cesium 视锥体
时间: 2024-05-01 16:15:10 浏览: 388
Cesium是一个用于创建地球上的3D地理信息系统(GIS)应用程序的开源JavaScript库。视锥体是Cesium中的一个重要概念,用于确定在3D场景中可见的区域。
视锥体是一个由六个平面组成的几何体,它类似于一个锥形,但在近平面处是一个矩形。视锥体有以下几个关键属性:
1. 近平面(Near Plane):视锥体的最近处,通常表示相机距离观察点的最小距离。
2. 远平面(Far Plane):视锥体的最远处,通常表示相机距离观察点的最大距离。
3. 左平面(Left Plane)和右平面(Right Plane):视锥体的左右边界。
4. 上平面(Top Plane)和下平面(Bottom Plane):视锥体的上下边界。
视锥体的作用是确定相机在3D场景中可见的区域。只有位于视锥体内部的对象才会被渲染和显示,位于视锥体外部的对象将被裁剪掉,不会显示在屏幕上。
相关问题
cesium视锥体剔除
### Cesium 中视锥体剔除的实现原理
#### 视锥体剔除的重要性
在三维图形渲染中,视锥体剔除是一种用于提高渲染效率的技术。通过这种方法可以排除那些不在相机视野范围内的物体,从而减少不必要的计算和绘制操作。对于像 Cesium 这样的地理信息系统平台来说尤为重要,因为其处理的数据量巨大且复杂。
#### 剔除过程概述
Cesium 使用 `Frustum` 类来定义当前摄像机视角所形成的几何形状——通常是一个截头金字塔形区域[^2]。当遍历场景树结构时,会检查每一个节点(例如地形瓦片、模型实例等)是否位于该区域内;如果完全处于外部,则认为此部分不可见并予以忽略不画出。
#### 具体算法描述
- **构建视椎**:基于摄像机的位置姿态参数创建对应的 frustum 对象。
- **边界盒测试**:大多数情况下并不是直接拿单个顶点去做判断而是采用包围盒(Bounding Box) 或者更高效的包围球 (Bounding Sphere),它们能更好地近似表示一组点集合的空间分布特征,并简化碰撞检测逻辑。
- **层次空间细分**:为了进一步加速查询速度,在大规模数据集上还会引入八叉树(Octree)/四叉树(Quadtree)之类的索引机制,使得每次只需要考察少数几个候选子集即可完成全部工作。
```javascript
// 创建一个透视投影矩阵
var projectionMatrix = new Cesium.Matrix4();
Cesium.Matrix4.perspectiveOffCenterRH(
projectionMatrix,
left, right, bottom, top, near, far);
// 构造视椎对象
var frustum = new Cesium.PerspectiveFrustum({
aspectRatio : canvas.clientWidth / canvas.clientHeight,
fov : Math.PI / 4.0,
near : 1.0,
far : 10000000.0
});
// 获取视椎平面方程组
var planes = frustum.getPlanes();
function isBoxVisible(box){
var corners = box.getCorners(); // 获得包围盒八个角点坐标数组
for(let i=0; i<corners.length; ++i){
let pointInEyeSpace = Cesium.Matrix4.multiplyByPoint(projectionViewMatrix, corners[i], new Cesium.Cartesian3());
if(Cesium.Plane.getDistance(plances[0],pointInEyeSpace)<0 &&
Cesium.Plane.getDistance(plances[1],pointInEyeSpace)<0 &&
... /*省略其他五个面*/ ){
return true;
}
}
return false;
}
```
cesium创建视锥体
要在Cesium中创建视锥体,可以使用`Cesium.Matrix4.frustum`方法创建一个视锥体矩阵,然后将其应用于相机的变换矩阵中。以下是一个示例代码:
```javascript
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');
// 创建一个视锥体
var frustum = new Cesium.Matrix4();
Cesium.Matrix4.frustum(-1, 1, -1, 1, 1, 1000, frustum);
// 将视锥体应用于相机变换矩阵
viewer.camera.setView({
destination : new Cesium.Cartesian3(0.0, 0.0, 500.0),
orientation : {
direction : new Cesium.Cartesian3(0.0, 0.0, -1.0),
up : new Cesium.Cartesian3(0.0, 1.0, 0.0)
},
projectionMatrix : frustum
});
```
在以上示例中,`Cesium.Matrix4.frustum`方法接收6个参数,分别代表近平面、远平面、左、右、上、下的距离。这里我们传入的是默认值,创建了一个视锥体矩阵。然后我们将其应用于相机的变换矩阵中,使其显示为一个视锥体。
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