cesium——根据航向俯仰角滚动角设置实体方向

本文介绍如何使用Cesium.Transforms.headingPitchRollQuaternion方法为Cesium实体设置特定的航向、俯仰和滚转角度,包括参数说明及示例代码。

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 在已知实体的航向俯仰角滚动角时设置实体的方向可使用方法

Cesium.Transforms.headingPitchRollQuaternion(origin, headingPitchRoll, ellipsoid, fixedFrameTransform, result)

其中,

origin: 中心点

headingPitchRoll: 航向,俯仰和滚转

ellipsoid: (可选)三维场景的椭球体

fixedFrameTransform: (可选)从参考帧到提供的椭球的固定参考帧的4x4变换矩阵

result: (可选)要存储结果的对象

下面是官网的示例

var center = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(0.0, 0.0);
var heading = -Cesium.Math.PI_OVER_TWO;
var pitch = Cesium.Math.PI_OVER_FOUR;
var roll = 0.0;
var hpr = new HeadingPitchRoll(heading, pitch, roll);
var quaternion = Cesium.Transforms.headingPitchRollQuaternion(center, hpr);

具体到实体设置,下面以添加模型实体为例设置实体的方向

var position = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.39, 39.9, 0)
viewer.entities.add({
    show: true,
    position: position,
    orientation: Cesium.Transforms.headingPitchRollQuaternion(
        position,
        new Cesium.HeadingPitchRoll(
            Cesium.Math.toRadians(10),
            Cesium.Math.toRadians(0),
            Cesium.Math.toRadians(0)
        )
    ),
    model: {
        uri : '/static/model/leida.gltf',
        scale: 1000
    }
})

 

### 在Cesium中计算两点之间俯仰角的方法或公式 在三维地理信息系统中,计算两点之间的俯仰角(pitch angle)是一个常见的需求。俯仰角通常是指从一个点到另一个点的方向向量与水平面之间的夹。以下将详细介绍如何在Cesium中实现这一计算。 #### 1. 计算两点之间的方向向量 假设给定两个点 \( P_1(x_1, y_1, z_1) \) 和 \( P_2(x_2, y_2, z_2) \),可以首先计算它们之间的方向向量: \[ \vec{v} = (x_2 - x_1, y_2 - y_1, z_2 - z_1) \] 这一步可以通过简单的坐标差值计算完成[^1]。 #### 2. 提取方向向量的垂直分量和水平分量 方向向量的垂直分量为 \( v_z = z_2 - z_1 \),而水平分量可以通过计算 \( \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} \) 得到[^1]。 #### 3. 使用反正切函数计算俯仰角 俯仰角 \( \theta \) 可以通过反正切函数 \( \arctan \) 计算: \[ \theta = \arctan\left(\frac{v_z}{\text{水平分量}}\right) \] 为了确保结果以弧度表示,可以使用 JavaScript 的 `Math.atan2` 函数,该函数能够正确处理象限问题: ```javascript function calculatePitchAngle(point1, point2) { const dx = point2.x - point1.x; const dy = point2.y - point1.y; const dz = point2.z - point1.z; const horizontalDistance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy); const pitchAngleRadians = Math.atan2(dz, horizontalDistance); // 如果需要度制,可以转换为度 const pitchAngleDegrees = pitchAngleRadians * (180 / Math.PI); return { radians: pitchAngleRadians, degrees: pitchAngleDegrees }; } ``` #### 4. 结合Cesium中的Cartesian3对象 在Cesium中,点通常以 `Cartesian3` 对象表示。因此,上述方法可以直接应用于 `Cartesian3` 坐标: ```javascript function calculatePitchAngleCesium(cartesian1, cartesian2) { const dx = cartesian2.x - cartesian1.x; const dy = cartesian2.y - cartesian1.y; const dz = cartesian2.z - cartesian1.z; const horizontalDistance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy); const pitchAngleRadians = Math.atan2(dz, horizontalDistance); const pitchAngleDegrees = pitchAngleRadians * (180 / Math.PI); return { radians: pitchAngleRadians, degrees: pitchAngleDegrees }; } // 示例用法 const point1 = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-115.0, 37.0, 100); // 经纬度及高度 const point2 = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-115.0, 37.1, 200); const result = calculatePitchAngleCesium(point1, point2); console.log(`俯仰角:${result.degrees.toFixed(2)} 度`); ``` #### 注意事项 - 俯仰角的正负取决于方向向量的垂直分量 \( v_z \)。如果 \( v_z > 0 \),则俯仰角为正值;反之为负值。 - 在实际应用中,可能需要考虑地球曲率对距离的影响,尤其是在大范围场景下。
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