用科技视角看病毒：基于 HTML5 Canvas 的病毒模拟视觉试验台
本帖最后由 一只鲸鱼 于 2020-8-13 15:47 编辑在病毒面前，人类真的很脆弱，此次新型冠状病毒虽然致死率低，但传染性极强，如果传播过程中发生了可怕的变异，导致致死率提升，那么造成的后果难以估量。如果大家早期能够认识到病毒的危害，提高自我防范意识，那么就能有效的控制疫情的蔓延。此次春节在家，发现大多数的长辈都对此次疫情不以为然，依旧到处串门喝茶聊天，进出人群密集的地方时，不戴口罩，多番劝阻无果，很是无奈，依旧有部分人不了解病毒的危害。
此篇**就以 HIV 病毒为例，采用 2/3D 结合的可视化效果，直观展示病毒的微观世界。补充说明：人类免疫缺陷病毒 ( Human Immunodeficiency Virus;abbe:HIV )，即艾滋病 ( AIDS，获得性免疫缺陷综合症) 病毒，属逆转录病毒的一种。
效果预览：
HIV 活性实验台
该模块主要模拟在不同环境不同试剂的情况下，病毒活性的变化。
病毒成分剖面示意图及其 RNA 链。 2D 及 3D 的效果展示，使微观病毒更加具象化，帮助人们更加清晰的认识病毒。
3D 场景中病毒的呼吸效果。
功能实现：使用 HT 的动画功能，不断的去设置病毒图元自身的缩放值。
免疫系统侵入演示
动画步骤描述：
① 病毒侵入，免疫激活
开始：场景中只有三个白细胞（两个小的白细胞离大号的较远）；
过程：病毒渐显（粉色颗粒，上面无附着抗体标记）；
结束：场景中只存在三个白细胞和病毒
② 白细胞释放趋化因子和增值化学物质
开始：画面中有三个白细胞和六个病毒；
过程：趋化因子从大号白细胞内部释放出来，渐显，而后另外两个白细胞向大号靠近到一定距离，然后趋化因子渐渐消失
结束：场景中存在三个白细胞（两个小的白细胞靠近大号的）、六个病毒
③ 白细胞产生抗体标记靶向细菌/病毒
开始：场景中有三个白细胞（两个小的白细胞靠近大号的）和六个病毒；
过程：抗体标记从大号白细胞里渐显飞出，最后附着在病毒上，此时出现提示面板（内容：病毒/细菌被白细胞标记抗体），最后面板渐隐
结束：场景中存在三个白细胞（两个小的白细胞靠近大号的）、六个病毒和抗体标记（附着在病毒上）
④ 白细胞吞噬靶向细胞/病毒
开始：场景中存在三个白细胞（两个小的白细胞靠近大号的）、六个病毒和抗体标记（附着在病毒上）
过程：大号白细胞出现提示面板（内容：白细胞被吸引到标记抗体处，面板渐显渐隐后，大号白细胞移动至四个病毒区域，二号白细胞移动至两个病毒区域，三号朝病毒区域中心移动轻微移动一小段，稍微停顿后，白细胞恢复初始位置，病毒、抗体标记消失
结束：场景中只存在三个白细胞
⑤ HIV 病毒侵入进入白细胞
开始：场景中存在三个白细胞
过程：出现几个病毒，然后HIV病毒渐显，再然后进入到一号白细胞内部
结束：场景中存在三个白细胞，一个 HIV 病毒，两三个粉色病毒
⑥ HIV 病毒在白细胞内复制，白细胞死亡
开始：场景中存在三个白细胞，一个 HIV 病毒（在一号白细胞内部），两三个粉色病毒
过程：HIV 病毒开始复制（体现在数量增多），然后三个白细胞同时缩小到原来的一半
结束：场景中存在三个白细胞（体积缩小），三个 HIV 病毒
⑦ HIV 病毒跑出，细菌增生免疫系统破坏成功
开始：场景中存在三个白细胞（体积缩小），三个 HIV 病毒
过程：HIV病毒跑出一号白细胞，同时白细胞渐隐直至消失，而后粉色病毒增多
结束：场景中只存在三个 HIV 病毒，多个粉色病毒
该模块主要演示生物酶抑制剂和化学消毒/去污药剂对病毒活性的影响。通过改变试剂的用量来模拟计算出病毒的活性率、复制速度、感染性、突变几率。动画演示中涉及的 3D 图元的位移方法。通过绘制一条管道轨迹线来实现。
结语
这个春节，一场突如其来的疫情防控阻击战，在中华大地骤然打响，这是一场没有硝烟的战争，无论是医护人员，还是基础工作者，他们在疫情爆发的那一刻，就拿起了“武器”奔赴“战场一线”。病毒并不会因为他们是医护人员而“网开一面”，岁月静好，是因为有人在为我们负重前行，感谢那些在疫情中为我们奔赴前行的人，在疫情面前，我们没有一个人能置身事外。“宅”在家，这是对自己负责，对他人负责，更是对社会、对国家最大的支持。中华儿女从不畏惧任何困难，不会退缩，我们坚信这场战争我们肯定能赢，也必须要赢。
上期我也分享了关于科技早班车：HTML5 WebGL 实现 3D 地图，助力疫情实时数据可视化的内容，助大家更为直观了解疫情蔓延的分布趋势。有兴趣的可以了解一下~
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