Cesium.js--》探秘Cesium背后的3D模型魔力—加载纽约模型

今天简单实现一个Cesium.js的小Demo，加强自己对Cesium知识的掌握与学习，先简单对这个开源库进行一个简单的介绍吧！

Cesium 是一个开源的地理空间可视化引擎，用于创建基于 Web 的三维地球应用程序。它允许开发人员在网页上呈现高度可视化的地球数据，包括地形、卫星影像、建筑物、地理信息系统 (GIS) 数据等。其提供了强大的 JavaScript 库和 API，使开发人员可以轻松地构建交互式、高性能的地球应用。

总的来说，Cesium 是一个强大的工具，可以帮助开发者构建高度交互和可视化的地球应用，适用于各种领域，包括地理信息系统、虚拟旅游、航空航天等。接下来开始正式的学习！

目录

项目搭建

添加纽约建筑模型

划分城市区域

设置地图标记

设置模型运动轨迹

项目搭建

本案例还是借助框架书写cesium项目，借用vite构建工具搭建vue项目，vite这个构建工具如果有不了解的朋友，可以参考我之前对其讲解的文章：vite脚手架的搭建与使用。搭建完成之后，用编辑器打开该项目，在终端执行 npm i 安装一下依赖即可。

接下来简单的介绍一下Cesium，该开源库在vite官网社区插件中已经给出了相关的链接，如下：

社区插件链接中提供了许多vite工具集成的插件，并提供了相关插件的链接，cesium如下：

我们点击该 链接 ，就跳转到cesium相关介绍的github页面，这里提供了该插件的下载命令以及相关的配置使用介绍，下载命令如下，直接复制即可：

npm i cesium vite-plugin-cesium vite -D

根据官网的介绍，我们需要在vite.config.js中进行相应的代码配置，如下：

import { defineConfig } from 'vite'
import vue from '@vitejs/plugin-vue'
// 导入cesium插件
import cesium from 'vite-plugin-cesium';

export default defineConfig({
  plugins: [vue(), cesium()], // 调用cesium插件
})

配置完成之后，我们回到App根组件，然后我们引入cesium的全局对象进行测试，如下：

<template>
  <div id="cesiumContainer"></div>
</template>

<script setup>
import { ref, onMounted } from 'vue'
import * as Cesium from 'cesium';


onMounted(() => {
  const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', { infoBox: false });

});
</script>

<style scoped lang="scss">
#cesiumContainer {
  width: 100%;
  height: 100vh;
  overflow: hidden;
}
</style>

运行我们的项目，打开浏览器就可以看到我们下面的一个地球样式，我们也可以对其进行相关操作

当然我们也可以查看 https://cesium.com/  查阅相关Cesium相关的知识：

通过翻阅 Cesium相关API进行查看相应的使用    提供了相应的解释：

我们对代码进行如下修改，可以查看到相应的地形地貌：

onMounted(() => {
  let custom = new Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider({
    url: 'https://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Street_Map/MapServer'
  });
  const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', { 
    infoBox: false, // 关闭信息窗口
    imageryProvider: custom, // 自定义图层
    terrain: Cesium.Terrain.fromWorldTerrain(), // 开启地形
  });
});

当然我们也可以设置一开始聚焦的相机位置：

onMounted(() => {
  let custom = new Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider({
    url: 'https://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Street_Map/MapServer'
  });
  const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', { 
    infoBox: false, // 关闭信息窗口
    imageryProvider: custom, // 自定义图层
    terrain: Cesium.Terrain.fromWorldTerrain(), // 开启地形
  });
  viewer.camera.setView({
    destination: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.2317, 39.5427, 200), // 坐标
    orientation: {
      heading: Cesium.Math.toRadians(90), // 方向
      pitch: Cesium.Math.toRadians(25), // 倾斜
    }
  })
});

定位的坐标方向，画面还是挺壮观的。（我爱说实话！）

添加纽约建筑模型

根据上文我们了解到的cesium的基本操作，接下来我们拿纽约这个地方进行举例，首先我们先掌握如何加载模型，我们打开 cesium官网 ，进行一个简单的注册，该官网和github联动的，和github关联一下即可，注册完毕会进入我们这一个控制台，如下：

因为纽约模型，cesium官网是提供的，我们点击Asset Depot选择相应的模型添加到My Assets：

选择我们相应添加的模型，复制代码到我们的项目即可，非常方便：

我们在场景加载的时候相机直接定位到纽约的位置，然后加载纽约的模型，如下：

onMounted(async () => {
  let custom = new Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider({
    url: 'https://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Street_Map/MapServer'
  });
  const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', { 
    infoBox: false, // 关闭信息窗口
    imageryProvider: custom, // 自定义图层
    terrain: Cesium.Terrain.fromWorldTerrain(), // 开启地形
  });
  viewer.camera.setView({
    destination:new Cesium.Cartesian3(1332761, -4662399, 4137888),
    orientation:{
      heading: 0.60,
      pitch: -0.66
    }
  })
  // 加载3DTiles纽约数据
  let city = viewer.scene.primitives.add( await Cesium.Cesium3DTileset.fromIonAssetId(2275207));
});

最终达到的效果如下，画面还不错（我爱说实话！）

划分城市区域

接下来我们通过GeoJSON来划分城市区域，GeoJSON(JavaScript Object Notation, 简称JSON)是一种对各种地理数据结构进行编码的格式，基于Javascript对象表示法的地理空间信息数据交换格式，可以表示几何、特征或者特征集合。

接下来我们调用GeoJson文件加载纽约区域的领域边界：

// 调用 GeoJson 文件加载邻域边界
let neighborhoodsPromise = Cesium.GeoJsonDataSource.load('/public/assets/SampleData/sampleNeighborhoods.geojson');

接下来将加载的地理数据（如街区或区域）添加到 Cesium 地球查看器（viewer）中，并对这些数据进行着色调整，并确保它们贴在地图表面上。

// 贴在地图表面
neighborhoodsPromise.then((dataSource) => {
  // 将数据添加到查看器
  viewer.dataSources.add(dataSource);
  // 把数据进行着色的调整以及放到地图的表面
  // 拿到区域的实例  Get the array of entities
  let neighborhoodsEntities = dataSource.entities.values;
  for (let i = 0; i < neighborhoodsEntities.length; i++) {
    let entity = neighborhoodsEntities[i];
    // 判断存不存在相应的图形 
    if (Cesium.defined(entity.polygon)) {
      entity.name = entity.properties.neighborhood;
      // 设置多边形颜色
      entity.polygon.material = Cesium.Color.fromRandom({
        red: 0.1, // 随机颜色
        maximumGreen: 0.5, // 最大绿色
        minimumBlue: 0.5, // 最小蓝色
        alpha: 0.6 // 透明度
      });
      // 设置地形着色
      entity.polygon.classificationType = Cesium.ClassificationType.TERRAIN;
      // 设置位置 贴到多边形最底下
      let polyPositions = entity.polygon.hierarchy.getValue(Cesium.JulianDate.now()).positions;
      entity.position = Cesium.Ellipsoid.WGS84.scaleToGeocentricSurface(
        Cesium.BoundingSphere.fromPoints(polyPositions).center,
      );
    }
  }
})

加载地理数据并在地图上显示，同时对加载的多边形进行着色调整，并确保它们贴在地球表面上，并为每个多边形添加标签。

// 生成标签
entity.label = {
  text: entity.name,
  showBackground: true,
  scale: 0.6,
  horizontalOrigin: Cesium.HorizontalOrigin.CENTER,
  verticalOrigin: Cesium.VerticalOrigin.BOTTOM,
  // 设置显示的距离范围
  distanceDisplayCondition: new Cesium.DistanceDisplayCondition(10, 8000),
  // 禁用的距离
  disableDepthTestDistance: 100
}

最终呈现的效果如下所示：

然后我们也可以通过鼠标点击某个标签进行区域的锁定，然后滑动鼠标进行详细查看：

设置地图标记

接下来通过KML文件进行图标标记，KML文件是谷歌公司创建的一种地标性文件，用于记录某一地点、或连续地点的时间、经度、纬度、海拔等地理信息数据，供GE等有关软件使用。

let kmlOptions = {
    camera : viewer.scene.camera,
    canvas : viewer.scene.canvas,
    // 如果我们想要将几何特征（多边形、线串和线性环）固定在地面上，则为 true。
    clampToGround : true
};
let geocachePromise = Cesium.KmlDataSource.load('/public/assets/SampleData/sampleGeocacheLocations.kml', kmlOptions);

接下来将 geocache 广告牌实体添加到场景中并为其设置样式：

geocachePromise.then(function(dataSource) {
    // 将新数据作为实体添加到查看器
    viewer.dataSources.add(dataSource);

    // 获取实体数组
    var geocacheEntities = dataSource.entities.values;

    for (var i = 0; i < geocacheEntities.length; i++) {
        var entity = geocacheEntities[i];
        if (Cesium.defined(entity.billboard)) {
            // 调整垂直原点，使图钉位于地形上
            entity.billboard.verticalOrigin = Cesium.VerticalOrigin.BOTTOM;
            entity.billboard.image = '/public/assets/tagpark.png'
            // 禁用标签以减少混乱
            entity.label = undefined;
            // 添加距离显示条件
            entity.billboard.distanceDisplayCondition = new Cesium.DistanceDisplayCondition(10.0, 20000.0);
            // 以度为单位计算纬度和经度
            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);
            // 修改描述
            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>' +
                '<tr><th>' + "实时人流" + '</th><td>' + Math.floor(Math.random()*20000)  + '</td></tr>' +
                '<tr><th>' + "安全等级" + '</th><td>' + Math.floor(Math.random()*5)  + '</td></tr>' +
                '</tbody></table>';
            entity.description = description;
        }
    }
});

最终呈现的效果如下所示，感觉还不错！（我爱说实话）

设置模型运动轨迹

接下来我们实现一个3D模型沿着地图上我们设置的轨迹进行运动，这里需要加载一个czml文件，该文件是一种用于描述三维场景的文本格式，通常与Cesium.js一起使用。它允许开发者以一种结构化的方式描述地球上的实体、图形、动画和其他地理空间信息，从而创建动态的、交互式的地理可视化应用程序。具体代码如下：

// 从czml文件加载模型运动路径
var dronePromise = Cesium.CzmlDataSource.load('/public/assets/SampleData/sampleFlight.czml');

// 模型实体
var drone;
dronePromise.then(function(dataSource){
  viewer.dataSources.add(dataSource);
  drone = dataSource.entities.getById('Aircraft/Aircraft1');
  drone.model = {
    // uri:'/public/assets/SampleData/Models/CesiumDrone.gltf', // 飞机模型
    uri:'/public/assets/SampleData/Models/ferrari2.gltf', // 汽车模型
    minimumPixelSize:128, // 最小像素大小
    maximumScale:1000, // 最大比例
    silhouetteColor:Cesium.Color.WHITE, // 轮廓颜色
    silhouetteSize:2 // 轮廓大小
  }

  drone.orientation = new Cesium.VelocityOrientationProperty(drone.position); // 运行姿态
  drone.viewFrom = new Cesium.Cartesian3(0,-30,30) // 运行视角
  viewer.clock.shouldAnimate = true; // 自动播放
})

最终达到的效果如下：

CZML文件可以手动编写，也可以由各种地理信息系统（GIS）工具或数据源生成。它使用JSON格式，因此易于阅读和编辑。Cesium.js库能够解析和渲染CZML文件，从而在Web浏览器中呈现出动态的地理可视化效果，如下可以看到czml对路径的绘制：

ok，效果完成了，喜欢的朋友点个赞收藏一下吧！