Cesium 相机系统

Cesium 的相机系统是其 3D 地球渲染引擎的重要组成部分，它控制用户在虚拟地球上的视图和交互体验。Cesium 的相机系统具备灵活性和强大的功能，允许开发者自定义视图、导航和交互方式。以下是 Cesium 相机系统的主要特点和功能：

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1. 相机的基本概念

在 Cesium 中，相机表示为一个对象，包含位置、方向和视野范围等属性。相机的核心属性包括：

• 位置（position）：相机在世界坐标系中的位置，通常以 Cartesian3 表示。
• 方向（direction）：相机的朝向，即相机镜头的指向。
• 上方向（up）：定义相机的“上”方向。
• 右方向（right）：定义相机的“右”方向，通常与方向和上方向正交。

相机的这些方向属性决定了相机的视角和观察范围。

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2. 视图控制功能

Cesium 提供了一组函数，用于控制相机视图的切换和动画：

• 设置视图（setView）：

  viewer.camera.setView({
      destination: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(longitude, latitude, height),
      orientation: {
          heading: Cesium.Math.toRadians(heading),  // 朝向（方位角）
          pitch: Cesium.Math.toRadians(pitch),      // 倾斜角
          roll: Cesium.Math.toRadians(roll)         // 旋转角
      }
  });
  

  用于直接跳转到指定视图。

• 飞行到视图（flyTo）：

  viewer.camera.flyTo({
      destination: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(longitude, latitude, height),
      duration: 5, // 飞行时间
      orientation: {
          heading: Cesium.Math.toRadians(heading),
          pitch: Cesium.Math.toRadians(pitch),
          roll: Cesium.Math.toRadians(roll)
      }
  });
  

  为用户提供平滑的动画过渡效果。

• 缩放和倾斜：

  • camera.zoomIn(amount)：放大视图。
  • camera.zoomOut(amount)：缩小视图。
  • 通过调整 pitch 实现视角倾斜。

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3. 相机限制

Cesium 支持为相机视图添加限制，以防止用户查看超出指定范围的区域：

• 范围限制：

  camera.constrainedAxis = Cesium.Cartesian3.UNIT_Z; // 限制相机只能绕 Z 轴旋转
  

• 矩形范围约束：

  camera.lookAtRectangle(Cesium.Rectangle.fromDegrees(west, south, east, north));
  

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4. 事件监听

Cesium 支持监听用户与相机交互的事件，例如鼠标滚轮缩放、拖动地图等。主要的事件有：

• 鼠标操作事件：通过 ScreenSpaceEventHandler 实现。

  var handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(scene.canvas);
  handler.setInputAction(function (movement) {
      var cartesian = viewer.camera.pickEllipsoid(movement.endPosition);
      console.log(cartesian);
  }, Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE);
  

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5. 相机视锥

相机的视锥决定了视图中显示的内容。主要参数包括：

• 视锥角（Field of View, FOV）：
  相机的视锥角可以通过 camera.frustum 属性设置：

  viewer.camera.frustum.fov = Cesium.Math.toRadians(60); // 设置为60度
  

• 视距范围（Near/Far Clipping Planes）：
  控制相机视锥的近剪裁面和远剪裁面：

  viewer.camera.frustum.near = 1.0; // 最小可见距离
  viewer.camera.frustum.far = 5000000.0; // 最大可见距离
  

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6. 自由视角与锁定目标

• 自由视角：用户可以通过鼠标或触摸手势自由调整相机。
• 锁定目标：使用 lookAt 方法使相机聚焦在特定目标上：

  var target = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(longitude, latitude, height);
  viewer.camera.lookAt(target, new Cesium.Cartesian3(0, 0, 1000)); // 锁定目标，设置偏移量
  

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7. 第三人称/第一人称视角

Cesium 支持模拟第三人称（鸟瞰）和第一人称（地面）视角切换：

• 第三人称视角：通常使用较高的视距和倾斜角。
• 第一人称视角：

  viewer.camera.setView({
      destination: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(longitude, latitude, height),
      orientation: {
          heading: Cesium.Math.toRadians(0),
          pitch: Cesium.Math.toRadians(-90),
          roll: Cesium.Math.toRadians(0)
      }
  });
  

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Cesium 的相机系统功能丰富，可满足从简单的视图控制到复杂的交互和动画效果等各种需求。