Cesium 封装积雪效果

/*
 * @Descripttion: 
 * @version: 1.0
 * @Author: tanzheng
 * @Date: 2024-1-23 15:30:42
 */
/**
 * 
 * 封装天气场景
 * 积雪
 */
class SnowCover{

    constructor(viewer){
        
    }
    //创建雪
    createSnowCover(){
        this.collection = viewer.scene.postProcessStages;
        this._snowCover = new Cesium.PostProcessStage({
            name: 'czm_snowcover',
            fragmentShader: this.getSnowCover(),
            // uniforms: {
            //     snowIntensity: 3.0, // 积雪厚度, 0~1
            //   }
        });
        this.collection.add(this._snowCover);
        viewer.scene.skyAtmosphere.hueShift = -0.8;
        viewer.scene.skyAtmosphere.saturationShift = -0.7;
        viewer.scene.skyAtmosphere.brightnessShift = -0.33;
        viewer.scene.fog.density = 0.001;
        viewer.scene.fog.minimumBrightness = 0.8;
        
    }
    //获得雪的shader
    getSnowCover(){
        
        var fs= `
        
### Cesium 中实现积雪效果的方法 在 Cesium 中实现积雪效果可以通过自定义着色器或者利用地形材质的方式完成。以下是基于提供的引用内容以及专业知识整理的解决方案。 #### 使用自定义着色器实现积雪效果 通过计算当前像素的方向向量与模型法向量之间的夹角,可以决定该像素是否被积雪覆盖[^4]。具体步骤如下: 1. 获取视图坐标系中的单位长度法向量作为当前像素的上方向。 2. 计算当前像素在模型坐标系中的法向量(这是技术上的难点之一)。 3. 对上述两个向量进行点乘操作以获得 cos 值,用于判断积雪的覆盖程度。 4. 根据得到的 cos 值,在片段着色器中逐片元设置颜色值,从而模拟积雪效果。 以下是一个简单的代码示例,展示如何通过自定义材质实现积雪效果: ```javascript const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer'); // 定义一个带有积雪效果的材质函数 viewer.scene.globe.material = Cesium.Material.fromType('Color'); viewer.scene.globe.material.uniforms.color = new Cesium.Color(0.8, 0.8, 0.8, 1); // 添加自定义着色器逻辑 Cesium.Material._materialCache.addMaterial('SnowEffect', { fabric: { type: 'SnowEffect', uniforms: {}, source: ` czm_material snow(czm_materialInput materialInput){ czm_material material = czm_getDefaultMaterial(materialInput); // 法向量计算 vec3 normal = normalize(materialInput.normalEC); float dotValue = max(dot(normal, vec3(0.0, 1.0, 0.0)), 0.0); // 根据dotValue调整颜色 material.diffuse = mix(vec3(0.5, 0.5, 0.5), vec3(1.0, 1.0, 1.0), pow(dotValue, 2.0)); material.alpha = 1.0; return material; } `, }, translucent: function () { return false; }, }); ``` 此代码实现了基本的积雪效果,其中 `czm_material` 是 Cesium 的内置结构体,负责描述材质属性。 --- #### 结合地形高度实现更真实的积雪分布 如果希望进一步增强真实感,可以根据地形的高度来控制积雪的覆盖率。例如,高海拔区域更容易形成积雪,而低海拔区域则较少甚至无积雪。这通常需要结合地形数据和高度阈值来进行条件判断。 ```javascript function createSnowMaterial() { return Cesium.Material.fromType('Custom', { definitionChanged: new Cesium.Event(), getType: function () { return 'Custom'; }, getValue: function (time, result) { if (!result) { result = {}; } const heightThreshold = 2000; // 设置积雪高度阈值 result.heightThreshold = heightThreshold; return result; }, getFragmentShaderSource: function (material) { return ` uniform float heightThreshold; czm_material custom(czm_materialInput materialInput) { czm_material material = czm_getDefaultMaterial(materialInput); // 地形高度影响积雪覆盖率 float altitude = czm_surfaceHeight / czm_ellipsoidMaximumRadius; float coverageFactor = smoothstep(heightThreshold - 500, heightThreshold, altitude * 1e7); material.diffuse = mix(vec3(0.5, 0.5, 0.5), vec3(1.0, 1.0, 1.0), coverageFactor); material.alpha = 1.0; return material; } `; }, }); } viewer.scene.globe.material = createSnowMaterial(); ``` 在此代码中,我们引入了一个新的变量 `heightThreshold` 来表示积雪的高度阈值,并将其融入到材质计算过程中。 --- #### 注意事项 当尝试在较新版本的 Cesium(如 v1.102 及以上)中实现此类效果时,需注意 WebGL2 的兼容性问题[^5]。某些旧版功能可能已被废弃或替换为更适合现代图形 API 的替代方案。 ---
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