Cesium實現三維視覺化一般步驟
在專案的開發過程中用到在底圖顯示三維視覺化圖形,涉及到載入大批量的資料,經過查閱資料,決定採用Cesium設計一個實現方案,在底圖顯示3d模型以及與3d模型之間的一系列互動行為,下面分步驟詳細進行介紹:
- 建立檢視器—將檢視器新增到指定的銫容器cesiumContainer,可以實現底圖的切換,載入天地圖。程式碼如下所示:
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
imageryProvider : new Cesium.createOpenStreetMapImageryProvider({
url : 'https://a.tile.openstreetmap.org/'
}),
baseLayerPicker : false,
animation : false,
timeline : false,
fullscreenButton : false,
infoBox : false,
homeButton : false
});
2.相機控制—由屬性viewer.scene控制當前可見的內容,可以通過設定相機的位置和方向來控制相機切換視角,也可以使用cesium相機API來設定相機的位置和方向。
//Create an initial camera view
var initialPosition = new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-73.848114468289017509, 40.824512895646692812, 2631.082799425431);
var initialOrientation = new Cesium.HeadingPitchRoll.fromDegrees(7.1077496389876024807, -31.987223091598949054, 0.025883251314954971306);
var homeCameraView = {
destination : initialPosition,
orientation : {
heading : initialOrientation.heading,//圍繞負z軸的旋轉
pitch : initialOrientation.pitch,//圍繞負y軸的旋轉
roll : initialOrientation.roll//圍繞正x軸的旋轉
}
};
viewer.scene.camera.setView(homeCameraView); //將相機設定在特定的位置和方向
3.載入樣式實體—為了便於觀看,cesium支援流行的向量格式GeoJson和KML,以及我們專門為描述cesium中稱為CZML的場景而開發的開放格式。其中DataSource只是定義了一個介面,需要的確切型別的資料來源將取決於資料格式。
(1) KML使用KmlDataSource,通過呼叫KmlDataSource.load(optinos)幾個選項從KML檔案中讀取我們的示例geocache點。對於KmlDataSource,需要相機和畫布選項。該clampToGround選項支援地面夾緊,這是一種流行的顯示選項,可使地形幾何實體(如多邊形和橢圓)符合地形而不是曲線到WGS84橢球表面。
var kmlOptions = {
camera : viewer.scene.camera,//相機選項
canvas : viewer.scene.canvas,//畫布選項
clampToGround : true
};
// Load geocache points of interest from a KML file
var geocachePromise = Cesium.KmlDataSource.load('./SampleData/kml/bikeRide.kml', kmlOptions);
// Add geocache billboard entities to scene and style them
geocachePromise.then(function(dataSource) {
// Add the new data as entities to the viewer
viewer.dataSources.add(dataSource);
// Get the array of entities
var geocacheEntities = dataSource.entities.values;
for (var i = 0; i < geocacheEntities.length; i++) {
var entity = geocacheEntities[i];
if (Cesium.defined(entity.billboard)) {
// Adjust the vertical origin so pins sit on terrain
entity.billboard.verticalOrigin = Cesium.VerticalOrigin.BOTTOM;
// Disable the labels to reduce clutter
entity.label = undefined;
// Add distance display condition
entity.billboard.distanceDisplayCondition = new Cesium.DistanceDisplayCondition(10.0, 20000.0);
// Compute latitude and longitude in degrees
var cartographicPosition = Cesium.Cartographic.fromCartesian(entity.position.getValue(Cesium.JulianDate.now()));
var latitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographicPosition.latitude);
var longitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographicPosition.longitude);
// Modify description
var description = '<table class="cesium-infoBox-defaultTable cesium-infoBox-defaultTable-lighter"><tbody>';
description += '<tr><th>' + "Latitude" + '</th><td>' + latitude + '</td></tr>';
description += '<tr><th>' + "Longitude" + '</th><td>' + longitude + '</td></tr>';
description += '</tbody></table>';
entity.description = description;
}
}
});
(2) GeoJson與載入KML的過程非常相似,在這種情況下,可以使用GeoJsonDataSource代替,和前面的資料來源一樣,需要將viewer.dataSources新增資料到場景中。這種載入方式只是實現的平面的,可以通過自行設定高度entity.polygon.extrudedHeight讀取每個實體屬性中的高度
使建築物看起來有一定的高度,切換視角,達到三維效果;載入geojson檔案新增滑鼠互動行為不生效;使用這種方式載入大批量的建築物會造成瀏覽器卡頓甚至崩潰。
var geojsonOptions = {
clampToGround : true
};
// Load neighborhood boundaries from KML file
var neighborhoodsPromise = Cesium.GeoJsonDataSource.load('./SampleData/test.geojson', geojsonOptions);
// Save an new entity collection of neighborhood data
var neighborhoods;
neighborhoodsPromise.then(function(dataSource) {
// Add the new data as entities to the viewer
var city = viewer.dataSources.add(dataSource);
neighborhoods = dataSource.entities;
// Get the array of entities
var neighborhoodEntities = dataSource.entities.values;
for (var i = 0; i < neighborhoodEntities.length; i++) {
var entity = neighborhoodEntities[i];
if (Cesium.defined(entity.polygon)) {
// entity styling code here
entity.name = entity.properties.neighborhood;
// entity.polygon.material = Cesium.Color.fromRandom({
// red : 0.4,
// maximumGreen :0.8,
// minimumBlue : 0.6,
// alpha :1
// });
entity.polygon.material = Cesium.Color.YELLOW;
entity.polygon.outline = false;
// Tells the polygon to color the terrain. ClassificationType.CESIUM_3D_TILE will color the 3D tileset, and ClassificationType.BOTH will color both the 3d tiles and terrain (BOTH is the default)
entity.polygon.classificationType = Cesium.ClassificationType.TERRAIN;
// Generate Polygon position
var polyPositions = entity.polygon.hierarchy.getValue(Cesium.JulianDate.now()).positions;
var polyCenter = Cesium.BoundingSphere.fromPoints(polyPositions).center;
polyCenter = Cesium.Ellipsoid.WGS84.scaleToGeodeticSurface(polyCenter);
entity.position = polyCenter;
entity.polygon.extrudedHeight = entity.properties.height;
// entity.polygon.height = entity.properties.height;
// Generate labels
entity.label = {
text : entity.name,
showBackground : true,
scale : 0.6,
horizontalOrigin : Cesium.HorizontalOrigin.CENTER,
verticalOrigin : Cesium.VerticalOrigin.BOTTOM,
distanceDisplayCondition : new Cesium.DistanceDisplayCondition(10.0, 8000.0),
disableDepthTestDistance : 100.0
};
}
}
//載入的建築物的總數
console.log(neighborhoodEntities.length);
});
(3) Cesium支援基於glTF(GL傳輸格式)載入3D模型,載入模型與迄今為止我們使用過的任何其他型別的視覺化沒有什麼不同,所需要的只是實體的位置和glTF模型的一個URL;每個模型都有自己的原始COLLADA檔案(.dae)和glTF檔案(.gltf),在Cesium中我們不需要原始的COLLADA檔案,需要的只是經過3d
max轉化後的gltf檔案以及相應的貼圖檔案。(例子中定位到賓夕法尼亞州埃克斯頓就是通過載入.gltf格式的資料渲染到地圖上)。
var scene = viewer.scene;
var modelMatrix = Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(
Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.62898254394531, 40.02804946899414, 0.0));
var model = scene.primitives.add(Cesium.Model.fromGltf({
url : './SampleData/models/CesiumGround/Cesium_Ground.gltf',
modelMatrix : modelMatrix,
scale : 200.0
}));
4、 滑鼠互動—只有在載入3d Tiles的時候,才可以用滑鼠實現互動選擇和樣式改變,否則這些模型將無法以互動方式檢視。在這種情況下可以載入大批量的模型建築物資訊。例如viewer.scene.primitives.add(new Cesium.Cesium3DTileset({ url: Cesium.IonResource.fromAssetId(3839) }));顯示紐約所有的建築物完整的3d模型,從而為三維視覺化新增真實感。
說明:如果要載入大批量的模型,以dataSource載入geojson檔案的方法可能會造成瀏覽器卡頓甚至崩潰的現象;3d Tiles才是實現載入大規模場景應用的最佳選擇,而且依賴於3d Tiles還可以實現滑鼠互動改變樣式等。
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