Explore Space
1. 基本介绍
Explore Space 是⼀款以宇宙空间为主题，应⽤了Web 3D、前端机器学习等新颖 Web 技 术，前后端功能完备的 Web 应⽤。
包括以下两⼤核⼼功能：
- 适⽤于教学/科普的模型展示场景
- 基于3D地球的数据可视化
2. 亮点/创新点
- 基于 JWT 的⽤户认证
- 基于 Three.js 实现的 Web 3D 场景
- 基于 Tensorflow.js 实现的前端机器学习模型部署
- 允许⽤户上传⾃定义数据进⾏可视化（上传⽂件/后端对⽂件进⾏操作）
3. 功能介绍
3.1 注册/登录
基于 JWT 技术进⾏⽤户认证，实现⽤户注册登录功能。
3.2 教学/科普场景展示 借助
Three.js ，基于 Web 3D 技术构建宇宙场景，⽬前可以展示的场景包括：
- 地球场景
- 地-⽉系统场景
- 太阳系场景
其中，太阳系场景的场景较为复杂，因此以 太阳系场景 为例，进⾏介绍。
在此场景中，主要实现的功能有：
- 设置不同星球的公转轨道和公转速度
- 设置不同星球的⾃转轴偏转⻆度和⾃转速度
- ⿏标悬停在星球上时，显示该星球名称的 3D ⽂本
- ⿏标点击星球时，显示该星球相关的⽂本介绍
由于使⽤中⽂渲染3D⽂本时，需要在中⽂字体库中进⾏检索且中⽂字体库⽂件⽐英 ⽂字体库要⼤很多，导致使⽤中⽂渲染3D⽂本响应时间过⻓，性能表现很差，因此 采⽤星球的英⽂名称进⾏3D⽂本渲染。
3.3 基于3D地球的数据可视化
基于3D地球模型进⾏数据可视化。该场景下除基本的交互操作外，还⽀持以下功能：
- 基于⼿部⽬标检测与运动追踪的交互 本项⽬在前端通过 Tensorflow.js 部署了机器学习模型进⾏⼿部识别，通过对⼿部 ⽬标的坐标计算追踪⼿部运动，进⼀步调整3D模型的⽅向，实现交互操作。 每个数据点的x坐标 每个数据点的y坐标 每个数据点的值
- 上传⾃定义数据 ⽤户除可以浏览默认 "世界⼈⼝统计" 数据外，还可以上传⾃定义数据，数据⽂件格式 要求必须为 CSV 格式⽂件，且符合以下格式（注意第⼀⾏开始就是数据，没有标题 ⾏）：
| 每个数据点的x坐标 | 每个数据点的y坐标 | 每个数据点的值 |
|---|---|---|
以 "世界⼤学统计" 数据⽂件为例，展示上传后的可视化结果：
4.项⽬架构与技术栈
4.1 前端
-
框架：Vue.js
-
库：
-
名称 描述 Three.js 实现web 3 Tween.js 补间动画 jQuery 简化js操作 Highcharts.js 2D数据可视化 axios 与后端通信
4.2 后端
- 编程语⾔：Go
- web框架：echo
- 数据库：mongoDB
4.3 API
| url | method | description |
|---|---|---|
| /signup | POST | 注册 |
| /login | POST | 登录 |
| /data | POST | 上传CSV⽂件 |
参考文献
- 航空服务专业教学管理系统的设计与实现（华南理工大学·伍倩欣）
- MVC在多层Web体系结构中的应用研究（河海大学·唐海涛）
- 基于WEB的虚拟展馆的设计与实现（北方工业大学·冯少云）
- 基于Web3D的摄影教学软件的设计与开发（四川师范大学·俞蝶琼）
- 基于SSH架构的个人空间交友网站的设计与实现（北京邮电大学·隋昕航）
- 基于B/S架构的中学物理学习平台设计与实现（电子科技大学·彭京平）
- 在线3D模型定制化系统设计与实现（山东大学·陈嘉伟）
- 销售网站的设计与实现（吉林大学·尹迪）
- 基于ASP.NET技术的远程教学管理系统的设计与实现（电子科技大学·陆玉叶）
- 网络流量统计分析系统（吉林大学·石景龙）
- 空中客车A320系列飞机电子系统教学教案的分析和运用（电子科技大学·王锐佳）
- 航空服务专业教学管理系统的设计与实现（华南理工大学·伍倩欣）
- 基于Web3D的网络课程的设计与开发研究——以《吊顶装饰施工》网络课程为例（河南大学·叶培彬）
- 基于ASP.NET技术的远程教学管理系统的设计与实现（电子科技大学·陆玉叶）
- 基于B/S架构的船载“动中通”卫星通信地球站监控系统研究与设计（南京邮电大学·樊娜）
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