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快速入门教程基本涵盖了大多数的CesiumJS API概念,主要用于Cesium基本入门,对Cesium有全面基本的了解和使用
一、概述
本教程会一步一步教会你做一个项目,主要介绍如下内容:
配置1个Cesium viewer
加载各种数据集
创建几何和设置样式
加载3D Tiles
控制相机
添加鼠标交互
学完后你将会创建如下项目。
二、前期准备
下载 workshop code
在vscode中打开cesium-workshop 目录.
Run npm install.安装需要的依赖
Run npm start.服务会使用node.js启动,主要根据服务中的server.js配置文件启动,也可以直接使用其他服务器启动,不需要 server.js
2.1 workshop code目录结构
Source/ : js业务逻辑和一些数据.
ThirdParty/ : 可以引用其他类库,如 CesiumJS library.
LICENSE.md : Terms of use for this application.
index.html : 主页.
server.js : 服务会使用node.js启动,主要根据服务中的server.js配置文件启动.
因此,我们主要使用index.html和app.js两个文件进行本项目的编写工作,如果你下载了workshop code工程,可以看到里面的代码是写好的,我们主要需要学会每行代码的意义和使用方法。
该项目完整的演示效果:演示地址
2.2 从index.html开始
引入cesium类库,在源码中运行npm run build会将所有的源码创建快捷索引到一个ceiusm.js文件中,该文件只是对所有源码创建了快捷入口方式,不同于npm run release,可以使用该文件进行源码调试 创建一个App.js逻辑文件或者index.js,来初始化三维地球,里面就是写var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');初始化等功能
导入cesium样式文件,@import url(ThirdParty/Cesium/Widgets/widgets.css);
让我们正式开始吧!
三、创建一个地球视窗
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer',option);
Viewer是一个综合,包含中心的地球globe,周围的控件widget,如果只需要一个地球的话,使用可以cesiumwidget()来初始化,viewer的内部源码就是使用了cesiumwidget()创建地球,并创建一些div来生成widget控件
1、Geocoder : 地名地址搜索,地点搜索默认使用bing地图. Uses Bing Maps data by default.
2、HomeButton : 主页视图,可覆盖该方法,自定义主页视图.
3、SceneModePicker : 不解释。Switches between 3D, 2D and Columbus View (CV) modes.
4、BaseLayerPicker : 不解释。Chooses the imagery and terrain to display on the globe.
5、NavigationHelpButton :帮助信息,没啥用。 Displays the default camera controls.
6、Animation : 一般去掉。Controls the play speed for view animation.
7、CreditsDisplay : 使用代码可以去掉版权信息:viewer._cesiumWidget._creditContainer.style.display=“none”;
8、Timeline : 不显示一般。Indicates current time and allows users to jump to a specific time using the scrubber.
9、FullscreenButton : Makes the Viewer fullscreen.
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', { scene3DOnly: true, selectionIndicator: false, baseLayerPicker: false });
四、Cesium ion
Cesium的数据服务器,功能很强大,但是国内一般不用
4.1 添加影像地图Adding Imagery
支持的 Imagery Formats:
WMS
TMS
WMTS (with time dynamic imagery)
ArcGIS
Bing Maps
Google Earth
Mapbox
Open Street Map
Cesium提供了不同的接口加载上述几种类型的服务,但都是使用ImageryProvider来加载,可通过该链接查看所有接口类型many different providers
示例如下:
// 去掉默认底图bing Remove default base layer viewer.imageryLayers.remove(viewer.imageryLayers.get(0)); // Add Sentinel-2 imagery viewer.imageryLayers.addImageryProvider(new Cesium.IonImageryProvider({ assetId : 3954 }));
通过以上示例可以知道,默认的Cesium会加载一个底图,是bingMap底图,网络不太好,一般要先去掉这个默认的,加载我们自己的。
五、添加地形服务Adding Terrain
示例代码如下:
// Load Cesium World Terrain viewer.terrainProvider = Cesium.createWorldTerrain({ requestWaterMask : true, // required for water effects requestVertexNormals : true // required for terrain lighting }); // Enable depth testing so things behind the terrain disappear. viewer.scene.globe.depthTestAgainstTerrain = true;
equestVertexNormals是地形光照效果,需要打开场景光源支持,depthTestAgainstTerrain是地形遮挡效果开关,打开后地形会遮挡看不到的区域
六、配置Scene
重点标注:影像和地形都是加载scene中的globe对象上的,但是其他的entiy和3dtiles等,是加载在scene上的,和globe是同级别的,关闭globe,entiy等也会显示
6.1 场景中的坐标概念简介:
Cartesian3 : 世界坐标系,坐标原点在globe球心的一个坐标系,坐标值是以米为单位,所以Cartesian3的坐标值大多是地球的半径那么大的数值。a 3D Cartesian coordinate – when used as a position it is relative to the center of the globe in meters using the Earth fixed-frame (ECEF)
Cartographic : WGS84-就是经纬度坐标系,地球的经纬度值,单位是度,如118°。a position defined by longitude, latitude (in radians) and height from the WGS84 ellipsoid surface
局部坐标系:啥叫局部坐标系呢?很简单,就是你自己在地球上找个经纬度点,把他当原点,形成一个坐标系。
看代码:
// Get the transform from local east-north-up at cartographic (0.0, 0.0) to Earth's fixed frame. var center = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(118.0, 30.0); var transform = Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(center);
我们把坐标原点移动到了118.0, 30.0这个地方,x轴指向东,y轴指向北,还有northEastDownToFixedFrame等不同的方向坐标轴
-
HeadingPitchRoll : HPR地球视角上下左右偏移调整,参考博客相机中的HeadingPitchRoll。
- Quaternion : 行话为四元数,其实就是使一个物体围绕指定的轴旋转多少角度。和旋转方法,旋转矩阵是同步改变的。(A 3D rotation represented as 4D coordinates.)
6.2 相机控制(Camera Control)
viewer.scene.Camera ,就是单纯的实现视角的各种移动缩放等
Camera.setView(options) : 直接定位到一个视角,没动画set camera at specific position and orientation immediately
Camera.zoomIn(amount) : 缩放多少米move camera forward along the view vector
Camera.zoomOut(amount) : 缩放多少米move camera backwards along the view vector
Camera.flyTo(options) : 最常用,有动画过程create an animated camera flight from the current camera position to a new position
Camera.lookAt(target, offset) : 定位到一个点,并以这个点为中心锁定orient and position the camera to look at target point with given offset
Camera.move(direction, amount) : 平移一定距离move the camera in any direction
Camera.rotate(axis, angle) : 旋转rotate the camera about any axis
示例:
// Create an initial camera view var initialPosition = new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-73.998114468289017509, 40.674512895646692812, 2631.082799425431); var initialOrientation = new Cesium.HeadingPitchRoll.fromDegrees(7.1077496389876024807, -31.987223091598949054, 0.025883251314954971306); var homeCameraView = { destination : initialPosition, orientation : { heading : initialOrientation.heading, pitch : initialOrientation.pitch, roll : initialOrientation.roll } }; // Set the initial view viewer.scene.camera.setView(homeCameraView);
可以修改cesium默认的主页按钮定位位置
// Add some camera flight animation options homeCameraView.duration = 2.0;//飞行用时 homeCameraView.maximumHeight = 2000;//飞行过程中最大高度 homeCameraView.pitchAdjustHeight = 2000; homeCameraView.endTransform = Cesium.Matrix4.IDENTITY; // Override the default home button覆盖home默认事件 viewer.homeButton.viewModel.command.beforeExecute.addEventListener(function (e) { e.cancel = true; viewer.scene.camera.flyTo(homeCameraView); });
坐标系转换:参考
6.3 Clock Control
这个在沿着路线飞行漫游的时候能用到,暂时不会,后期补充,举个使用列子吧在这。
// Set up clock and timeline. viewer.clock.shouldAnimate = true; // make the animation play when the viewer starts viewer.clock.startTime = Cesium.JulianDate.fromIso8601("2017-07-11T16:00:00Z"); viewer.clock.stopTime = Cesium.JulianDate.fromIso8601("2017-07-11T16:20:00Z"); viewer.clock.currentTime = Cesium.JulianDate.fromIso8601("2017-07-11T16:00:00Z"); viewer.clock.multiplier = 2; // sets a speedup viewer.clock.clockStep = Cesium.ClockStep.SYSTEM_CLOCK_MULTIPLIER; // tick computation mode viewer.clock.clockRange = Cesium.ClockRange.LOOP_STOP; // loop at the end viewer.timeline.zoomTo(viewer.clock.startTime, viewer.clock.stopTime); // set visible range
七、加载Entities
Entities相较于Primitive接口更加简单直观,是对Primitive封装
常见的Entities:
Polygon
Polyline
Billboard
Label
可以使用viewer.entities.add()方法直接添加entity到一个默认的dataSource里面,DataSource是添加各种entity的集合,默认有一个defaultDataSource,viewer.entities.add()如果不知道加载到哪个DataSource里面,就会被默认加载到defaultDataSource里。
DataSource有一下几类:
CustomDataSource-就是最常见的添加Entity类型的
var dataSource = new Cesium.CustomDataSource('myData'); var entity = dataSource.entities.add({ position : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(1, 2, 0), billboard : { image : 'image.png' } }); viewer.dataSources.add(dataSource);
- CzmlDataSource-加载czml文件格式的数据
- GeoJsonDataSource-加载geojson格式的数据
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer'); viewer.dataSources.add(Cesium.GeoJsonDataSource.load('../../SampleData/ne_10m_us_states.topojson', { stroke: Cesium.Color.HOTPINK, fill: Cesium.Color.PINK, strokeWidth: 3, markerSymbol: '?' }));
- KmlDataSource-加载kml格式的数据
var kmlOptions = { camera : viewer.scene.camera, canvas : viewer.scene.canvas, clampToGround : true }; // Load geocache points of interest from a KML file // Data from : http://catalog.opendata.city/dataset/pediacities-nyc-neighborhoods/resource/91778048-3c58-449c-a3f9-365ed203e914 var geocachePromise = Cesium.KmlDataSource.load('./Source/SampleData/sampleGeocacheLocations.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]; // Add geocache billboard entities to scene and style them if (Cesium.defined(entity.billboard)) { // 贴地形Adjust the vertical origin so pins sit on terrain entity.billboard.verticalOrigin = Cesium.VerticalOrigin.BOTTOM; // 去掉自带的标注,不显示那么乱--Disable the labels to reduce clutter entity.label = undefined; // 按照缩放距离显示Add distance display condition entity.billboard.distanceDisplayCondition = new Cesium.DistanceDisplayCondition(10.0, 20000.0); // Compute longitude and latitude in degrees var cartographicPosition = Cesium.Cartographic.fromCartesian(entity.position.getValue(Cesium.JulianDate.now())); var longitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographicPosition.longitude); var latitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographicPosition.latitude); // Modify description // Modify description var description = '<table class="cesium-infoBox-defaultTable cesium-infoBox-defaultTable-lighter"><tbody>' + '<tr><th>' + "Longitude" + '</th><td>' + longitude.toFixed(5) + '</td></tr>' + '<tr><th>' + "Latitude" + '</th><td>' + latitude.toFixed(5) + '</td></tr>' + '</tbody></table>'; entity.description = description; // entity styling code here // Set the polygon material to a random, translucent color. entity.polygon.material = Cesium.Color.fromRandom({ red : 0.1, maximumGreen : 0.5, minimumBlue : 0.5, alpha : 0.6 }); // 面贴地或者贴3dties---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; // entity styling code here // Generate Polygon position var polyPositions = entity.polygon.hierarchy.getValue(Cesium.JulianDate.now()).positions; //求一个面的中心点坐标 var polyCenter = Cesium.BoundingSphere.fromPoints(polyPositions).center; polyCenter = Cesium.Ellipsoid.WGS84.scaleToGeodeticSurface(polyCenter); entity.position = polyCenter; // 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 }; // Add computed orientation based on sampled positions根据位置自动调整朝向 entity.orientation = new Cesium.VelocityOrientationProperty(entity.position); // Smooth path interpolation路径插值,就是在两点直接移动过程中,使物体的移动平滑 drone.position.setInterpolationOptions({ interpolationDegree : 3, interpolationAlgorithm : Cesium.HermitePolynomialApproximation }); } } });
代码说明
- clampToGround意思是添加的entity到dem上,而不是wgs84的球面
- load加载数据都是异步加载的,所以会返回一个Promise—Promise是ES6解决ajax循环请求问题的。
- entity.description是修改这个默认弹框信息:
entity.polygon.classificationType = Cesium.ClassificationType.TERRAIN;可以把面贴地,或者贴3dtiles表面
Cesium.BoundingSphere.fromPoints(polyPositions).center;计算几何中心
Property Types Demo动态效果实现用到了cesium中的property属性功能
根据position自动计算entity的方向。VelocityOrientationProperty
setInterpolationOptions就是使用插值算法,使模型在两点直接移动过程中,在两点之间进行插值,使移动更平滑
property介绍–参考vtxf博客
比如一个entity中很多值都是属性property类型new Cesium.Entity({position:PositionProperty,orientation:property}),这个属性值是Cesium提供的一种机制,让某个property比如positioon可以随时间自动发生变化,自动赋予不同的数值(位置)。这也就是property的作用了。
// 创建盒子 var blueBox = viewer.entities.add({ name : 'Blue box', position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-114.0, 40.0, 300000.0), box : { dimensions : new Cesium.Cartesian3(400000.0, 300000.0, 500000.0), material : Cesium.Color.BLUE, outline: true, } }); var property = new Cesium.SampledProperty(Cesium.Cartesian3); property.addSample(Cesium.JulianDate.fromIso8601('2019-01-01T00:00:00.00Z'), new Cesium.Cartesian3(400000.0, 300000.0, 200000.0)); property.addSample(Cesium.JulianDate.fromIso8601('2019-01-03T00:00:00.00Z'), new Cesium.Cartesian3(400000.0, 300000.0, 700000.0)); blueBox.box.dimensions = property;
以上代码的意思就是在两个不同的时间点分别赋予不同的位置,用SampledProperty包装成一个property,最后赋给blueBox.box.dimensions。
由此可见,Property最大的特点是和时间相互关联,在不同的时间可以动态地返回不同的属性值。而Entity则可以感知这些Property的变化,在不同的时间驱动物体进行动态展示。
Cesium宣称自己是数据驱动和time-dynamic visualization,这些可都是仰仗Property系统来实现的。
通俗讲就是比如position属性不只是能赋值一个固定的坐标,还能赋值一个有时间和位置组成的数组对象。
属性的作用是可以实现漫游飞行功能:
漫游飞行实现Interpolation
八、3D Tiles
简介
开源介绍
格式介绍
The 3D Tiles Inspector
各类示例
加载3dtiles
// Load the NYC buildings tileset var city = viewer.scene.primitives.add(new Cesium.Cesium3DTileset({ url: Cesium.IonResource.fromAssetId(75343) }))
添加样式
cesium专门提供了3D Tiles styling language
var defaultStyle = new Cesium.Cesium3DTileStyle({ color : "color('white')", show : true }); //按照条件 var heightStyle = new Cesium.Cesium3DTileStyle({ color : { conditions : [ ["${Height} >= 300", "rgba(45, 0, 75, 0.5)"], ["${Height} >= 200", "rgb(102, 71, 151)"], ["${Height} >= 100", "rgb(170, 162, 204)"], ["${Height} >= 50", "rgb(224, 226, 238)"], ["${Height} >= 25", "rgb(252, 230, 200)"], ["${Height} >= 10", "rgb(248, 176, 87)"], ["${Height} >= 5", "rgb(198, 106, 11)"], ["true", "rgb(127, 59, 8)"] ] } });
九、鼠标点击交互事件Interactivity
鼠标事件主要有左键,右键,滚轮键盘,鼠标移动事件,使用ScreenSpaceEventHandler来获取相应的事件
//鼠标移动事件捕捉 var handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(viewer.scene.canvas); handler.setInputAction(function(movement) {}, Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE);
鼠标事件主要用于捕捉选择场景中添加的各种数据,选择到数据后,便可以对数据进行各种展示处理操作,选择场景中的数据的方式主要使用pick()函数,目前有一下几类:
Scene.pick : 选择一个图元。returns an object containing the primitive at the given window position.
Scene.drillPick : returns a list of objects containing all the primitives at the given window position.
Globe.pick : returns the intersection point of a given ray with the terrain.
高亮示例,移动高亮,移除恢复:
// If the mouse is over a point of interest, change the entity billboard scale and color var previousPickedEntity = undefined; handler.setInputAction(function(movement) { var pickedPrimitive = viewer.scene.pick(movement.endPosition); //获取鼠标的经纬度位置 var cartesian = viewer.camera.pickEllipsoid(movement.endPosition, scene.globe.ellipsoid); if (cartesian) { var cartographic = Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian); var longitudeString = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.longitude).toFixed(2); var latitudeString = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.latitude).toFixed(2); entity.position = cartesian; } var pickedEntity = (Cesium.defined(pickedPrimitive)) ? pickedPrimitive.id : undefined; // Unhighlight the previously picked entity if (Cesium.defined(previousPickedEntity)) { previousPickedEntity.billboard.scale = 1.0; previousPickedEntity.billboard.color = Cesium.Color.WHITE; } // Highlight the currently picked entity if (Cesium.defined(pickedEntity) && Cesium.defined(pickedEntity.billboard)) { pickedEntity.billboard.scale = 2.0; pickedEntity.billboard.color = Cesium.Color.ORANGERED; previousPickedEntity = pickedEntity; } }, Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE);
可以使用camera.pickEllipsoid来获取鼠标移动过程中的位置信息:
//获取鼠标的经纬度位置 var cartesian = viewer.camera.pickEllipsoid(movement.endPosition, scene.globe.ellipsoid); if (cartesian) { var cartographic = Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian); var longitudeString = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.longitude).toFixed(2); var latitudeString = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.latitude).toFixed(2); entity.position = cartesian; }
高亮选择的3dtiles边缘示例
十、Camera Modes
viewer.trackedEntity可以让视角一直跟着某个entity走,漫游模式。
// Create a follow camera by tracking the drone entity function setViewMode() { if (droneModeElement.checked) { viewer.trackedEntity = drone; } else { viewer.trackedEntity = undefined; viewer.scene.camera.flyTo(homeCameraView); } }
十一、参考资料