基于HTML5和WebGL的三维可视立体动态流程图

摘要：甲方爸爸的企业，部门繁多，流程复杂，为了提升业务流程的效率，同时优化企业自身的管理，提出了一个将其现有业务流程进行三维可视化的需求。利用获取模型数据，然后三行代码便可建造一个流程图系统。

记得15年那会儿，我给人讲WebGL，还得从头科普，三令五申要用Chrome，末了再强调一句，记得启用WebGL功能。今天，但凡懂点儿Web开发的，都会来一句“网页3D用WebGL”。

怎么形容这种感受呢？

这两年的技术发展，大家想必都看在眼里，单用“爆发”二字，实在难以描述其中的惊天巨变。而回到网页3D这个话题上，我想，最大的驱动力，莫过于16年至今虚拟现实的迅速崛起，彻底推进了三维可视化技术的突飞猛进，而物联网发力，又开启了一扇通往新世界的大门。

游戏界至今争论不休的Unity还是HTML5，依我看至少WebGL活的好好的，而插件技术么，则让我想起了一首悲伤的歌：dying in the sun…

今天当然还是给大家介绍一款最新的三维可视化成果，开始正题前，我想先盘点一下这两年还算靠谱的一些三维应用。

工业上的，偏销售侧有复杂零件的三维展示，依托零件原有模型，做好参数转换，比较容易实现。偏管理侧，主要是厂房车间和生产设备的三维监控；电力行业，有无人值守变电站的巡检和监控，结合三维可以进行远程巡检作业，降低人工作业的风险；仓库和粮仓，引入三维后，可以结合库房系统、环境系统，进行全方位的管理；矿山和隧道，这个很好理解：作业越是危险、对环境要求越高的地方，越是需要虚拟仿真；3D家装设计, 通常是在线模式，拖拽设计，结合家具贩售，早先是以Stage3D为主，这两年也看到很多WebGL的案例；博物馆、图书馆、档案馆的导览结合解说，复杂设备的虚拟仿真培训，商品展示，这个比较多了，像虚拟试衣间，商品的三维在线浏览，比如刚看到这款霸气侧漏的零食：

开个玩笑。其实不管哪个行业，三维应用很大的一部分工作量源于建模，而这次我们想分享的是和上述应用完全不同的一个案例。

这次的案例，对模型几乎没有要求，只是用了最基本的形状元素，但是却可以解决企业在不断发展壮大，尤其是信息化进程不断深入的过程中，都会遇到的问题，那就是如何将复杂流程可视化。

流程，看起来很简答的两个字，英文process。我们这里所说的流程，主要是企业的业务流程，如生产流程、各类行政申请流程、财务审批流程、人事处理流程、质量控制及客服流程等等。

业务流程对于企业的意义不仅仅在于对企业关键业务的一种描述；更在于对企业的业务运营有着指导意义，这种意义体现在对资源的优化、对企业组织机构的优化以及对管理制度的一系列改变。这种优化的目的实际也是企业所追求的目标：降低企业的运营成本，提高对市场需求的响应速度，争取企业利润的最大化。（from智库百科MBAlib）

为啥我突然开始拽商业名词了呢？因为，这是甲方爸爸给出的一个难题。

甲方爸爸的企业，部门繁多，流程复杂，为了提升业务流程的效率，同时优化企业自身的管理，提出了一个将其现有业务流程进行三维可视化的需求。

为什么要把流程进行三维可视化呢？

通俗的说，因为平面的实在是看不清理不顺了；时髦点讲，只有“升维”，才能展示和包容更多的信息。

看到这里的三体同好们，请不要吝啬向我隔空挥舞小手！

甲方爸爸的信息实在太多，而且不能透露，我们就找其中几个简单的举个例子，比如每个企业每天都在处理的报账流程：(应要求马赛克了一些文字）

报账流程业务图：

二层逻辑交互图：

报账业务基础架构：

看到如此复杂的结构，无论你是以下哪种表情，都不要惊慌：

我们先简单梳理下流程图的大致框架，一共可以分为五层：

业务流程层：起点、审批、服务；

应用逻辑层：WEB服务、数据库服务、定时作业服务、接口服务、应用服务；

实例：WEB服务实例、财辅数据库实例、支付服务实例；

OS：EB服务OS、财辅数据库OS；

硬件：主机、交换机。

为了让这五层之间的关系一目了然，分层展示是必不可少的。每个层次里，又分为几个模块，层次与层次、模块与模块之间都有业务上的联系。根据梳理的逻辑关系，我先整了一个初稿。流程和业务先用简单的方块和圆柱代替，底层的机柜模型，直接用存货模型，机房相关的模型，我们大大的有。

虽然看起来层次感有了，不过这只是个整体的框架demo，我们在这基础上一步步修改。

说下层模型的圆弧效果。为了把每个层做成圆弧的效果，我把层模型拆解成了由9个简单模型组合而成，上图给你们看（原谅我图画得渣渣）。

模型1、2、3、4、5均为厚度相同的立方体，模型6、7、8、9为大小相等的1/4圆柱体，9个模型组合成层模型。

模型1的代码：（模型1,2,3,4,5差不多，就只贴模型1的代码了。）

var centerNode = new mono.Cube({
    width: width,
    height: height,
    depth: depth,
});
centerNode.s({
    "m.type": "phong",
    "m.color": color
});
    

模型6的代码：

var leftTopCylinder = new mono.Cylinder({
    radiusTop: radius,
    radiusBottom: radius,
    height: height,
    arcLength: Math.PI / 2, //圆柱的圆弧所占长度
    arcStart: Math.PI //圆弧开始的角度
});
    
leftTopCylinder.s({
    "m.type": "phong",
    "m.color": color
});
leftTopCylinder.p(-width / 2, 0, -depth / 2);

9个模型合并：

var combo = new mono.ComboNode([centerNode, leftNode, rightNode, topNode, bottomNode, leftTopCylinder, rightTopCylinder, leftBottomCylinder, rightBottomCylinder],["+"],true);

首先，增加了背景图片，选取的是一张星空的图片，之后根据背景修改了配色和部分模型。

效果还是不错的，看起来更加大气。增加背景代码：

network.setClearColor(0, 0, 0);
network.setClearAlpha(0);
network.setBackgroundImage("./images/background.jpg");

图中显示文字类似对话框的东西其实是billboard，先创建一个billboard，再用canvas画一张图作为贴图贴到上面就可以了。

var billboard = new mono.Billboard();
var canvas = document.createElement("canvas");
    var context = canvas.getContext("2d");
    context.font = "130px 微软雅黑";

    var array = [];
    if (text.indexOf("
")) {
        array = text.split("
");
    } else {
        array = [text]
    }
    var length = 0;
    for (var i = 0; i < array.length; i++) {
        if (i == 0) {
            length = context.measureText(array[i]).width;
        } else {
            length = Math.max(context.measureText(array[i]).width, length);
        }
    }

    var size = mono.Utils.getMaxTextSize(array, context.font);
    var width = mono.Utils.nextPowerOfTwo(length);
    var oHeight = size.height;
    var arrowHeight = 40;
    var arrowWidth = 80;
    var height = mono.Utils.nextPowerOfTwo(oHeight + arrowHeight);

    canvas.height = height;
    canvas.width = width;
    var lineHeight =(height - arrowHeight - 40) / array.length;
    var oLineHeight = oHeight / array.length;
    var radius = width / 16;

    var context = canvas.getContext("2d");
    context.globalAlpha = 0.9;
    context.fillStyle = bgColor;
    context.save();
    context.beginPath();
    context.moveTo(radius + 10, 10);
    context.lineTo(width - radius - 10, 10);
    context.arcTo(width - 10, 10, width - 10, radius + 10, radius);
    context.lineTo(width - 10, height - arrowHeight - radius - 10);
    context.arcTo(width - 10, height - arrowHeight - 10, width - radius -10, height - arrowHeight - 10, radius);
    context.lineTo(width / 2 + arrowWidth / 2 - 10, height - arrowHeight - 10);
    context.lineTo(width / 2 - 10, height - 10);
    context.lineTo(width / 2 - arrowWidth / 2 - 10, height - arrowHeight - 10);
    context.lineTo(radius + 10, height - arrowHeight - 10);
    context.arcTo(10, height - arrowHeight - 10, 10, height - arrowHeight - radius - 10, radius);
    context.lineTo(10, radius + 10);
    context.arcTo(10, 10, radius + 10, 10, radius);
    context.closePath();
    context.fill();
    context.globalAlpha = 1;
    context.lineWidth = 10;
    context.strokeStyle = bgColor;
    context.stroke();
    context.restore();

    context.fillStyle = fontColor;
    context.textBaseline = "middle";
    context.font = "120px 微软雅黑";
    for (var i = 0; i < array.length; i++) {
        var text = array[i];
        length = context.measureText(text).width;
        context.fillText(text, (width - length) / 2, lineHeight * (i + 0.5));
    }
    billboard.s({
        "m.texture.image": canvas,
        "m.texture.offset": new mono.Vec2(0, 0.005),
        "m.texture.anisotropy": 8,
        "m.alignment": mono.BillboardAlignment.bottomCenter
    });

这两种属于obj模型，是设计小姐姐做的，然后我们通过make.Default.register函数定义模型，通过make.Default.load函数加载使用模型。

为了使效果更逼真，我们给模型做了环境贴图。

 object3d.setStyle("m.envmap.image", make.Default.getEnvMap("envmap5"));

单纯的静态图看起来有些单调，所以我们给连线加了动画效果：找一张一半透明一半有颜色的图片，作为贴图贴在连线上，利用动画函数使贴图不断平移，就实现了下面的效果。

最底层的模型采用了实体模型，真实感更强：

上面也提到过，层与层、层内各个模块中之间存在错综复杂的多层嵌套关系，为了展现这种关系，那肯定就要连线，话不多说，直接上图。

线的类型有两种，层与层之间的连线类型是link，每层模块之间的连线类型是pathLink，创建pathLInk代码如下：

createPathLink: function (data) {
    var box = main.sceneManager.getDataBox();
    var fromNode = main.sceneManager.getNodeByDataOrId(data.fromId);
    var toNode = main.sceneManager.getNodeByDataOrId(data.toId);
    var radius = data.path.radius || 3;
    var color = data.path.color || "yellow";
    var endCap = data.path.endCap;
    var startCap = data.path.startCap;
    var linkType = data.routeType;
    var flow = data.path.flow || "";
    var workflowId = data.workflowId || ""; 
    if (fromNode && toNode) {
        var link = new mono.PathLink(fromNode, toNode, data.id);
        var plength = link.getPath().getLength();
        link.setRadius(radius);
        link.s({
            "m.type": "phong",
            "m.color": color,
            "m.ambient": color
        });
        link.workflowId = workflowId;
        if (endCap) {
            var endCapSize = data.path.endCapSize || 10;
            var endCapR = data.path.endCapR || 2;
            link.setEndCap(endCap);
            link.setEndCapSize(endCapSize);
            link.setEndCapR(endCapR);
        }
        if (startCap) {
            var startCapSize = data.path.startCapSize || 10;
            var startCapR = data.path.startCapR || 2;
            link.setStartCap(startCap);
            link.setStartCapSize(startCapSize);
            link.setStartCapR(startCapR);
        }
        if (linkType) {
            link.setLinkType(linkType);
        }
        box.add(link);
    }
}

link类型连线与pathLink类型连线大体相同，之所以层与层之间选择link类型，有两个原因：一是当镜头拉近时，link类型的连线粗细不会改变，二是便于控制拐点，就是下图中的红圈处。

link.setLinkType("control");//control属性控制连线的拐点
link.setControls(controls);//controls为数组

这样就可以呈现图中的伞状效果啦。

为了增加点朦胧感以及让伞状效果更好，我们特意添加了一点光环，有没有感觉金光从天而降呢？此时请想象自己45°角仰望天空，金光照在脸上。

基础打好，下面就可以加上动画，执行流程了。先上图：

点击左边的按钮，出现图中的白色小球，沿着连线运动，完整展现整个流程步骤。当然，镜头会随着小球切换，这样小球时刻在视线正中，妈妈再也不用担心我的视线被挡住。

镜头切换的代码也很简单：

var pos = link.getPointAt(v);
workflowSphere.p(pos);
billboard.p(pos.clone().add(new mono.Vec3(0, 250, 0)));
var camera = main.sceneManager.network3d.getCamera();
camera.lookAt(pos);
camera.p(pos.clone().sub(this._cameraOffset));

最后聊聊数据。为了方（tou）便(lan)，我们将流程图的所有数据都存放在后台。在后端页面，可以设置流程图的结构、逻辑、流程节点的样式等。

利用Ajax获取模型数据，然后三行代码便可建造一个3D流程图系统。

dataManager.addCategoryFromJson(loadData.categories);
dataManager.addDataTypeFromJson(loadData.datatypes);
dataManager.addDataFromJson(loadData.datas);

同样，可以在后端页面设置连线的样式、颜色、起点、终点等等，获取到连线数据后，利用上文提到的方法便可绘制出所需要的连线。连动画的起点、走向同样可以在后端页面设置。

如果甲方爸爸觉得某个流程有问题，需要修改时，不要怕，默默打开后端页面改几个节点就好了。速度这么快，快夸我快夸我。

总而言之，只需要通过数据配置即可生成不同的三维流程，满足客户的各种需求。

对demo感兴趣的同学，可以给我发邮件：tw-service@servasoft.com，甲方爸爸的数据不能给你，demo还是可以给你们看一眼的。