cesium根据两点获取航向角(heading)与俯仰角(pitch)

本文介绍了如何使用Cesium库计算从一点到另一点的航向角(heading)和俯仰角(pitch)。通过详细步骤,揭示了在三维空间中确定方向的关键算法。

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1.获取航向角heading

//这个计算的是逆时针,如果需要顺时针,可以在返回的结果里+360即可.
function courseAngle(lng_a, lat_a, lng_b, lat_b) {
    //以a点为原点建立局部坐标系(东方向为x轴,北方向为y轴,垂直于地面为z轴),得到一个局部坐标到世界坐标转换的变换矩阵
    var localToWorld_Matrix = Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(lng_a, lat_a));
    //求世界坐标到局部坐标的变换矩阵
    var worldToLocal_Matrix = Cesium.Matrix4.inverse(localToWorld_Matrix,new Cesium.Matrix4());       
    //a点在局部坐标的位置,其实就是局部坐标原点
    var localPosition_A = Cesium.Matrix4.multiplyByPoint(worldToLocal_Matrix,new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(lng_a, lat_a),new Cesium.Cartesian3());
    //B点在以A点为原点的局部的坐标位置
    var localPosition_B = Cesium.Matrix4.multiplyByPoint(worldToLocal_Matrix,new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(lng_b, lat_b),new Cesium
<think>好的,我需要帮助用户在Cesium中设置多边形的俯仰角。首先,我需要理解用户的问题。用户提到了多边形(Polygon)和俯仰角,可能是指调整多边形在三维空间中的倾斜角度。俯仰角通常指物体绕X轴旋转的角度,即pitch。但Cesium的Polygon默认是贴地的,可能用户想让多边形在三维空间中倾斜,或者沿着某个轴旋转。 首先,我应该回顾Cesium中Polygon的基本用法。根据引用[2],用户可以通过Entity.polygon定义多边形,通常需要指定hierarchy坐标点。默认情况下,多边形是贴在地表或指定高度的平面上。如果用户想让多边形具有俯仰角,可能需要调整多边形的方向,使其绕某个轴旋转。 接下来,我需要考虑Cesium中如何实现旋转。Cesium的Entity支持orientation属性,可以设置四元数(Quaternion)或旋转矩阵(Matrix3)来定义实体的方向。因此,可能需要通过设置orientation来实现多边形的旋转。但Polygon本身是否支持orientation属性呢?需要查阅文档确认。 查阅Cesium的官方文档,Entity的orientation属性确实可以用于设置实体的方向,适用于所有Entity类型。因此,可以为Polygon实体设置orientation,然后通过四元数或欧拉角来定义旋转角度,包括俯仰角pitch)、偏航角(yaw)和滚动角(roll)。 那么具体步骤可能是:创建多边形实体时,指定其orientation属性为一个由欧拉角转换而来的四元数。例如,使用Cesium.Quaternion.fromHeadingPitchRoll(hpr)方法,其中hpr是HeadingPitchRoll对象,包含heading(偏航)、pitch(俯仰)、roll(滚动)的角度值。需要注意的是,角度单位是弧度。 但还需要考虑多边形的定位点。默认情况下,旋转是相对于实体的位置进行的,可能需要调整旋转中心点。或者,可能需要将多边形的高度设置为某个固定值,使其脱离地面,从而在三维空间中可见其旋转效果。 另外,用户可能需要将多边形提升到一定高度,然后应用俯仰角旋转,这样多边形才会在空间中倾斜。如果多边形贴地,旋转可能不会产生明显效果,因为贴地多边形始终地表平行。 总结步骤: 1. 创建多边形实体,指定其hierarchy坐标点,并设置适当的高度(height属性)使其脱离地面。 2. 定义俯仰角pitch),将其转换为弧度。 3. 使用Cesium.HeadingPitchRoll创建包含俯仰角的对象,注意heading和roll可能设为0。 4. 将HeadingPitchRoll转换为四元数,赋值给orientation属性。 5. 将实体添加到viewer.entities中。 此外,需要注意坐标系的问题。如果多边形的位置是相对于地球的,旋转可能需要考虑本地坐标系或固定坐标系。Cesium的orientation默认是本地坐标系,即相对于实体的位置。 可能遇到的问题:旋转后的多边形可能不在预期位置,需要调整旋转中心或坐标点。或者,旋转轴是否正确,需要确保pitch绕X轴旋转,这可能需要确认Cesium的欧拉角定义。 最后,验证示例代码的正确性,确保用户能够通过设置height和orientation实现俯仰角效果。</think>在Cesium中实现多边形的俯仰角需要通过设置实体的方向属性`orientation`,结合高度调整使其脱离地面。以下是具体实现步骤: ### 方法步骤 1. **定义多边形坐标高度** 创建多边形时需指定`hierarchy`坐标点,并设置`height`属性使其脱离地表,例如: ```javascript const polygonEntity = viewer.entities.add({ polygon: { hierarchy: Cesium.Cartesian3.fromDegreesArray([/* 经度1,纬度1, 经度2,纬度2,... */]), height: 1000, // 提升到1000米高度 material: Cesium.Color.BLUE.withAlpha(0.5) } }); ``` 2. **设置俯仰角方向** 使用`HeadingPitchRoll`定义旋转角度(俯仰角为绕X轴旋转),再转换为四元数赋值给`orientation`: ```javascript const pitchAngle = Cesium.Math.toRadians(30); // 俯仰角30度转弧度 const hpr = new Cesium.HeadingPitchRoll(0, pitchAngle, 0); // heading=0, roll=0 const orientation = Cesium.Quaternion.fromHeadingPitchRoll(hpr); polygonEntity.orientation = orientation; // 更新实体方向 ``` ### 关键原理 - **高度旋转关系**:贴地多边形(未设置`height`)旋转时视觉变化不明显,提升高度后旋转效果更易观察[^1]。 - **坐标系定义**:Cesium中`HeadingPitchRoll`的`pitch`对应绕本地X轴旋转,适合调整俯仰角度[^2]。 ### 完整代码示例 ```javascript const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer'); // 定义多边形坐标(示例为矩形) const coordinates = Cesium.Cartesian3.fromDegreesArray([ 120.0, 30.0, 121.0, 30.0, 121.0, 31.0, 120.0, 31.0 ]); const pitchAngle = Cesium.Math.toRadians(45); // 俯仰角45度 const polygonEntity = viewer.entities.add({ position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(120.5, 30.5), // 旋转中心点 polygon: { hierarchy: coordinates, height: 2000, material: Cesium.Color.RED.withAlpha(0.6) }, orientation: Cesium.Quaternion.fromHeadingPitchRoll( new Cesium.HeadingPitchRoll(0, pitchAngle, 0) ) }); viewer.zoomTo(polygonEntity); ```
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