vue3+three.js实现疫情可视化

前言

自成都九月份以来疫情原因被封了一两周,居家着实无聊,每天都是盯着微信公众号发布的疫情数据看,那种页面,就我一个前端仔来说,看着是真的丑啊!(⊙_⊙)?既然丑,那就自己动手开整!项目是2022.9.5开始的,截止2022.9.12我完成了大概有八成。主要是想让数据更加直观,而且可离线下载(当然还有装逼!┑( ̄Д  ̄)┍)。

项目描述

为证明是有料的,先看效果图(提前装逼!┗|`O′|┛ 嗷~~):

vue3+three.js实现疫情可视化插图
vue3+three.js实现疫情可视化插图1
vue3+three.js实现疫情可视化插图2
vue3+three.js实现疫情可视化插图3
项目我是公开了的( ̄m ̄)有兴趣的可以下下来玩玩,这是我第一次使用vue3+ts构建项目,肯定还有不足的地方(比如ts中疯狂的:any,一直any一直爽^o^/)。
这里是在线链接
这里是项目链接(欢迎star!欢迎star!欢迎star!(●'◡'●)嘿嘿嘿~)
项目中使用到的技术有:vue3、TypeScript、Three.js、Echarts、elementPlus。

项目目标

1、以为3D形式展示全球疫情分布。
2、显示实时疫情数值。
3、以图表形式分析疫情数据。
4、允许下载各地疫情excel表格。
5、自动获取用户位置。
6、分析当地疫情数据。
7、生成当地疫情word报告。

api说明

本项目数据来源:新浪公共疫情api(新浪的数据来源于国家卫健委、各省市区卫健委、各省市区政府、港澳台官方渠道等公开数据。这也是够权威官方了)。我主要使用了两个新浪的api和一个太平洋网络ip地址查询web接口。
1、https://news.sina.com.cn/project/fymap/ncp2020_full_data.json
get方式,无入参。该api可获取全球各国大致疫情数据,以及国内的详情疫情数据,这里就api中的字段做一下说明,字段是我自己推测出来的含义,不会100%全而准(→_→):
vue3+three.js实现疫情可视化插图4

{
    "add_daily(国内今日数据)": {
        "addcon(今日确诊新增数)": "",
        "addcure(今日治愈新增)": "",
        "adddeath(今日死亡新增)": "",
        "addjwsr(今日境外输入新增)": "",
        "addlocIncrNum(今日本土新增)"
    },
    "cachetime(数据缓存时间)": "",
    "curetotal(国内治愈总数)": "",
    "deathtotal(国内死亡总数)": "",
    "gntotal(国内确诊总数)": "",
    "highAndMiddle(中高风险地列表)": [
        {
            "allname(全名)": "",
            "list(城市列表)": "",
            "province(省名)": "",
            "province_high_areas(高风险区域)": "",
            "province_middle_areas(中风险区域)": "",
            "province_high_num(高风险区域数)": "",
            "province_middle_num(中风险区域数)": "",
            "province_total(风险地总数)": ""
        }
    ],
    "historylist(国内疫情历史数据)": [
        {
            "cn_conNum(确诊总数)": "",
            "cn_cureNum(治愈总数)": "",
            "cn_deathNum(死亡数)": "",
            "cn_jwsrNum(境外输入)": "",
            "ymd(当前时间)": ""
        }
    ],
    "jwsrTop(境外数据前10列表)": [],
    "list(全国各省疫情数据列表)": [
        {
            "asymptomNum(较昨日新增数)": "",
            "city(城市列表)": [],
            "cureNum(治愈数)": "",
            "deathNum(死亡数)": "",
            "econNum(现存确诊数)": "",
            "ename(英文省名)": "",
            "jwsrNum(境外输入数)": "",
            "name(省名)": "",
            "value(累计数)": ""
        }
    ],
    "locIncrProTop(本土新增前十列表)": [],
    "othertotal(其他总数)": {
        "certain(全球现存确诊)": "",
        "certain_inc(今日确诊新增数)": "",
        "die(全球死亡数)": "",
        "die_inc(死亡新增数)": "",
        "ecertain(全球治愈数)": "",
        "ecertain_inc(治愈新增数)": ""
    },
    "times(数据截止时间)": "",
    "worldlist(世界各国疫情列表)": [
        {
            "name(国名)": "",
            "value(累计数)": "",
            "econNum(确诊数)": "",
            "deathNum(死亡数)": "",
            "cureNum(治愈数)": ""
        }
    ]
}

2、https://gwpre.sina.cn/interface/news/ncp/data.d.json
get方式,入参:

{
    mod:"province",
    province(英文省名):""
}

该api可获取国内指定省份的疫情数据,字段我就不推断了,可自行根据上一个api和部分英文单词大概推断出来(没错!就是我不想打字了!太TM累了!ಥ_ಥ其实这还不算折磨人的,后面使用api的时候那才叫个曲折)。
3、https://whois.pconline.com.cn/ipJson.jsp
get方式,无入参。该api可获取使用者ip地址、省份、城市。返回结果如下:
vue3+three.js实现疫情可视化插图5

数据使用

刚开始开发的时候,我跟以前项目开发一样,跨域嘛,直接整个vue代理(不会vue代理模式的看这儿)不就完事儿了,果然,数据一经过代理,回来是回来了,但汉字全是n什么什么鬼?乱码?费了一番功夫查了下,不是乱码,是unicode解码的问题。然后我又整了个解码的方法:

//解码返回的unicode
function decodingStr(str: any) {
  let repStr: any = str.replace(/\/g, "%");//用%替换
  let str1 = repStr.split("jsoncallback(")[1]
  let str2 = str1.split(");")[0]//截取出需要的字符串
  let unStr = unescape(str2);//解码出汉字
  let jsonObj = JSON.parse(unStr);//转换成json对象
  return jsonObj;
};

这下应该可以了吧?一切很顺利,开发差不多了,npm run build、git add . 、git commit -m""、git push,行云流水!直接上gitee Pages部署发布,完成!打开页面一看?卧槽?f12。404?直到后面我又在网上扒拉后才明白,vue的代理在打包成dist后会被抽离失效,在gitee Pages中是不能使用vue的代理模式获取数据的!接下来就是各种尝试跨域,直到看到跨域两个字人都麻了。最后发现不同域下,使用jsonp的方式来处理跨域最为简单,jsonp原理和使用方法在这里

项目开始

项目是vue3的,首先你得创建啊。这里建议使用vue脚手架的图形化界面创建项目,命令为:vue ui
选择手动配置:
vue3+three.js实现疫情可视化插图6
打开TypeScript支持:
vue3+three.js实现疫情可视化插图7
选择vue3选项:
vue3+three.js实现疫情可视化插图8

安装依赖

1、npm install echarts@4.9.0(安装echarts的指定版本,因为项目中需要使用中国地图,在4.9.0之后echarts官方移除了地图支持,之后的版本需要下载chain.js,还得手动下载引入一遍,麻烦,这里直接用老版本)
2、npm i element-plus(vue3对应的element-ui就是element-plus,这是官方使用文档)
3、npm i three(看见首页那个大地球了吧?没错,它就是three.js做的,感兴趣的可以看这儿,还有个太阳系)
4、npm i xlsx(这个是下载excel表格的必备插件,具体使用方法看这里

首页球体

1、创建宇宙(叼不叼!是不是感觉自己就是创世主!( ̄_, ̄ )):初始化场景时一定记得设置alpha: true。这里创建宇宙我使用了这篇文章创建背景的第三种方法。

import * as THREE from "three";

//初始化球体
function init(data: any) {
  dom = document.getElementById("sphereDiv"); //获取dom
  let width = dom.clientWidth;
  let height = dom.clientHeight;
  scene = new THREE.Scene(); //场景场景
  camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, width / height, 1, 1000); //创建透视相机(视场、长宽比、近面、远面)
  camera.position.set(0, 0, 270); //设置相机位置
  camera.lookAt(0, 0, 0);
  //创建渲染器
  renderer = new THREE.WebGLRenderer({
    antialias: true, //抗锯齿
    alpha: true, //透明
  });
  renderer.setClearColor(0x000000, 0.1); //设置场景透明度
  renderer.setSize(width, height); //设置渲染区域尺寸
  dom.appendChild(renderer.domElement); //将渲染器添加到dom中形成canvas
  createUniverse(); //创建宇宙
  createStars(); //创建星辰
  createLight(); //创建光源
  createSphere(data); //创建球体
  createOrbitControls();
  render();
};

//创建宇宙(球形宇宙)
function createUniverse() {
  let universeGeometry = new THREE.SphereGeometry(500, 100, 100);
  let universeMaterial = new THREE.MeshLambertMaterial({
    //高光材质
    map: new THREE.TextureLoader().load(universeImg),
    side: THREE.DoubleSide, //双面显示
  });
  //宇宙网格
  let universeMesh = new THREE.Mesh(universeGeometry, universeMaterial);
  universeMesh.name = "宇宙";
  scene.add(universeMesh);
};

2、创建光源:为了效果,我使用了环境光与平行光源,这两种光都会影响贴图原本颜色,建议光源颜色设置为白色。

//创建光源
function createLight() {
  let lightColor = new THREE.Color(0xffffff);
  let ambient = new THREE.AmbientLight(lightColor); //环境光
  ambient.name = "环境光";
  scene.add(ambient);
  let directionalLight1 = new THREE.DirectionalLight(lightColor);
  directionalLight1.position.set(0, 0, 1000);
  scene.add(directionalLight1); //平行光源添加到场景中
  let directionalLight2 = new THREE.DirectionalLight(lightColor);
  directionalLight2.position.set(0, 0, -1000);
  scene.add(directionalLight2); //平行光源添加到场景中
  let directionalLight3 = new THREE.DirectionalLight(lightColor);
  directionalLight3.position.set(1000, 0, 0);
  scene.add(directionalLight3); //平行光源添加到场景中
  let directionalLight4 = new THREE.DirectionalLight(lightColor);
  directionalLight4.position.set(-1000, 0, 0);
  scene.add(directionalLight4); //平行光源添加到场景中
  let directionalLight5 = new THREE.DirectionalLight(lightColor);
  directionalLight5.position.set(0, 1000, 0);
  scene.add(directionalLight5); //平行光源添加到场景中
  let directionalLight6 = new THREE.DirectionalLight(lightColor);
  directionalLight6.position.set(0, -1000, 0);
  scene.add(directionalLight6); //平行光源添加到场景中
};

3、创建球体:

//创建球体
function createSphere(data: any) {
  let earthSize = 100; //地球尺寸
  let earthGroup = new THREE.Group(); //地球的组
  let earthGeometry = new THREE.SphereGeometry(earthSize, 100, 100); //地球几何体
  let nightColor = new THREE.Color(0x999999);
  let dayColor = new THREE.Color(0x444444);
  //地球材质
  let earthMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({
    map: new THREE.TextureLoader().load(
      isDay ? earthImg : earthNightImg //区分昼夜纹理
    ),
    color: isDay ? dayColor : nightColor,
    // metalness: 1, //生锈的金属外观(MeshStandardMaterial材质时使用)
    // roughness: 0.5, // 材料的粗糙程度(MeshStandardMaterial材质时使用)
    normalScale: new THREE.Vector2(0, 5), //凹凸深度
    normalMap: new THREE.TextureLoader().load(normalImg), //法线贴图
  });
  let earthMesh = new THREE.Mesh(earthGeometry, earthMaterial); //地球网格
  earthMesh.name = "地球";
  earthGroup.add(earthMesh); //将地球网格添加到地球组中
  earthGroup.name = "地球组";
  scene.add(earthGroup);
  createVirus(data, earthSize); //创建球面病毒
};

vue3+three.js实现疫情可视化插图9
放大项目中的地球你会发现球体表面是有凹凸而且反光的(就像稀泥巴一样≡(▔﹏▔)≡),这是因为使用了three中MeshPhongMaterial材质同时设置了属性normalScale与normalMap。
vue3+three.js实现疫情可视化插图10
4、渲染:创建完成后记得渲染,否则是不会生效的。

//渲染
function render() {
  anId.value = requestAnimationFrame(render);
  document.getElementById("sphereDiv") &&
    document
      .getElementById("sphereDiv")!
      .addEventListener("mousemove", onMousemove, false);

  orbitControls.update(); //鼠标控件实时更新
  renderer.render(scene, camera);
};

控制球体

首页的3D球体是可以进行鼠标控制的。
vue3+three.js实现疫情可视化插图11
这是使用的three.js自带的鼠标控件OrbitControls ,它的参数可以自己设置,这是鼠标控制的方法:

import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls";

//创建鼠标控件
function createOrbitControls() {
  orbitControls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
  orbitControls.enablePan = false; //右键平移拖拽
  orbitControls.enableZoom = true; //鼠标缩放
  orbitControls.enableDamping = true; //滑动阻尼
  orbitControls.dampingFactor = 0.05; //(默认.25)
  orbitControls.minDistance = 150; //相机距离目标最小距离
  orbitControls.maxDistance = 500; //相机距离目标最大距离
  orbitControls.autoRotate = true; //自转(相机)
  orbitControls.autoRotateSpeed = 1; //自转速度
  orbitControls.enableRotate = true;//鼠标左键控制旋转
};

创建病毒

被瞎说!covid19可不是我创造的!(;´д`)ゞ

//创建病毒
function createVirus(data: any, earthSize: any) {
  let colors = [
    new THREE.Color(0xf9b8b8),
    new THREE.Color(0xfe4242),
    new THREE.Color(0xff0000),
  ]; //病毒颜色列表
  let virSize = 4; //病毒大小
  let pointsGroup = new THREE.Group(); //点的组
  let list = JSON.parse(JSON.stringify(data));
  list.forEach((e: { value: number; color: any; position: any[]; }) => {
    e.value >= 10000000 && (e.color = colors[2]); //根据病毒数赋予不同颜色
    e.value >= 500000 && e.value 

球面上那些红的、粉的、白的玩意儿就是病毒。其实就是利用three的SpriteMaterial材质加入点精灵Sprite中,再遍历病毒的坐标列表数据,循环设置Sprite的position属性,最后再将创建好的病毒组添加到宇宙场景中,值得注意的是,你一般获取到的数据均为经纬度坐标,需要转换为three能用的三维向量坐标,这是坐标转换的方法:

//经纬度坐标变换(传入e:纬度、a经度、t球半径、o球额外距离)
function latLongToVector3(e: any, a: any, t: any, o: any) {
  var r = (e * Math.PI) / 180,
    i = ((a - 180) * Math.PI) / 180,
    n = -(t + o) * Math.cos(r) * Math.cos(i),
    s = (t + o) * Math.sin(r),
    l = (t + o) * Math.cos(r) * Math.sin(i);
  return new THREE.Vector3(n, s, l); //计算三维向量
};

数值增加动画

在首页右侧和“国内分析”右侧,有一排数字,那个数字在加载时是有数值增加动画的。
vue3+three.js实现疫情可视化插图12

本来想直接使用vue-count-to或者vue-countupjs的,但网上我扒拉了一下,发现原理好像不是很难,无非就是利用vue的数据响应式原理,但我看到的大多封装的组件都是vue2的,vue3好像没有。这里我就整一个vue3+ts的版本:




value是动画终止时数值,time是动画时间,thousandSign表示是否添加千分位符,必须保证value与time类型为Number,这是使用方法:


表格展示

页面上的所有表格都是使用的element-plus的表格组件。这是具体使用方法。当表格做出来之后发现样式颜色之类的并不是自己想要的。其实可以更改css变量。注意,不是全局修改,是局部修改样式。比如你想让表格变成这样透明的:
vue3+three.js实现疫情可视化插图13
那么你可以这样做:


                
                
                
                
                
                
                
                    
                
            

其中的css变量名,你可以f12获取到。

横向柱状图

首页左侧和“国内分析”这样的横向柱状图。
vue3+three.js实现疫情可视化插图14
在echarts里面配置项是这样的:

//柱状图数据
  let option: any = {
    title: {
      text: titName + sliceNum,
      left: "center",
      textStyle: {
        color: "#fff",
      },
    },
    tooltip: {
      backgroundColor: "rgba(0,0,0,.5)",
      borderWidth: "0",
      trigger: 'axis',
      textStyle: {
        color: "#fff",
        fontWeight: "bolder"
      },
    },
    grid: {
      top: "10%",
      left: "10%",
      right: "10%",
      bottom: "0%",
    },
    xAxis: {
      type: 'value',
      show: false,
    },
    yAxis: {
      type: 'category',
      axisLabel: {
        color: "#fff",
      },
      data: [],
    },
    series: [
      {
        data: [],
        type: 'bar',
        showBackground: true,
        backgroundStyle: {
          color: 'rgba(180, 180, 180, 0.2)'
        },
        itemStyle: {
          color: color,
        },
        label: {
          color: "#fff",
          fontWeight: "bolder",
          show: true,
          align: "left",
          formatter: "{c}",
        },
      }
    ]
  }

颜色、位置、标题可自己设置。

中国地图

在“国内分析”中有一个中国地图,用来展示国内现存确诊分布,支持缩放拖拽。
vue3+three.js实现疫情可视化插图15
如果你下载的最新的echarts的话,那么你得折腾下,自己另外单独找chain.js下载,然后引入项目,4.9.0是内置地图的,可以直接使用。这是地图的配置项:

  let option: any = {
    title: {
      text: '国内各省现存分布',
      left: "center",
      top: '1%',
      textStyle: {
        color: "#fff",
      },
    },
    visualMap: {
      min: 0,
      max: 500,
      left: '5%',
      bottom: '5%',
      text: ['高', '低'],
      textStyle: {
        color: '#fff',
      },
      calculable: true,
      inRange: {
        color: ['#fff', '#f00'],//颜色范围
      },
    },
    tooltip: {
      padding: 10,
      enterable: true,
      transitionDuration: 0,//动画时间
      backgroundColor: "rgb(0,0,0,.8)",
      borderRadius: 20,
      textStyle: {
        color: '#fff',
      },
      formatter: function (params: any) {
        let tipString = "";
        if (params.data.value) {
          tipString =
            "
" + params.data.name + "
" + "
现存:" + params.data.value + "
" + "
累计:" + params.data.allNum + "
" + "
死亡:" + params.data.deathNum + "
" + "
治愈:" + params.data.cureNum + "
" + "
较昨日新增:" + params.data.asymptomNum + "
" + "
境外输入:" + params.data.jwsrNum + "
" } return tipString; } }, series: [{ name: '接入医院数量', type: 'map', mapType: 'china', zoom: 1.2,//缩放 roam: true, scaleLimit: { min: 1.2,//缩放限制 max: 2 }, itemStyle: { normal: { label: { show: true } }, emphasis: { show: true, areaColor: '#6eb5ff',//鼠标滑过区域颜色 label: { show: true } } }, label: { normal: { //静态的时候展示样式 show: true, //是否显示地图省份得名称 textStyle: { color: "#000", fontSize: 12 } }, emphasis: { //动态展示的样式 color: '#fff', }, }, data: [] }] };

formatter也就是hover出来的信息框,可以自定义。

历史分析

“国内分析”是有个历史数据展示的折线图的,它是允许缩放调节的。
vue3+three.js实现疫情可视化插图16
这是它的echarts配置项:

  let option: any = {
    // backgroundColor: "",
    grid: {
      // top: "15%",
      // left: "5%",
      // right: "5%",
      // bottom: "10%",
    },
    title: {
      text: '国内历史数据',
      left: "center",
      top: '5%',
      textStyle: {
        color: "#fff",
      },
    },
    tooltip: {
      backgroundColor: "rgba(0,0,0,.5)",
      borderWidth: "0",
      trigger: 'axis',
      textStyle: {
        color: "#fff",
        fontWeight: "bolder"
      },
      axisPointer: {
        type: 'cross'
      },
    },
    legend: {
      data: ['确诊数', '治愈数', '死亡数', '境外输入'],
      textStyle: {
        color: "#fff"
      },
      orient: "vertical",
      top: "15%",
      right: "2%"
    },
    xAxis: {
      data: lineData.map(function (item: any) {
        return item.ymd;
      }),
      textStyle: {
        color: "#fff"
      }
    },
    yAxis: {
      textStyle: {
        color: "#fff",
      },
    },
    dataZoom: [
      {
        startValue: ''
      },
      {
        type: 'inside'
      }
    ],
    series: [
      {
        name: '确诊数',
        type: 'line',
        lineStyle: {
          color: '#f4c25e'
        },
        itemStyle: {
          color: '#f4c25e'
        },
        data: lineData.map(function (item: any) {
          return item.cn_conNum;
        }),
        zlevel: 1,
        z: 1,
      },
      {
        name: '治愈数',
        type: 'line',
        lineStyle: {
          color: '#48c56b'
        },
        itemStyle: {
          color: '#48c56b'
        },
        data: lineData.map(function (item: any) {
          return item.cn_cureNum;
        }),
        zlevel: 1,
        z: 1,
      },
      {
        name: '死亡数',
        type: 'line',
        lineStyle: {
          color: '#f00'
        },
        itemStyle: {
          color: '#f00'
        },
        data: lineData.map(function (item: any) {
          return item.cn_deathNum;
        }),
        zlevel: 1,
        z: 1
      },
      {
        name: '境外输入',
        type: 'line',
        lineStyle: {
          color: '#8903ba'
        },
        itemStyle: {
          color: '#8903ba'
        },
        data: lineData.map(function (item: any) {
          return item.cn_jwsrNum;
        }),
        zlevel: 1,
        z: 1
      }
    ]
  };

表格下载

主要是利用xlsx插件,好用得很,直接传入数据就出表格了,这是我的使用方法:

import * as XLSX from "xlsx";

//入参示例
let eg = {
    fileName: "测试",//文件名
    tabHead: ["国家", "人口", "测试"],//表头列表
    keyList: ["name", "population", "test"],//表头对应的属性名,顺序必须与表头对应
    tabData: [
        { name: "中国", population: "11", test: "t1" },
        { name: "美国", population: "22", test: "t2" },
        { name: "日本", population: "35", test: "t3" }
    ]//对象数组
}

//导出数据表格
export default async function downloadXlsx(tabObj: any) {
    let aoaList: any = [];
    aoaList[0] = tabObj.tabHead; //赋值表头列表
    tabObj.tabData.forEach((tabItem: any, tabIndex: number) => {
        aoaList[tabIndex + 1] = [];//该二维度数组必须多加一个元素,因为表头占第一个元素
        tabObj.keyList.forEach((keyItem: any, keyIndex: number) => {
            let val = tabItem[keyItem];//获取表格属性的值
            ((typeof val == "undefined") || (val == "")) ?
                (aoaList[tabIndex + 1][keyIndex] = "-") ://数据未定义或者为空则用"-"代替
                (aoaList[tabIndex + 1][keyIndex] = val + "");//添加空字符串,防类型为非字符串
        })
    });
    let workSheet = null;
    workSheet = XLSX.utils.aoa_to_sheet(aoaList); //将列表数据添加到工作表
    let workBook = XLSX.utils.book_new(); //创建一个工作薄
    XLSX.utils.book_append_sheet(workBook, workSheet, "1"); //将工作表添加到工作薄中
    await XLSX.writeFile(workBook, tabObj.fileName + ".xlsx"); //写入文件,下载工作薄
};

结语

我做这个其实还是学到了很多东西,主要是vue2与vue3的区别。以前的this算是可以彻底抛弃了,还有就是组合式api配合setup语法糖,爽啊!就连组件引入后都不用注册了,直接使用。不过也有注意点,用ref()声明的响应式变量使用时需要加.vaule。至于ts,我感觉自己还是很菜啊,一直any一直爽。。。。。。ts类型系统直接被我无视了,后面还得观摩观摩其他大佬咋写的。截止到现在2022.9.13成都疫情好转要复工了,项目其实都是没有完成的,主要还差“省内分析”和“下载当地疫情报告”,我做了alert提示,反正数据获取到了,后面在搞,我项目是完全开源了的,有牛逼的可以直接clone下来开发完成(我想要白嫖!(╯▔皿▔)╯)。
vue3+three.js实现疫情可视化插图17
vue3+three.js实现疫情可视化插图18

文章来源于互联网:vue3+three.js实现疫情可视化

THE END
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