<think>我们正在使用Cesium库,目标是创建两个地理坐标点之间的动态线段(流动效果)。根据引用[^1]中提到的,我们可以通过自定义材质来实现流动线效果。
步骤:
1. 创建两个点(起点和终点)之间的线段(实线)。
2. 使用自定义材质(Material)来创建流动效果,这通常涉及到使用着色器(GLSL)编写材质,并在材质中根据时间变化来改变纹理坐标,从而实现流动的视觉效果。
引用[^1]中提到,他们提供了完整的代码示例,包括实线、虚线、动态线和流动线。因此,我们可以参考其中的流动线实现方法。
具体实现思路:
- 使用Cesium.PolylineGeometry创建一条线段。
- 为这条线段应用自定义的材质,材质中需要包含时间变量,以实现动态效果。
- 流动效果通常是通过在着色器中沿着线的方向移动纹理(比如一个渐变的透明度纹理)来实现的。
以下是一个简单的实现示例:
1. 定义流动线的材质(使用GLSL编写顶点着色器和片元着色器):
- 顶点着色器:传递纹理坐标(沿着线的方向,从0到1)。
- 片元着色器:根据时间变化和纹理坐标计算颜色,通常使用一个渐变纹理,并随时间移动纹理坐标。
2. 创建材质,并在材质中更新统一变量(uniforms)的时间。
3. 创建线段实体(Entity)或图元(Primitive),并应用该材质。
由于在Cesium中,我们通常使用Entity或Primitive API来添加图形。这里我们使用Primitive,因为它更灵活,特别是对于自定义材质。
注意:Cesium中,线段的材质需要支持多段线(polyline),所以我们需要使用`PolylineMaterialAppearance`。
但是,对于流动线,我们可能需要自己编写整个材质和外观(Appearance)。不过,我们可以通过创建一个自定义材质对象,然后将其用于PolylineGeometryInstance。
参考引用[^1]中的示例,我们可以这样实现:
步骤1:定义材质(Material)的源(Source)
我们可以创建一个自定义材质,命名为`DynamicLineMaterial`,它包含一个时间参数。
步骤2:创建线段几何体
使用起点和终点的坐标创建`Cesium.PolylineGeometry`。
步骤3:创建图元(Primitive)并添加到场景中
由于代码较长,下面给出关键代码片段:
首先,定义材质:
```javascript
// 自定义流动线材质
const dynamicLineMaterial = new Cesium.Material({
fabric: {
type: 'DynamicLine',
uniforms: {
color: new Cesium.Color(1.0, 0.0, 0.0, 1.0), // 线的颜色
speed: 1.0, // 流动速度
time: 0, // 时间,需要在渲染时更新
image: Cesium.Material.DefaultImageId // 可以使用默认的白色纹理,或者使用自定义的渐变纹理
},
source: `
czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput)
{
czm_material material = czm_getDefaultMaterial(materialInput);
// 获取纹理坐标(这里我们使用st,在Polyline中,st.s是沿着线的方向,0到1)
vec2 st = materialInput.st;
// 根据时间移动纹理坐标(减去时间,形成从起点到终点的流动)
st.t = fract(st.t - time * speed);
// 使用一个渐变纹理,这里我们用一个简单的渐变代替,实际中可以使用纹理图
// 或者用sin函数等生成周期性的透明度变化
float alpha = sin(st.t * 3.1415926); // 0到1再到0,形成一个脉冲
material.alpha = alpha;
material.diffuse = color.rgb;
return material;
}
`
}
});
```
但是,请注意,上面的着色器代码只是一个示例,实际效果可能需要调整。另外,在Cesium中,线段的材质输入中,`st`的t方向是沿着线的长度方向(从0到1),s方向是垂直方向(0到1,但通常我们只使用t)。
步骤2和3:创建线段并添加到场景
```javascript
// 起点和终点(经纬度坐标,高度)
const start = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.391, 39.907, 0);
const end = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.41, 39.92, 0);
// 创建线段几何体
const polylineGeometry = new Cesium.PolylineGeometry({
positions: [start, end],
width: 5.0 // 线宽
});
// 创建几何实例
const geometryInstance = new Cesium.GeometryInstance({
geometry: polylineGeometry
});
// 创建外观,使用自定义材质
const appearance = new Cesium.PolylineMaterialAppearance({
material: dynamicLineMaterial
});
// 创建图元
const primitive = new Cesium.Primitive({
geometryInstances: geometryInstance,
appearance: appearance,
asynchronous: false // 同步创建,便于立即显示
});
// 添加到场景
viewer.scene.primitives.add(primitive);
```
步骤4:更新材质的时间
我们需要在每一帧更新材质中的时间uniform。
```javascript
viewer.scene.preUpdate.addEventListener(function(scene, time) {
// 获取材质,并更新time
dynamicLineMaterial.uniforms.time = Cesium.JulianDate.now(viewer.clock.currentTime).secondsOfDay / 10.0;
});
```
注意:上面的更新方式只是示例,实际可以根据需要调整时间单位。
但是,上述实现存在一个问题:我们无法在材质中直接使用`czm_frameTime`(Cesium内置的帧时间)吗?实际上,在自定义材质的源中,我们可以使用`czm_frameTime`,但是这里我们通过uniform传递时间更可控。
另外,上面的着色器效果可能不够理想,我们可以改进:
例如,使用一个纹理图来模拟流动的光带,通过移动纹理坐标来实现流动。
改进的材质定义(使用纹理):
```javascript
// 首先,我们可以创建一个Canvas来生成一个渐变纹理(或者使用图片)
const canvas = document.createElement('canvas');
canvas.width = 256;
canvas.height = 1;
const context = canvas.getContext('2d');
const gradient = context.createLinearGradient(0, 0, 256, 0);
gradient.addColorStop(0, 'rgba(0, 255, 255, 0)');
gradient.addColorStop(0.25, 'rgba(0, 255, 255, 1)');
gradient.addColorStop(0.75, 'rgba(0, 255, 255, 1)');
gradient.addColorStop(1, 'rgba(0, 255, 255, 0)');
context.fillStyle = gradient;
context.fillRect(0, 0, 256, 1);
const flowTexture = new Cesium.Texture({
context: context,
source: canvas
});
// 然后,在材质中使用这个纹理
const dynamicLineMaterial = new Cesium.Material({
fabric: {
type: 'DynamicLine',
uniforms: {
color: new Cesium.Color(0.0, 1.0, 1.0, 1.0), // 可以叠加颜色
speed: 1.0,
time: 0,
flowTexture: flowTexture // 使用我们创建的纹理
},
source: `
uniform sampler2D flowTexture;
uniform float speed;
uniform float time;
uniform vec4 color;
czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput)
{
czm_material material = czm_getDefaultMaterial(materialInput);
vec2 st = materialInput.st;
// 移动纹理坐标,形成流动
float t = fract(st.t - time * speed);
// 从纹理中取颜色(纹理的s方向是0到1,t方向为0)
vec4 texColor = texture2D(flowTexture, vec2(t, 0.0));
material.alpha = texColor.a * color.a;
material.diffuse = color.rgb * texColor.rgb; // 混合颜色
return material;
}
`
}
});
```
这样,流动效果会更加平滑。注意,纹理是一维的(高度为1),所以我们使用t坐标的0.0。
最后,记得在渲染循环中更新时间:
```javascript
viewer.scene.preUpdate.addEventListener(function() {
// 这里使用秒数,速度可以调整
dynamicLineMaterial.uniforms.time = Cesium.JulianDate.now(viewer.clock.currentTime).secondsOfDay;
});
```
注意:由于`secondsOfDay`是一天的秒数,数值很大,所以我们在着色器中用fract取小数部分,这样就会形成循环。
以上就是一个简单的流动线实现。根据引用[^1]中的描述,他们可能提供了更完整的示例,包括如何调整速度、颜色等。
另外,引用[^2]中提供了Cesium中文API文档,如果在实现过程中需要查询API,可以参考。
由于代码较长,且需要结合具体的Cesium场景,建议用户根据实际情况调整。
相关问题:
1. 如何调整流动线的速度和颜色?
2. 如何实现多条流动线?
3. 流动线在3D地球上的高度如何设置?</think>### Cesium 中两点间动态流动线实现详解
在 Cesium 中实现两点间的动态流动线效果,需要结合自定义材质和着色器编程。以下是完整实现方案:
#### 核心实现代码
```javascript
// 1. 创建起点和终点(以北京和上海为例)
const start = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.40, 39.90); // 北京
const end = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(121.47, 31.23); // 上海
// 2. 创建流动线材质
const flowMaterial = new Cesium.Material({
fabric: {
type: 'FlowLine',
uniforms: {
color: new Cesium.Color(0.0, 0.7, 1.0, 0.8), // 流动线颜色
speed: 0.5, // 流动速度
image: Cesium.Material.DefaultImageId // 默认纹理
},
source: `
uniform vec4 color;
uniform float speed;
czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput) {
czm_material material = czm_getDefaultMaterial(materialInput);
// 计算纹理坐标(沿线段方向)
float t = materialInput.st.t;
// 创建动态偏移效果
float time = fract(czm_frameNumber * speed / 1000.0);
float alpha = 0.0;
// 生成流动光带效果
if (t > time - 0.1 && t < time) {
alpha = smoothstep(0.0, 1.0, (t - (time - 0.1)) * 10.0);
}
material.alpha = alpha * color.a;
material.diffuse = color.rgb;
return material;
}
`
}
});
// 3. 创建动态线段实体
const flowLine = viewer.entities.add({
polyline: {
positions: [start, end],
width: 8, // 线宽
material: flowMaterial, // 应用自定义材质
arcType: Cesium.ArcType.NONE // 直线连接
}
});
// 4. 添加起点终点标记(可选)
viewer.entities.add({
position: start,
point: { pixelSize: 15, color: Cesium.Color.RED }
});
viewer.entities.add({
position: end,
point: { pixelSize: 15, color: Cesium.Color.GREEN }
});
```
#### 关键实现原理
1. **着色器动态效果**:
- 通过 `czm_frameNumber` 获取连续帧数实现动画效果
- 使用 `fract()` 函数创建循环流动效果
- `smoothstep()` 函数实现光带平滑过渡
2. **参数控制**:
- `speed`:控制光点流动速度(值越大越快)
- `color`:RGBA格式控制线条颜色和透明度
- `width`:控制线条视觉宽度
#### 效果优化建议
1. **多段线支持**:
```javascript
// 创建多节点流动线
const positions = Cesium.Cartesian3.fromDegreesArray([
116.40, 39.90, // 北京
117.20, 38.90, // 天津
121.47, 31.23 // 上海
]);
```
2. **3D地形适配**:
```javascript
polyline: {
positions: positions,
clampToGround: true // 贴地效果
}
```
3. **性能优化**:
```javascript
// 使用Primitive替代Entity提升性能
const primitive = new Cesium.Primitive({
geometryInstances: new Cesium.GeometryInstance({
geometry: new Cesium.PolylineGeometry({
positions: positions,
width: 8
})
}),
appearance: new Cesium.PolylineMaterialAppearance({
material: flowMaterial
})
});
```
#### 完整示例效果
实现的光带效果会沿着线段方向循环流动,形成从起点到终点的动态光带效果,通过调整 `speed` 参数可控制光带移动速度,通过修改 `color` 可改变光带颜色[^1]。
[^1]:《Cesium 中两点绘制线的实现:实线、虚线、动态线、流动线详解》