2.5 Cesium视域分析的实现

Cesium 视域分析

好玩的东西大家都喜欢，但好玩又难嚼的东西就总让人心痒痒。视域分析应该说是GIS空间分析里比较经典又实用很广的功能，理论起来很简单，就是看得见与看不见的区分，上面实现的功能看得见绿色表示，看不见红色表示，对于工程师而已就是0与1的区分。

那么怎么来实现呢？在群里多次讨论过，为寻方便，就放这里了。

首先要明确一点，实现视域分析思路并不难，关键在于细节处理。记住这点，你就能实现它！

仅仅利用Cesium自带的API来怼出来是不太切合实际的，看过有人画面来贴建筑，示意线也画出来了，但真的好无趣，最后只能是浪费大量时间。我们地走正路，从图形学的角度出发，实现视域分析大方向可以通过模板和深度来实现，可能有的人眼前一亮，0与1之间的区分，模板不是最直接的选择吗，但从笔者实践来看，模板在Cesium里实现起来可没有深度那么来得方便，综合最终效果而言，个人也比较推荐用深度来实现比较好。

好了，大政方针确定了，开始实施。

我们视域分析的结果，不管可见与不可见，最终像素它都是在所分析对应的观察视角的CVV里，之外的像素是不用关心的，因此先将相机移到我们的观察视角，正常获取一张深度图（至于如何在Cesium里获取到深度图可参照另外一篇文章：Cesium渲染流程https://www.cnblogs.com/GISCesium/p/10420492.html）。在和正常场景渲染的深度图做对比，即可确定那些像素对于观察视角可见，那些不可见。

也可以自己获取深度图，我们需要自己先创建一个Framebuffer来承载我们的深度信息，在Cesium里就是放在一个纹理对象中来管理如下：

var framebuffer = new Framebuffer({
context : context,
depthStencilTexture : new Texture({
context : context,
width : context.drawingBufferWidth,
height : context.drawingBufferHeight,
pixelFormat : PixelFormat.DEPTH_STENCIL,
pixelDatatype : PixelDatatype.UNSIGNED_INT_24_8
})
});

具体参数就不过多介绍了，此时此刻，我们拥有了一个正常批次渲染中的“一帧”，再绑定到PassState上即可获取到了：

this._scene.getViewDepth(clearCommand, PassState, myCamera);
this._pickDepth.update(context, this._PassState.framebuffer.depthStencilTexture);
this._pickDepth.executeCopyDepth(context, this._PassState);

建议是通过自定义的方式获取，这样比较灵活，磨刀不误砍柴工，我一开始就自己封装好了不同阶段深度信息的获取类，到后面才真正体验到那叫一个方便啊。

原始场景的深度信息获取就更简单了，方式也多样，比如可以直接通过屏幕坐标反算得出：

.......
var drawingBufferPosition = SceneTransforms.transformWindowToDrawingBuffer(this._scene, windowCoordinate, new Cartesian2());
drawingBufferPosition.y = this._scene.drawingBufferHeight - drawingBufferPosition.y;
pickDepth.getDepth(context, drawingBufferPosition.x, drawingBufferPosition.y);

......

当然最偷懒的方式通过相机矩阵，利用向量变换也可以还原出实际深度值。

可能我们还是觉得这样一通操作，还是麻烦了，之前也说过，利用Cesium自带的ShadowMap也可以实现视域分析，这种方式确实在Cesium基础之上改一改就完事。对于要加强Cesium源码掌控的不建议这样做，但为了尽快出效果可以先试试这种方式。基于ShadowMap的思路比较简单，这里就简明扼要的记录一下。

Cesium以Command的方式周而复始地实时刷新场景的样子，让我们看到一个个三维场景，而有的命令具备这样的特征：一方面它具有通用特性，甚至是影响全局的；另外一方面它并不是每一帧都需要的。针对这些命令把他们放在derivedCommands的计算流程里，根据实际情况进行必要的计算。

在updateDerivedCommands函数里我们看得就比较清晰：

2.5 Cesium视域分析的实现

这里可谓分工明确，其中就有我们关心的阴影生成相关系的shadows分支命令的计算。这里需要强调一下，Scene场景下用于阴影分支计算的是单独的ShadowMap，而非自己实例化的ShadowMap，这里处理不好，会影响后面视域分析结果与原生阴影之间的关系，甚至冲突。至于Shader，直接看ShadowMap这个类就行了，判断一下那些在阴影区，那些不在，判断的方法Cesium也提供了直接的方法，我们唯一要做的就是添加指定颜色uniform变量以及其它调控参数即可，上图并不是唯一的效果，你也可以改出这样的的效果：

因为采用了传统透视投影的视锥体示意，完全可以根据弧度自己画示意线即可，这都不是什么核心问题了。总结一下，利用Cesium原生的技术即可完成视域分析功能这条路确实行得简单脱俗，但这里面隐藏了很多值得去深挖的问题，一个牵扯一个，环环相扣；再改造Cesium源码的过程中很多表面上莫名其妙的报错往往是因为没有看清源码意图导致的，所以有时间还是实战一把对技术提升必将大有裨益。开源如此炫丽，但问题的根本不在于谁在用开源，而在于谁利用得好。

祝愿周末没事，技术继续分享交流，群685834990

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