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cesium 材质与交互以及性能相关介绍

news 来源：原创 2025/9/7 4:46:42

文章目录

- cesium 材质与交互以及性能相关介绍
- - 1. Cesium 材质与着色器简介
  - 2. 具体实例应用核心代码及解释
  - 3. 代码解释
- Cesium 交互
- - 1. 常见交互和事件类型
  - 2. 示例代码及解释
  - 3. 代码解释
- cesium 性能优化
- - 数据加载与管理
  - 渲染优化
  - 相机与场景管理
  - 代码优化
  - 服务器端优化
- 案例分享
- - 1. 数据分块与按需加载
  - - 代码示例
    - 代码解释
  - 2. 视锥体剔除
  - - 代码示例
    - 代码解释
  - 3. 优化事件处理（节流）
  - - 代码示例
    - 代码解释

cesium 材质与交互以及性能相关介绍

1. Cesium 材质与着色器简介

Cesium 是一个用于创建基于 Web 的地理信息系统（GIS）应用的开源 JavaScript 库。材质和着色器在 Cesium 中起着重要作用，它们能让你自定义地理场景的外观。

材质（Materials）：Cesium 中的材质定义了对象表面的视觉属性，如颜色、光泽度、透明度等。Cesium 提供了多种内置材质，也允许你自定义材质。
着色器（Shaders）：着色器是运行在 GPU 上的小程序，用于计算图形的颜色和光照效果。在 Cesium 里，你可以通过编写自定义的着色器代码来实现复杂的视觉效果。

2. 具体实例应用核心代码及解释

以下是一个简单的示例，展示如何在 Cesium 中使用自定义材质和着色器来创建一个具有动态颜色变化的矩形。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="utf-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, minimum-scale=1, user-scalable=no"><title>Cesium Material and Shader Example</title><script src="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Cesium.js"></script><link href="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Widgets/widgets.css" rel="stylesheet"><style>html,body,#cesiumContainer {width: 100%;height: 100%;margin: 0;padding: 0;overflow: hidden;}</style>
</head><body><div id="cesiumContainer"></div><script>// 初始化 Cesium Viewerconst viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');// 定义自定义材质const customMaterial = new Cesium.Material({fabric: {type: 'CustomMaterial',uniforms: {time: 0},source: `czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput){czm_material material = czm_getDefaultMaterial(materialInput);// 根据时间计算颜色vec3 color = vec3(sin(time), cos(time), 0.5);material.diffuse = color;return material;}`},translucent: false});// 创建矩形实体并应用自定义材质const rectangle = viewer.entities.add({rectangle: {coordinates: Cesium.Rectangle.fromDegrees(-100.0, 20.0, -90.0, 30.0),material: customMaterial}});// 动画更新时间const clock = viewer.clock;clock.onTick.addEventListener(function () {const currentTime = Cesium.JulianDate.toSeconds(clock.currentTime);customMaterial.uniforms.time = currentTime;});</script>
</body></html>

3. 代码解释

初始化 Cesium Viewer：通过 new Cesium.Viewer('cesiumContainer') 创建一个 Cesium 查看器，将其挂载到 cesiumContainer 元素上。
定义自定义材质：
- 使用 Cesium.Material 创建一个自定义材质。
- fabric 对象包含材质的类型、制服（uniforms）和着色器源代码。
- uniforms 中的 time 是一个可变的全局变量，用于控制颜色的变化。
- source 中的着色器代码 czm_getMaterial 函数计算材质的颜色。这里根据时间 time 计算颜色，使颜色随时间动态变化。
创建矩形实体并应用材质：使用 viewer.entities.add 创建一个矩形实体，并将自定义材质应用到矩形上。
动画更新时间：通过监听时钟的 onTick 事件，在每一帧更新 time 制服的值，从而实现颜色的动态变化。

这个示例展示了如何在 Cesium 中使用自定义材质和着色器来创建一个具有动态效果的地理对象。你可以根据需要修改着色器代码，实现更复杂的视觉效果。

Cesium 交互

在 Cesium 里，交互和事件能让用户与地理场景进行互动，进而实现像点击、拖动、鼠标移动等操作。下面为你详细介绍常见的交互和事件以及对应的示例代码。

1. 常见交互和事件类型

鼠标事件：像左键点击（LEFT_CLICK）、左键双击（LEFT_DOUBLE_CLICK）、鼠标移动（MOUSE_MOVE）、右键点击（RIGHT_CLICK）等。
触摸事件：例如触摸开始（PINCH_START）、触摸移动（PINCH_MOVE）、触摸结束（PINCH_END）等。
相机事件：相机移动开始（CAMERA_MOVE_START）、相机移动结束（CAMERA_MOVE_END）等。

2. 示例代码及解释

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="utf-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, minimum-scale=1, user-scalable=no"><title>Cesium Interaction and Events Example</title><script src="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Cesium.js"></script><link href="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Widgets/widgets.css" rel="stylesheet"><style>html,body,#cesiumContainer {width: 100%;height: 100%;margin: 0;padding: 0;overflow: hidden;}</style>
</head><body><div id="cesiumContainer"></div><script>// 初始化 Cesium Viewerconst viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');// 鼠标左键点击事件const handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(viewer.canvas);handler.setInputAction(function (movement) {const ray = viewer.camera.getPickRay(movement.position);const cartesian = viewer.scene.globe.pick(ray, viewer.scene);if (cartesian) {const cartographic = Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian);const longitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.longitude);const latitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.latitude);console.log(`Clicked at longitude: ${longitude}, latitude: ${latitude}`);}}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_CLICK);// 鼠标移动事件handler.setInputAction(function (movement) {const ray = viewer.camera.getPickRay(movement.endPosition);const cartesian = viewer.scene.globe.pick(ray, viewer.scene);if (cartesian) {const cartographic = Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian);const longitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.longitude);const latitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.latitude);console.log(`Mouse moved to longitude: ${longitude}, latitude: ${latitude}`);}}, Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE);// 相机移动结束事件viewer.scene.camera.moveEnd.addEventListener(function () {const position = viewer.scene.camera.positionCartographic;const longitude = Cesium.Math.toDegrees(position.longitude);const latitude = Cesium.Math.toDegrees(position.latitude);const height = position.height;console.log(`Camera moved to longitude: ${longitude}, latitude: ${latitude}, height: ${height}`);});</script>
</body></html>

3. 代码解释

初始化 Cesium Viewer：借助 new Cesium.Viewer('cesiumContainer') 创建一个 Cesium 查看器，将其挂载到 cesiumContainer 元素上。
鼠标左键点击事件：
- 利用 Cesium.ScreenSpaceEventHandler 创建一个事件处理器。
- 通过 setInputAction 方法为左键点击事件（Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_CLICK）绑定处理函数。
- 在处理函数里，运用 viewer.camera.getPickRay 获取鼠标点击位置的射线，再使用 viewer.scene.globe.pick 得到射线与地球表面的交点坐标，最后将其转换为经纬度并输出。
鼠标移动事件：
- 同样使用 setInputAction 方法为鼠标移动事件（Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE）绑定处理函数。
- 在处理函数中，获取鼠标移动位置的射线与地球表面的交点坐标，转换为经纬度并输出。
相机移动结束事件：
- 借助 viewer.scene.camera.moveEnd.addEventListener 为相机移动结束事件绑定处理函数。
- 在处理函数中，获取相机的当前位置，转换为经纬度和高度并输出。

这些示例展示了在 Cesium 中如何处理常见的交互和事件，你可以根据需求添加更多的交互逻辑。

cesium 性能优化

在使用 Cesium 开发地理信息系统（GIS）应用时，性能优化是至关重要的，它能显著提升用户体验，特别是在处理大规模地理数据和复杂场景时。以下从多个方面介绍 Cesium 性能优化的方法：

数据加载与管理

数据压缩
- 对地形、影像等数据进行压缩处理，例如使用有损压缩算法处理影像数据，能在不明显降低视觉效果的前提下，大幅减小数据体积，加快数据的下载和加载速度。
- 对于矢量数据，可以采用数据编码算法（如 GeoJSON 的 TopoJSON 编码）进行压缩，减少数据传输量。
数据分块与按需加载
- 将大规模的地理数据分割成小块，根据用户的视野范围和相机位置，只加载当前可见区域的数据，避免一次性加载过多数据导致内存占用过高和加载时间过长。
- 利用 Cesium 的 ImageryLayer 和 TerrainProvider 等类的相关方法，实现数据的分块加载和动态更新。
数据缓存
- 利用浏览器的本地存储（如 localStorage 或 IndexedDB）对已加载的数据进行缓存，当用户再次访问相同数据时，直接从本地缓存中读取，减少网络请求。
- 对于频繁使用的地理数据，还可以在服务器端设置缓存机制，提高数据的响应速度。

渲染优化

简化模型与几何数据
- 对复杂的 3D 模型进行简化处理，减少模型的面数和顶点数，降低 GPU 的渲染负担。可以使用 3D 建模软件（如 Blender）或专业的模型简化工具进行处理。
- 对于地理要素的几何数据，采用适当的简化算法（如 Douglas - Peucker 算法）进行简化，在保证数据精度的前提下，减少数据量。
视锥体剔除
- 视锥体剔除是一种常见的渲染优化技术，通过判断物体是否在相机的视锥体范围内，只渲染位于视锥体内的物体，避免对不可见物体进行不必要的渲染计算。
- Cesium 会自动进行视锥体剔除，但在某些复杂场景下，可能需要手动调整相关参数以提高剔除效率。
减少渲染状态切换
- 渲染状态切换（如材质、纹理、着色器等的切换）会增加 GPU 的开销，尽量减少渲染状态的切换次数。可以将具有相同渲染状态的物体进行分组渲染，提高渲染效率。

相机与场景管理

相机控制优化
- 合理设置相机的移动速度和缩放范围，避免相机快速移动或缩放时导致大量数据的频繁加载和渲染。
- 实现平滑的相机过渡效果，减少用户视觉上的卡顿感。
场景分层与隐藏
- 将场景中的元素进行分层管理，根据用户的需求和操作，动态显示或隐藏某些图层，减少不必要的渲染。
- 例如，在进行大范围浏览时，可以隐藏一些细节图层，只显示主要的地理要素。

代码优化

减少不必要的计算
- 在代码中避免进行不必要的重复计算，特别是在循环中。可以将一些常量和不变的计算结果提前计算并缓存起来，避免每次都进行重复计算。
优化事件处理
- 合理管理事件监听器，避免在事件处理函数中进行复杂的计算和操作，防止事件处理函数执行时间过长导致页面卡顿。
- 对于频繁触发的事件（如鼠标移动事件），可以采用节流（throttle）或防抖（debounce）技术进行优化。

服务器端优化

分布式服务器架构
- 采用分布式服务器架构，将地理数据存储和处理分布在多个服务器节点上，提高数据的并发处理能力和响应速度。
CDN 加速
- 使用内容分发网络（CDN）来分发地理数据和静态资源，CDN 节点分布在全球各地，能够将数据更快速地传输给用户，减少网络延迟。

通过以上多个方面的优化，可以显著提升 Cesium 应用的性能，为用户提供更加流畅和高效的使用体验。

案例分享

下面为你提供一些基于前面提到的性能优化方法的具体 Cesium 案例应用代码及解释。

1. 数据分块与按需加载

代码示例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="utf-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, minimum-scale=1, user-scalable=no"><title>Cesium Data Loading Optimization</title><script src="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Cesium.js"></script><link href="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Widgets/widgets.css" rel="stylesheet"><style>html,body,#cesiumContainer {width: 100%;height: 100%;margin: 0;padding: 0;overflow: hidden;}</style>
</head><body><div id="cesiumContainer"></div><script>// 初始化 Cesium Viewerconst viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');// 添加影像图层，Cesium 会自动处理分块加载const imageryProvider = new Cesium.UrlTemplateImageryProvider({url: 'https://your - tile - server-url/{z}/{x}/{y}.png'});viewer.imageryLayers.addImageryProvider(imageryProvider);</script>
</body></html>

代码解释

此代码借助 UrlTemplateImageryProvider 添加影像图层，Cesium 会依据用户视野范围自动处理分块加载，仅加载当前可见区域的影像瓦片，从而减少数据加载量。

2. 视锥体剔除

代码示例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="utf-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, minimum-scale=1, user-scalable=no"><title>Cesium Frustum Culling</title><script src="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Cesium.js"></script><link href="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Widgets/widgets.css" rel="stylesheet"><style>html,body,#cesiumContainer {width: 100%;height: 100%;margin: 0;padding: 0;overflow: hidden;}</style>
</head><body><div id="cesiumContainer"></div><script>const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');// 添加多个实体for (let i = 0; i < 100; i++) {const longitude = Cesium.Math.toRadians(-100 + i);const latitude = Cesium.Math.toRadians(30);const position = Cesium.Cartesian3.fromRadians(longitude, latitude);viewer.entities.add({position: position,point: {pixelSize: 10,color: Cesium.Color.RED}});}</script>
</body></html>

代码解释

代码中添加了多个点实体，Cesium 会自动进行视锥体剔除，仅渲染位于相机视锥体内的实体，避免对不可见实体进行渲染计算。

3. 优化事件处理（节流）

代码示例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="utf-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, minimum-scale=1, user-scalable=no"><title>Cesium Event Throttle</title><script src="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Cesium.js"></script><link href="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.95/Build/Cesium/Widgets/widgets.css" rel="stylesheet"><style>html,body,#cesiumContainer {width: 100%;height: 100%;margin: 0;padding: 0;overflow: hidden;}</style>
</head><body><div id="cesiumContainer"></div><script>const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');// 节流函数function throttle(func, delay) {let timer = null;return function () {if (!timer) {func.apply(this, arguments);timer = setTimeout(() => {timer = null;}, delay);}};}const handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(viewer.canvas);const throttledMouseMove = throttle(function (movement) {const ray = viewer.camera.getPickRay(movement.endPosition);const cartesian = viewer.scene.globe.pick(ray, viewer.scene);if (cartesian) {const cartographic = Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian);const longitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.longitude);const latitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.latitude);console.log(`Mouse moved to longitude: ${longitude}, latitude: ${latitude}`);}}, 200);handler.setInputAction(throttledMouseMove, Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE);</script>
</body></html>

代码解释

该代码定义了一个节流函数 throttle，用于处理鼠标移动事件。通过节流，避免了鼠标移动事件过于频繁触发处理函数，减少了不必要的计算，提升了性能。

cesium 材质与交互以及性能相关介绍

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编程日记 2025/9/5 2:30:40

线程同步与互斥（上）

上一篇：线程概念与控制https://blog.csdn.net/Small_entreprene/article/details/146704881?sharetypeblogdetail&sharerId146704881&sharereferPC&sharesourceSmall_entreprene&sharefrommp_from_link我们学习了线程的控制及其相关概念之后&#…...

编程日记 2025/9/3 19:37:39

ngx_test_full_name

定义在 src\core\ngx_file.c static ngx_int_t ngx_test_full_name(ngx_str_t *name) { #if (NGX_WIN32)u_char c0, c1;c0 name->data[0];if (name->len < 2) {if (c0 /) {return 2;}return NGX_DECLINED;}c1 name->data[1];if (c1 :) {c0 | 0x20;if ((c0 &…...

编程日记 2025/9/5 6:08:17

R 列表：深入解析及其在数据分析中的应用

R 列表：深入解析及其在数据分析中的应用引言在R语言中，列表（List）是一种非常重要的数据结构，它允许将不同类型的数据项组合在一起。列表在数据分析、统计建模以及数据可视化中扮演着关键角色。本文将深入探讨R列表…...

编程日记 2025/9/2 15:10:18

智能体中的知识库、数据库与大模型详解

前言在 LLM（大语言模型）驱动的智能体架构中，知识库（Knowledge Base）、数据库（Database）和大模型（LLM）是关键组成部分，它们共同决定了智能体的理解能力、决策…...

编程日记 2025/9/4 0:15:27

AMD Versal™ AI Core Series VCK190 Evaluation Kit

AMD Versal™ AI Core Series VCK190 Evaluation Kit AMD VCK190 是首款 Versal™ AI Core 系列评估套件，可帮助设计人员使用 AI 和 DSP 引擎开发解决方案，与当前的服务器级 CPU 相比，该引擎能够提供超过 100 倍的计算性能。Versal AI Core …...

编程日记 2025/9/3 7:05:51

ARM-外部中断，ADC模数转换器

根据您提供的图片，我们可以看到一个S3C2440微控制器的中断处理流程图。这个流程图展示了从中断请求源到CPU的整个中断处理过程。以下是流程图中各个部分与您提供的寄存器之间的关系： 请求源（带sub寄存器）： 这些是具体的…...

编程日记 2025/9/3 22:11:25

【从零实现Json-Rpc框架】- 项目实现 - 客户端注册主题整合及 rpc流程示意

📢博客主页：https://blog.csdn.net/2301_779549673 📢博客仓库：https://gitee.com/JohnKingW/linux_test/tree/master/lesson 📢欢迎点赞 👍 收藏 ⭐留言 📝 如有错误敬请指正！ &…...

编程日记 2025/9/4 12:36:14

AWS 云运维管理指南

一、总体目标高可用性：通过跨可用区 (AZ) 和跨区域 (Region) 的架构设计，确保系统运行可靠。性能优化：优化AWS资源使用，提升应用性能。安全合规：利用AWS内置安全服务，满足行业合规要求（如GDPR、ISO 27001、等保2.0）。成本管控：通过成本优化工具，减少浪费，实现FinOp…...

编程日记 2025/9/4 21:37:14

vector的实现：

我们之前讲了vector的接口，我们今天来看一下vector的底层的实现： 在gitee上面我们的这个已经实现好了，我们看gitee就可以：vector的实现/vector的实现/vector的实现.h 拾亿天歌/拾亿天歌 - 码云 - 开源中国我们在这强调比较难的…...

编程日记 2025/9/3 11:36:42

flutter 专题九十六 Flutter开发之常用Widgets

上一篇，我们介绍了基础Widgets，接下来，我们看一下Flutter开发中一些比较常见的Widget。 Flutter Widget采用现代响应式框架构建，这是从 React 中获得的灵感，中心思想是用widget构建你的UI。 Widget描述了他们的视图在…...

编程日记 2025/9/5 3:07:58

Linux环境下内存错误问题排查与修复

最近这几天服务器总是掉线，要查一下服务器的问题。可以首先查看一下计算机硬件，这是一台某鱼上拼凑的服务器： sudo lshw -shortH/W path Device Class Description system NF5270M3 (To be filled by O…...

编程日记 2025/9/4 19:10:02

flutter 专题六十八 Flutter 多图片上传

使用Flutter进行应用开发时，经常会遇到选图、拍照等需求。如果要求不高，Flutter图库选择可以使用官方提供的image_picker，如果需要多选，那么可以使用multi_image_picker插件库。multi_image_picker库支持图库管理，多选…...

编程日记 2025/8/29 8:59:13

与总社团联合会合作啦

2025.4.2日，我社团向总社团联合会与暮光社团发起合作研究“浔川代码编辑器v2.0”。至3日，我社团收到回复： 总社团联合会： 总社团联合会已收到浔川社团官方联合会的申请，经考虑，我们同意与浔川社团官方联合…...

编程日记 2025/8/28 3:46:51

技巧：使用 ssh 设置隧道代理访问 github

问题由于不可知的原因，在国内服务器不能访问 Github。但是有clone代码需求，这里介绍一种可行的方法。解决办法使用 ssh 设置代理，让代理服务器请求 github 解决。第一步 ssh -fND 1080 用户名代理服务器IP这里的意思是监听 1080 端口…...

编程日记 2025/9/6 17:59:48

安装 TabbyAPI+Exllamav2 和 vLLM 的详细步骤

在 5090 显卡上成功安装 TabbyAPIExllamav2 和 vLLM 并非易事，经过一番摸索，我总结了以下详细步骤，希望能帮助大家少走弯路。重要提示： 用户提供的 PyTorch 安装使用了 cu128，这并非标准 CUDA 版本。请根据你的系统实…...

编程日记 2025/9/3 4:43:05

Linux 进程信号

目录信号生活角度的信号技术应用角度的信号 signal函数信号概念用kill -l命令可以察看系统定义的信号列表信号处理常见方式概览信号的产生通过键盘组合键发送信号通过系统函数向进程发信号由软件条件产生信号由硬件异常产生信号信号的保存阻塞信号 …...

编程日记 2025/9/5 10:56:53

【学习篇】fastapi接口定义学习

fastapi学习链接：用户指南 1. 路径参数访问fastapi接口的默认http路径为http://127.0.0.1:8000，/items为定义的接口函数read_item的路径，/{item_id}这个用大括号括起来的参数就是路径参数，接口函数可以通过引用这个路径参数名称…...

编程日记 2025/9/4 7:16:49

第十二步：react

React 1、安装 1、脚手架 npm i -g create-react-app：安装react官方脚手架create-react-app 项目名称：初始化项目 2、包简介 react：react框架的核心react-dom：react视图渲染核心react-native：构建和渲染App的核心…...

编程日记 2025/8/29 22:49:27

MySQL简介

MySQL 是由瑞典 MySQL AB 公司开发的一款开源关系型数据库管理系统（RDBMS），现归属 Oracle 公司。以下是其核心特点及简介： 1. 基础特性 - 开源免费：遵循 GPL 协议，个人及中小型企业可免费使用，…...

编程日记 2025/9/3 0:41:34

文章目录

cesium 材质 与 交互 以及 性能相关介绍

1. Cesium 材质与着色器简介

2. 具体实例应用核心代码及解释

3. 代码解释

Cesium 交互

1. 常见交互和事件类型

2. 示例代码及解释

3. 代码解释

cesium 性能优化

数据加载与管理

渲染优化

相机与场景管理

代码优化

服务器端优化

案例分享

1. 数据分块与按需加载

代码示例

代码解释

2. 视锥体剔除

代码示例

代码解释

3. 优化事件处理（节流）

代码示例

代码解释

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