本期由引擎技術(shù)專家井岡介紹「ThingJS 2.0能力有哪些提升」，引擎技術(shù)專家謝帥揭秘「為什么說自研引擎T3D更適用數(shù)字孿生應(yīng)用」。

ThingJS1.0 為降低3D門檻而生

2018年，ThingJS API 1.0極大地降低了3D可視化應(yīng)用開發(fā)門檻！通過高度的功能封裝，其他引擎用千余行代碼實(shí)現(xiàn)的功能，在ThingJS中只用一行代碼就能搞定！不僅如此，通過簡(jiǎn)化場(chǎng)景加載、自定義物體創(chuàng)建、自定義層級(jí)切換等一系列邏輯設(shè)計(jì)，讓沒有 3D 開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的人，也能快速開發(fā)出自己想要的物聯(lián)網(wǎng)3D可視化應(yīng)用。

隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮，我們希望ThingJS能提供更多樣的垂直行業(yè)場(chǎng)景管理能力，成為更開放的數(shù)字孿生引擎。所以，2020年底，我們開始進(jìn)行2.0的研發(fā)升級(jí)，從「性能、架構(gòu)、功能」三方面全面提升ThingJS2.0的靈活性，使其成為更適合于數(shù)字孿生應(yīng)用的引擎。

ThingJS2.0全面進(jìn)化 更適合數(shù)字孿生應(yīng)用

①API2.0接口開放量創(chuàng)新高

此前1.0的接口量是700+，而2.0接口開放量超1000+，功能新增45%，并在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化開發(fā)邏輯，大大提升開發(fā)效率，未來還將持續(xù)新增。

②采用模塊化架構(gòu)，組件級(jí)靈活擴(kuò)展

API 2.0 進(jìn)行了模塊化架構(gòu)升級(jí)，當(dāng)API功能不滿足需求時(shí)，可以很容易地通過組件、插件、預(yù)制件等方式靈活擴(kuò)展。

之前，ThingJS1.0 的開發(fā)者只能自己找方法去擴(kuò)展和復(fù)用功能，沒有提供推薦方式。現(xiàn)在，ThingJS2.0中提供了組件的方式，可以為物體進(jìn)行擴(kuò)展，自由掌控組件的生命周期；還提供了插件的方式，可以對(duì)一個(gè)獨(dú)立的功能模塊進(jìn)行復(fù)用，如電梯、停車場(chǎng)等；還提供了預(yù)制件，可以預(yù)先準(zhǔn)備好一個(gè)具有功能的物體模板，使用時(shí)候拿起就用。

③支持UE/Unity/WebGL渲染引擎的切換

底層我們實(shí)現(xiàn)了邏輯和渲染分離，支持UE/Unity等渲染引擎實(shí)時(shí)切換，切換后能更好的發(fā)揮各引擎獨(dú)特的能力。渲染時(shí)可以做到在UE/Unity/WebGL之間實(shí)現(xiàn)一鍵動(dòng)態(tài)切換。UE/Unity采用云渲染的方式來實(shí)現(xiàn)，但開發(fā)者們使用的邏輯代碼依然是ThingJS API，無需調(diào)整。

渲染引擎一鍵切換

渲染引擎T3D:WebGL端數(shù)字孿生應(yīng)用最優(yōu)解

Web平臺(tái)有很多的開源引擎，如：three.js，BabylonJS，PlayCanvas，ClayGL，Oasis等，以及在CS端也有，如：Unity、UE、CryEngine、Ogre等引擎，我們對(duì)其中一些引擎做了較深入的研究和項(xiàng)目實(shí)踐，但發(fā)現(xiàn)這些引擎并不能完全滿足我們所面對(duì)的數(shù)字孿生可視化領(lǐng)域的需求。尤其因?yàn)檎鎸?shí)世界不斷變化，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備每個(gè)月都在新增，快速建模，快速納管設(shè)備，對(duì)接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)難度很大。

這種情況下，我們結(jié)合了之前使用C++開發(fā)的引擎經(jīng)驗(yàn)、WebGL的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、上述引擎的使用經(jīng)驗(yàn)、以及項(xiàng)目中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了WebGL版的T3D引擎，以便更好地服務(wù)于Web平臺(tái)的3D渲染。

T3D引擎框架

在T3D引擎的框架設(shè)計(jì)中，主要分為四層：標(biāo)準(zhǔn)封裝層，渲染邏輯層，場(chǎng)景資源層和擴(kuò)展層。其中，標(biāo)準(zhǔn)封裝層，渲染邏輯層，場(chǎng)景資源層構(gòu)成核心庫(kù) t3d.js。核心庫(kù)是一個(gè)Web優(yōu)先的，最小可運(yùn)行的通用圖形渲染庫(kù)。Web優(yōu)先指的是t3d.js主要基于WebGL和WebGPU作為底層繪圖標(biāo)準(zhǔn)。通用圖形渲染庫(kù)指的是t3d.js并不限定圖形渲染以外的其它邏輯，適用性與擴(kuò)展性比較好。

此外，官方提供常用需求的擴(kuò)展，作為第二方庫(kù)供開發(fā)者使用。至于定制化的需求，支持由開發(fā)者基于T3D開發(fā)第三方庫(kù)。

渲染引擎封裝的功能主要分為：場(chǎng)景樹，幾何體，材質(zhì)，渲染管線。

①基于Transform Feedback特性的更強(qiáng)大的粒子系統(tǒng)；

②節(jié)點(diǎn)式材質(zhì)系統(tǒng)；

③更加強(qiáng)大的WebGPURenderPass

……

目前ThingJS API 2.0處于內(nèi)部試運(yùn)行階段，預(yù)計(jì)將在2022年Q1發(fā)版。以下是本次完成的升級(jí)（此部分有demo演示，回放可跳轉(zhuǎn)02:21:20處觀看）

此外ThingJS API 2.0還將在接下來的一年內(nèi)，持續(xù)補(bǔ)充以下功能：

①支持物理系統(tǒng)，提供更多仿真應(yīng)用所需要的能力；

②支持WebXR，讓大家可以輕松構(gòu)建自己的Web端 VR 和 AR應(yīng)用；

③支持節(jié)點(diǎn)式材質(zhì)編輯器，方便大家自定義自己想要的材質(zhì)效果。

未來，我們將利用升級(jí)版架構(gòu)，快速支持最新的技術(shù)WebGPU，ThingJS開發(fā)者們不需要做任何的修改，就可以體驗(yàn)WebGPU帶來的新的能力提升。并且在2022年底前，我們會(huì)逐步將T3D渲染引擎和ThingJS API 2.0開源，讓T3D和ThingJS加速發(fā)展，成為眾創(chuàng)引擎。