3D 场景预加载应用实现 | 图扑软件

 

预加载是在进入正式场景之前提前加载所需模型、材质、图片等资源的技术手段，其核心价值在于消除资源加载等待，确保场景首次渲染即可完整呈现，从而提供无缝、流畅的用户体验。在复杂的 Web 3D 可视化应用中，资源预加载尤为重要，可有效解决首次加载时的卡顿、白屏及交互延迟等问题。

01 预加载实现方案

基础实现原理

HT for Web 中所有资源的请求都会经过 ht.Default.convertURL 方法，该方法提供了统一的资源请求入口：

• 当返回字符串路径时，框架会按此路径发起资源请求；
• 当返回 {data: content} 格式对象时，框架会直接使用 content 作为资源内容。

基于此特性，我们可实现预加载机制。

// 资源缓存映射表
let sourceMap = {};
// 判断是否为本地资源
functionisLocalUrl(url) {
    return url.startsWith('data:') || url.startsWith('blob:');
}
// 重写 convertURL 方法
let oldFunc = ht.Default.convertURL;
ht.Default.convertURL = function(url) {
    if (isLocalUrl(url)) return url;
        let source = sourceMap[url];
    if (source) {
        return { data: source };
    }
        return oldFunc(url);
};

 

 

资源加载策略

部分资源预加载

适用于资源量较大但部分关键资源需要优先加载的场景。

// 关键资源列表
let resources = [
    "models/model.json",
    "assets/texture.png",
    "symbols/symbols.json"
]

 

 

 

全量资源预加载

获取所有已注册资源进行预加载：

functiongetAllResources() {
    return [
        ...Object.keys(ht.Default.getImageMap()),
        ...Object.keys(ht.Default.getCompTypeMap()),
        ...Object.keys(ht.Default.getShape3dModelMap()),
        ...Object.keys(ht.Default.getMaterialMap()),
        ...Object.keys(ht.Default.getHdrTextureMap())
    ];
}
let allResources = getAllResources();

 

 

 

资源加载实现

// 资源类型判断
const ResourceType = {
    IMAGE: /\.(png|jpg|gif|jpeg|bmp|svg)$/i,
    BUFFER: /\.(fbx|gltf|glb)$/i,
    HDR: /\.hdr$/i,
    TGA: /\.tga$/i,
    JSON: /\.json$/i
};

// 资源加载器
class ResourceLoader {
    constructor(resources) {
        this.resources = resources;
        this.loaded = 0;
    }

    load() {
        this.resources.forEach(url => {
            if (ResourceType.BUFFER.test(url)) {
                this.loadBuffer(url);
            }
            else if(ResourceType.IMAGE.test(url)) {
                this.loadImage(url);
            } // 其他资源类型处理...        
        });
    }

    loadBuffer(url) {
        ht.Default.xhrLoad(url, res => {
            this.onResourceLoaded(url, res);
        }, {
            responseType: 'arraybuffer'
        });
    }

    // 其他加载方法...
    onResourceLoaded(url, res) {
        sourceMap[url] = res;
        this.loaded++;
        this.onProgress(this.loaded, this.resources.length);
        if (this.loaded === this.resources.length) {
            this.onAllLoaded();
        }
    }

    // 加载进度回调
    onProgress(loaded, total) {
        console.log(`加载进度: ${loaded}/${total}`);
    };

    onAllLoaded() {
        console.log("所有资源预加载完成");
        // 进入主场景...   
    }
}

 

 

 

02 加载页面优化

进度展示设计

class LoadingView {
    constructor() {
        this.initView();
    }
    initView() {
        this.dm = new ht.DataModel();
        this.view = new ht.graph.GraphView(this.dm);
        let style = this.view.getView().style;
        style.left = "0";
        style.right = "0";
        style.top = "0";
        style.bottom = "0";
        document.body.appendChild(this.view.getView());
    }

    // 更新进度    
    updateProgress(percent) {

    }

    // 移除加载页面   
    remove() {
        setTimeout(() => {
            this.view.getView().remove();
            this.enterMainScene();
        }, 1);
    }

    // 进入主场景    
    enterMainScene() {
        
    }
}

 

视觉优化建议

• 进度条设计：使用图标实现平滑动画。

 

• 背景动画：添加轻量级背景动画提升等待体验。

 

• 分段进度：将加载过程分为资源加载、场景初始化等阶段。
• 预估时间：基于已加载时间预测剩余时间。

03 性能优化方案

Service Worker 离线缓存

// sw.js
let CACHE_NAME = 'ht-resources-v1';
self.addEventListener('fetch', event => {
    event.respondWith(caches.match(event.request).then(function (response) {
        if (response !== undefined) {
            return response;
        } else {
            return fetch(event.request).then(function (response) {
                if (event.request.url.indexOf('storage') != -1) {
                    let responseClone = response.clone();
                    caches.open(CACHE_NAME).then(function (cache) {
                        cache.put(event.request, responseClone);
                    });
                }
                return response;
            }).catch(function () {
                return caches.match('./');
            });
        }
    }));
});

self.addEventListener('activate', function (event) {
    event.waitUntil(clients.claim());
    event.waitUntil(caches.keys().then(function (keyList) {
        returnPromise.all(keyList.map(function (key) {
            if (key !== CACHE_NAME) {
                // 删除旧缓存                    
                return caches.delete(key);
            }
        }));
    }));
});

资源压缩策略

• 模型优化：轻量化模型，对模型进行减面。
• 图片优化：图片资源压缩。

04 效果对比与总结

加载效果对比

预加载方案虽然初始显示时间较长，但提供了更优的整体用户体验：

• 完整的场景一次性呈现，避免零碎加载造成的视觉割裂。
• 无卡顿的交互体验，所有资源已就绪。
• 可控的等待预期，进度反馈降低用户焦虑。
• 更稳定的性能表现，避免运行时资源加载导致的卡顿。

 

预加载效果

 

 

常规加载效果

 

 

适用场景

• 大型 3D 场景：包含复杂模型和纹理的场景。

 

• 仪表盘应用：需要快速响应的监控系统。
• 移动端应用：网络条件不稳定的环境。
• 演示系统：需要流畅演示效果的场合。

实施建议

• 分阶段实施：先对关键资源预加载，再逐步扩展。
• 性能监控：添加加载时间统计和分析。
• A/B 测试：对比不同策略的实际效果。

 

总结

综上所述，本预加载方案能显著提升 HT for Web 应用的加载性能和用户体验，特别适合对流畅性要求高的可视化应用场景。在实际项目中，应根据资源规模和用户场景灵活调整预加载策略，平衡加载时间和用户体验。