Cesium几个案例介绍

前言

本文为大家介绍几个Cesium的Demo，通过这几个Demo能够对如何使用Cesium有进一步的了解，并能充分理解Cesium的强大之处和新功能。其他的无需多言，如果还不太了解什么是Cesium，可以参见我的另外两篇关于Cesium的博客，下面直接进入正题。

一、 监听HTML控件

在Cesium中可以很方便的监听前台HTML控件，类似C#等语言中的MVVM。

1.1 前台控件

前台控件效果如下：

代码如下：

<div id="toolbar">
    <div>SRTM</div>
    <input min="0" max="100" step="1" data-bind="value: srtm, valueUpdate: 'input'" type="range">
    <input size="5" data-bind="value: srtm" type="text">
    <div>SLOPE</div>
    <input min="0" max="100" step="1" data-bind="value: slope, valueUpdate: 'input'" type="range">
    <input size="5" data-bind="value: slope" type="text">
    <div>Type</div>
    <select data-bind="options: types, optionsText: 'name', value: selectedType, optionsCaption: 'Choose a Type...'"></select>
</div>

首先创建一个div，js监测此div中的控件，重要的是id。

在此div中创建input，一个或多个input对应js中的一个变量，当然此多个input之间也是相互绑定的关系。如：

<input min="0" max="100" step="1" data-bind="value: srtm, valueUpdate: 'input'" type="range">
<input size="5" data-bind="value: srtm" type="text">

此二者均对应js端的srtm变量，第一个是range类型，代表一个slide控件，第二个是一个文本框，二者相互联动，只选择其中一个控件也是可以的。重要的是data-bind属性中value后的变量名称需与js中对应。

当然也可以绑定一个下拉列表框：

<select data-bind="options: types, optionsText: 'name', value: selectedType, optionsCaption: 'Choose a Type...'"></select>

这里就对应了js中的两个变量：types和selectedType。前者代表所有的可选列表及其值，后者代表选择的结果。

1.2 后台

首先创建一个viewModel对象，里面包含上述创建的各个变量，如下：

var viewModel = {
    srtm: 10,
    slope: 5,
    types: [{
                name: 'type1',
                values: '100'
            }, {
                name: 'type2',
                values: '200'
            }
    ],
    selectedType: undefined
};

而后对此变量进行监控并绑定到前台的相应控件：

Cesium.knockout.track(viewModel); // 跟踪此Model
var toolbar = document.getElementById('toolbar'); // 获取前端监控div
Cesium.knockout.applyBindings(viewModel, toolbar); // 绑定监控

这样就可以监听控件的变化事件：

Cesium.knockout.getObservable(viewModel, 'srtm').subscribe(function(value) {
    ...
});

可以对此值进行处理比如发送到后台或者请求相应的瓦片图层等等。不过下拉列表框的情况稍微复杂点：

Cesium.knockout.getObservable(viewModel, 'selectedType').subscribe(function(options) {
    var values = options.values;
    ...
 });

其实也就是多了一步，在定义types的时候除了name变量我们还定义了values变量，此处就需要通过options.values来取出此值，其他不变。

二、 根据地形瓦片直接绘制高程、坡度及等高线

这是Cesium 1.4.0版新添加的功能，所以一定要更新到此版本。只需要正确加载地形瓦片，Cesium可以自动算出高程设色瓦片、坡度设色瓦片以及等高线。其实也不难理解，地形瓦片中包含了空三等信息，根据这些信息自然能够计算出高度图、坡度图以及等高线，先来看效果：

加载地形瓦片图层无需多言，前面已经有过介绍：

viewer.terrainProvider = new Cesium.CesiumTerrainProvider({
    url : 'https://assets.agi.com/stk-terrain/v1/tilesets/world/tiles',
    requestWaterMask : true,
    requestVertexNormals : true
});

然后就可以开始计算高程设色瓦片和坡度设色瓦片以及等高线，当然此块涉及到的东西太多，我只能凭借我粗浅的理解简单介绍，如有错误，望批评指正：

首先来看一下生成等高线：

var contourUniforms = {};
material = Cesium.Material.fromType('ElevationContour');
contourUniforms = material.uniforms;
contourUniforms.width = 1;
contourUniforms.spacing = 500;
contourUniforms.color = Cesium.Color.RED;

很简单的几行代码，其中Cesium.Material.fromType函数定义如下：

Material.fromType = function(type, uniforms) {
    if (!defined(Material._materialCache.getMaterial(type))) {
        throw new DeveloperError('material with type \'' + type + '\' does not exist.');
    }
    
    var material = new Material({
        fabric : {
            type : type
        }
    });

    if (defined(uniforms)) {
        for (var name in uniforms) {
            if (uniforms.hasOwnProperty(name)) {
                material.uniforms[name] = uniforms[name];
            }
        }
    }

    return material;
};

此函数返回一个Material对象，根据ElevationContour可以知道这是一个等高线类型的材质。uniforms是glsl着色器语言中的变量，用于控制对象颜色、位置等等。所以此处可以简单理解为得到ElevationContour类型的unifrom值并将此值作用于场景。Cesium根据此uniform生成相应类型的等高线。

理解了这一点，高程设色和坡度设色也就明白了。

高程设色如下：

var shadingUniforms = {};
material = Cesium.Material.fromType('ElevationRamp');
shadingUniforms = material.uniforms;
shadingUniforms.minHeight = -414.0;
shadingUniforms.maxHeight = 8777;

坡度设色如下：

var shadingUniforms = {};
material = Cesium.Material.fromType('SlopeRamp');
shadingUniforms = material.uniforms;

二者都需要为shadingUniforms变量添加一个色表：

shadingUniforms.image = getColorRamp(selectedShading);

var elevationRamp = [0.0, 0.045, 0.1, 0.15, 0.37, 0.54, 1.0];
var slopeRamp = [0.0, 0.29, 0.5, Math.sqrt(2)/2, 0.87, 0.91, 1.0];
function getColorRamp(selectedShading) {
    var ramp = document.createElement('canvas');
    ramp.width = 100;
    ramp.height = 1;
    var ctx = ramp.getContext('2d');

    var values = selectedShading === 'elevation' ? elevationRamp : slopeRamp;

    var grd = ctx.createLinearGradient(0, 0, 100, 0);
    grd.addColorStop(values[0], '#000000'); //black
    grd.addColorStop(values[1], '#2747E0'); //blue
    grd.addColorStop(values[2], '#D33B7D'); //pink
    grd.addColorStop(values[3], '#D33038'); //red
    grd.addColorStop(values[4], '#FF9742'); //orange
    grd.addColorStop(values[5], '#ffd700'); //yellow
    grd.addColorStop(values[6], '#ffffff'); //white

    ctx.fillStyle = grd;
    ctx.fillRect(0, 0, 100, 1);

    return ramp;
}

对高程和坡度归一化后的值设置颜色。这样就可以正常显示高程设色和坡度设色。

三、 同一场景下显示两个不同的瓦片图层

不是简单的两个图层叠加，而是真实的分割整个地图，左右显示两个不同的瓦片图层。效果如下：

首先添加两个图层，第一个创建Viewer的时候设置基础图层，第二个采用layers.addImageryProvider的方式添加（当然也可以两个都采用此种方式添加），具体添加图层的方式参考前面的博客。

layer1 = layers.addImageryProvider(...);
layer2 = layers.addImageryProvider(...);

只需要设置layer1或则layer2的splitDirection属性即可：

layer2.splitDirection = Cesium.ImagerySplitDirection.LEFT;

当然还需要设置图层分割的位置：

viewer.scene.imagerySplitPosition = 0.5;

可以改变此值来改变左右图层的分割位置，0.5表示在中间。如果需要动态调整分割位置则需要加一个分割器，监听位置变化事件。整体代码如下：

前台：

<!--css-->
#slider {
    position: absolute;
    left: 50%;
    top: 0px;
    background-color: #D3D3D3;
    width: 5px;
    height: 100%;
    z-index: 9999;
}

#slider:hover {
    cursor: ew-resize;
}

<!--html-->
<div id="cesiumContainer">
    <div id="slider"></div>
</div>

后台：

var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
   baseLayerPicker: false,
   imageryProvider: new Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider({
       url : 'https://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Street_Map/MapServer'
   })
});

var layers = viewer.imageryLayers;

var balckMarble = layers.addImageryProvider(Cesium.createTileMapServiceImageryProvider({
    url : 'https://cesiumjs.org/blackmarble',
    credit : 'Black Marble imagery courtesy NASA Earth Observatory',
    flipXY : true
}));

balckMarble.splitDirection = Cesium.ImagerySplitDirection.LEFT;

var slider = document.getElementById('slider');
viewer.scene.imagerySplitPosition = (slider.offsetLeft) / slider.parentElement.offsetWidth;

var handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(slider);
var moveActive = false;
function move(movement) {
    if(!moveActive) {
        return;
    }
    var relativeOffset = movement.endPosition.x ;
    var splitPosition = (slider.offsetLeft + relativeOffset) / slider.parentElement.offsetWidth;
    slider.style.left = 100.0 * splitPosition + '%';
    viewer.scene.imagerySplitPosition = splitPosition;
}

handler.setInputAction(function() {
    moveActive = true;
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_DOWN);
handler.setInputAction(function() {
    moveActive = true;
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.PINCH_START);

handler.setInputAction(move, Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE);
handler.setInputAction(move, Cesium.ScreenSpaceEventType.PINCH_MOVE);

handler.setInputAction(function() {
    moveActive = false;
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_UP);
handler.setInputAction(function() {
    moveActive = false;
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.PINCH_END);

四、 改造geocoder控件

Cesium自带了geocoder控件，可以检索并定位到某个地址，原理很简单，就是后台解析此地址，根据解析结果将地图切换到该位置。Cesium默认采用的是微软Bing地址解析引擎，如果我们想要换成其他的如OSM或者我们自己的，只需要对此控件简单改造即可。示例代码如下：

/**
 * This class is an example of a custom geocoder. It provides geocoding through the OpenStreetMap Nominatim service.
 * @alias OpenStreetMapNominatimGeocoder
 * @constructor
 */
function OpenStreetMapNominatimGeocoder() {
}

/**
 * The function called to geocode using this geocoder service.
 *
 * @param {String} input The query to be sent to the geocoder service
 * @returns {Promise<GeocoderResult[]>}
 */
OpenStreetMapNominatimGeocoder.prototype.geocode = function (input) {
    var endpoint = 'https://nominatim.openstreetmap.org/search?';
    var query = 'format=json&q=' + input;
    var requestString = endpoint + query;
    return Cesium.loadJson(requestString)  //请求url获取json数据
        .then(function (results) {
            var bboxDegrees;
            return results.map(function (resultObject) {
                bboxDegrees = resultObject.boundingbox;
                return {
                    displayName: resultObject.display_name,
                    destination: Cesium.Rectangle.fromDegrees(
                        bboxDegrees[2],
                        bboxDegrees[0],
                        bboxDegrees[3],
                        bboxDegrees[1]
                    )
                };
            });
        });
};

var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
    geocoder: new OpenStreetMapNominatimGeocoder()
});

首先创建了一个OpenStreetMapNominatimGeocoder类，并为其添加了geocode方法，在此方法中根据输入拼接请求url，解析结果取出经纬度、名称等内容。这样就实现了我们自己的地名解析器，其实这就是C#等语言中的父类和继承的关系。

五、 总结

本文介绍了几个Cesium的案例，都是一些比较有意思和好玩的功能，后续如果搜集到其他好玩的使用案例，同样也会总结放出。