cesium 顶点计算

Cesium是一个开源的JavaScript库，专为三维地球空间数据可视化设计，常用于WebGIS应用中创建交互式的3D地球视图。在Cesium中，顶点计算（Vertex Processing）是图形渲染过程中的一个重要环节，它涉及到几何模型的数据转换和准备。

1. 顶点数据：Cesium使用GPU进行渲染，因此会处理模型的顶点数据，包括坐标、法线、纹理坐标等信息。这些数据通常存储在缓冲区对象（Buffer Objects）中，以便于硬件加速处理。

2. 矩阵变换：为了适应地球投影和视口变化，每个顶点可能需要经过一系列的矩阵变换，如模型变换、视图变换、投影变换等，将它们从模型空间转换到屏幕空间。

3. 着色器：Cesium使用着色器（Shader）语言（如GLSL），在GPU上执行顶点着色器（Vertex Shader），根据顶点数据计算出最终可见的形状和颜色。

相关问题

Cesium 计算视椎体远平面的四点

为了计算 Cesium 视锥体远平面上的四个顶点坐标，我们可以借助于 `Camera` 类的一些属性以及几何变换操作。以下是详细的步骤说明及示例代码帮助你理解这一过程。

### 步骤概述

1. **获取摄像机信息**
- 获取当前相机的位置、方向和其他相关信息。

2. **构造视椎矩阵 (Frustum Matrix)**
- 使用相机的信息创建一个描述视角范围的矩形框。

3. **提取远平面边界点**
- 从生成好的 frustum 中提取出代表远平面边界的四个角点位置。

4. **转换世界坐标系下的实际位置**
- 将这些点由裁剪空间转回到地球表面上的世界坐标系统表示出来。

### 示例代码实现

这里假设我们已经有了一个初始化完成并正在使用的 `viewer` 实例：

function getFarPlaneCorners(viewer) {
    const camera = viewer.camera; // 获取camera实例
    
    // 创建一个临时的frustum对象用于存储结果
    let frustum = new Cesium.PerspectiveFrustum();
    
    // 更新该frustum使之匹配当前摄像头的状态
    camera.frustum.clone(frustum);
    
    // 设置far距离为最大值，默认可能是近距
    frustum.near = Math.min(camera.frustum.near || 0.1); 
    frustum.far = Number.MAX_VALUE;

    // 构造四条射线分别对应每个角落的方向向量
    const cornerDirections = [
        { x: -1, y: +1 },  // 左上
        { x: +1, y: +1 },  // 右上
        { x: -1, y: -1 },  // 左下
        { x: +1, y: -1 }   // 右下
    ];

    const cornersWorldPos = [];
    
    for (let i = 0; i < cornerDirections.length; ++i) {
        
        // 把归一化设备坐标的[-1,+1]区间映射到屏幕上的[ndcX, ndcY]
        const directionVector = new Cesium.Cartesian3(
            cornerDirections[i].x * 0.5 + 0.5,
            cornerDirections[i].y * 0.5 + 0.5,
            0.0);

        // 找到这个方向对应的三维空间中的一条射线起点位于cameras position处
        const rayOrigin = camera.positionWC;
        const transformedDirection = Cesium.Matrix4.multiplyByPointAsVector(
            camera.inverseViewMatrix,
            directionVector,
            new Cesium.Cartesian3());

        // 得到了一个从当前位置指向给定方向的一个单位长度向量
        const normalizedDirVec = Cesium.Cartesian3.normalize(transformedDirection, new Cesium.Cartesian3());

        // 沿着这条直线前进直到达到设定的最大深度fardistance(即无穷大)
        const farDistance = frustum.far;
        const finalPosition = Cesium.Cartesian3.add(rayOrigin, Cesium.Cartesian3.multiplyByScalar(normalizedDirVec, farDistance, new Cesium.Cartesian3()), new Cesium.Cartesian3());
        
        // 添加最终得到的世界坐标点进数组保存起来
        cornersWorldPos.push(finalPosition);
    }
    
    return cornersWorldPos;
}

上述函数将会返回一个包含四个 `Cartesian3` 对象的列表，它们就是所求得的远平面四个角点了。

### 相关问题解析

如果遇到困难或是想了解更多细节的话，不妨参考以下几个关联话题进一步探讨:

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Cesium 雷达效果

### 实现 Cesium 中的雷达扫描效果

为了在 Cesium 中创建动态的雷达扫描线效果，可以利用 `Cesium.Entity` 和自定义材质来模拟旋转光束的效果。下面是一个完整的解决方案[^1]：

#### 创建雷达中心点实体
首先，在指定位置创建一个表示雷达中心的实体。

var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');

// 定义雷达中心的位置 (经度,纬度,高度)
var radarPosition = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.59777, 40.03883, 500);

viewer.entities.add({
    position : radarPosition,
    point : {
        pixelSize : 10,
        color : Cesium.Color.RED
    }
});

#### 添加扇形区域并设置动画属性
接着，通过绘制一个带有透明渐变填充的圆锥体或扇形区域能够很好地模仿雷达波传播的样子。

function createRadarSweep() {
    var sweepEntity = viewer.entities.add({
        availability: new Cesium.TimeIntervalCollection([new Cesium.TimeInterval({
            start: Cesium.JulianDate.now(),
            stop: Cesium.JulianDate.addSeconds(Cesium.JulianDate.now(), 60, new Cesium.JulianDate())
        })]),
        
        polygon: {
            hierarchy: new Cesium.CallbackProperty(function(time, result){
                let angle = ((time.secondsOfDay % 60) / 60) * Math.PI * 2; // 计算当前角度
                
                const points = [
                    Cesium.Cartographic.fromDegrees(-75.59777, 40.03883),
                    Cesium.Cartographic.fromDegrees(
                        -75.59777 + Math.cos(angle), 
                        40.03883 + Math.sin(angle)),
                    Cesium.Cartographic.fromDegrees(
                        -75.59777 + Math.cos(angle + Math.PI/18), 
                        40.03883 + Math.sin(angle + Math.PI/18))
                ];
                
                return Cesium.PolygonHierarchy.fromCartographics(points);
            }, false),

            material: new Cesium.Material({
                fabric: {
                    type: 'Color',
                    uniforms: {
                        color: 'rgba(255, 0, 0, 0.5)'
                    }
                }
            })
        }   
    });
    
    return sweepEntity;
}

createRadarSweep();

此代码片段实现了基于时间变化而不断更新其形状和方向的多边形对象，从而形成连续扫动的效果。注意这里使用了 `CallbackProperty` 来实时计算顶点坐标以适应不同的时刻[^1]。