够采纳这种形式。
icon动画（APNG）
icon的动画是通过apng的图片实现的。 解析apng的每一帧，而后绘制到canvas下面，作为sprite的贴图，并一直刷新贴图的内容，实现了动效成果。 无关apng的解析，网上有开源的JavaScript的解析包。读者能够自行进行钻研，上面是一个参考链接：
https://github.com/movableink...
其余
其余方面包含
- 点击省份下钻 技术实现就是暗藏其余省份模型，显示以后省份模型，并加载以后省份的点位数据。技术思路比较简单。
鼠标悬浮显示名称等信息 通过div实现信息标签，通过三维坐标转平面坐标的投影算法,计算标签地位,代码如下：
getViewPosition(vector) { this.camera.updateMatrixWorld(); var ret = new Vec3(); // ret = this.projector.projectVector(vector, this._camera, ret); ret = vector.project(this.camera); ret.x = ret.x / 2 + 0.5; ret.y = -ret.y / 2 + 0.5; var point = { x: (this._canvas.width * ret.x) / this._pixelRatio, y: (this._canvas.height * ret.y) / this._pixelRatio, h: this._canvas.height, }; return point; }
总结
下面分享的三维地图大屏。波及到的技术点并不少，包含次要如下技术点：
- echart应用
- json解析生成地图projection投影
- svg 解析生成三维地图模型
- 动静材质批改
- 贴图的offset和repeat算法等
- 经纬度定位，双线性差值
- 三维的三维坐标转平面坐标的投影算法
最终多个技术的交融，做出了文章结尾的成果。
其中比拟难的是两头三维地图的生成和成果优化计划，如果有相似需要的读者能够参考。
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