Cesium中級(jí)教程3 - Camera - 相機(jī)(攝像機(jī))

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Camera

CesiumJS中的Camera控制場(chǎng)景的視圖选侨。有很多方法可以操作Camera,如旋轉(zhuǎn)(rotate)阎姥、縮放(zoom)捧灰、平移(pan)和飛到目的地(flyTo)互妓。CesiumJS有鼠標(biāo)和觸摸事件用來(lái)處理與Camrea的交互,還有API來(lái)以編程方式操作攝像機(jī)。了解如何使用Camera API和自定義相機(jī)控制(Camera controls)儡羔。

默認(rèn)Camera行為

打開Sandcastle中的Hello World樣例用來(lái)體驗(yàn)?zāi)J(rèn)的相機(jī)控制。默認(rèn)操作方式如下:

鼠標(biāo)操作 3D 2D Columbus視角
Left click + drag Rotate around the globe Translate over the map Translate over the map
Right click + drag Zoom in and out Zoom in and out Zoom in and out
Middle wheel scrolling Zoom in and out Zoom in and out Zoom in and out
Middle click + drag Tilt the globe No action Tilt the map
鼠標(biāo)操作 3D 2D Columbus視角
左鍵 + 拖拽 旋轉(zhuǎn)地球 在地圖上移動(dòng) 在地圖上移動(dòng)
右鍵 + 拖拽 縮放 縮放 縮放
中鍵滾輪 縮放 縮放 縮放
中鍵 + 拖拽 傾斜地球 無(wú)操作 傾斜地球

使用setView函數(shù)設(shè)置Camera的位置和方向璧诵。destination可以是Cartesian3Rectangle汰蜘,orientation可以是heading/pitch/rolldirection/up。航向角之宿、俯仰角和橫滾角以弧度定義族操。航向角是從正角度向東增加的局部北向旋轉(zhuǎn)。俯仰角是指從局部的東北平面開始的旋轉(zhuǎn)比被。正俯仰角在平面上方色难。負(fù)俯仰角在平面以下。很滾叫是圍繞局部東軸應(yīng)用的第一個(gè)旋轉(zhuǎn)等缀。

camera.setView({
    destination : new Cesium.Cartesian3(x, y, z),
    orientation: {
        heading : headingAngle,
        pitch : pitchAngle,
        roll : rollAngle
    }
});
viewer.camera.setView({
    destination : Cesium.Rectangle.fromDegrees(west, south, east, north),
    orientation: {
        heading : headingAngle,
        pitch : pitchAngle,
        roll : rollAngle
    }
});

上述的所有參數(shù)都是可選的枷莉。如果未指定,參數(shù)值將被設(shè)為默認(rèn)值用戶當(dāng)前Camera的位置和方向尺迂。

自定義Camera鼠標(biāo)或者鍵盤事件

創(chuàng)建我們自己的事件控制笤妙,根據(jù)鼠標(biāo)的朝向用于控制Camera的朝向,鍵盤的按鍵控制Camera向前噪裕、向左蹲盘、向右、向上膳音,以及向下召衔。首先從禁用默認(rèn)事件操作開始。在(javascript var viewe=...)之后添加下列代碼:

var scene = viewer.scene;
var canvas = viewer.canvas;
canvas.setAttribute('tabindex', '0'); // needed to put focus on the canvas
canvas.onclick = function() {
    canvas.focus();
};
var ellipsoid = viewer.scene.globe.ellipsoid;

// disable the default event handlers
scene.screenSpaceCameraController.enableRotate = false;
scene.screenSpaceCameraController.enableTranslate = false;
scene.screenSpaceCameraController.enableZoom = false;
scene.screenSpaceCameraController.enableTilt = false;
scene.screenSpaceCameraController.enableLook = false;

創(chuàng)建變量記錄當(dāng)前鼠標(biāo)位置祭陷,然后標(biāo)記并跟隨Camera移動(dòng)軌跡:

var startMousePosition;
var mousePosition;
var flags = {
    looking : false,
    moveForward : false,
    moveBackward : false,
    moveUp : false,
    moveDown : false,
    moveLeft : false,
    moveRight : false
};

添加一個(gè)事件控制用戶設(shè)置標(biāo)記苍凛,當(dāng)鼠標(biāo)左鍵被點(diǎn)擊的時(shí)候,用于記錄當(dāng)前鼠標(biāo)的位置:

var handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(canvas);

handler.setInputAction(function(movement) {
    flags.looking = true;
    mousePosition = startMousePosition = Cesium.Cartesian3.clone(movement.position);
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_DOWN);

handler.setInputAction(function(movement) {
    mousePosition = movement.endPosition;
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE);

handler.setInputAction(function(position) {
    flags.looking = false;
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_UP);

創(chuàng)建鍵盤事件控制用戶切換Camera移動(dòng)標(biāo)記颗胡。我們?yōu)橄铝邪存I和行為設(shè)置了標(biāo)記:

  1. w Camera向前毫深。
  2. s Camera向后。
  3. a Camera向左毒姨。
  4. d Camera向右哑蔫。
  5. q Camera向上。
  6. e Camera向下。
function getFlagForKeyCode(keyCode) {
    switch (keyCode) {
    case 'W'.charCodeAt(0):
        return 'moveForward';
    case 'S'.charCodeAt(0):
        return 'moveBackward';
    case 'Q'.charCodeAt(0):
        return 'moveUp';
    case 'E'.charCodeAt(0):
        return 'moveDown';
    case 'D'.charCodeAt(0):
        return 'moveRight';
    case 'A'.charCodeAt(0):
        return 'moveLeft';
    default:
        return undefined;
    }
}

document.addEventListener('keydown', function(e) {
    var flagName = getFlagForKeyCode(e.keyCode);
    if (typeof flagName !== 'undefined') {
        flags[flagName] = true;
    }
}, false);

document.addEventListener('keyup', function(e) {
    var flagName = getFlagForKeyCode(e.keyCode);
    if (typeof flagName !== 'undefined') {
        flags[flagName] = false;
    }
}, false);

現(xiàn)在當(dāng)標(biāo)記表明事件發(fā)生為true是闸迷,我們更新(update)camera嵌纲。我們新增**onTick的監(jiān)聽事件在clock中:

viewer.clock.onTick.addEventListener(function(clock) {
    var camera = viewer.camera;
});

接下來(lái),我們讓Camera指向鼠標(biāo)指向的方向腥沽。在變量聲明之后添加下列代碼到事件監(jiān)聽函數(shù):

if (flags.looking) {
    var width = canvas.clientWidth;
    var height = canvas.clientHeight;

    // Coordinate (0.0, 0.0) will be where the mouse was clicked.
    var x = (mousePosition.x - startMousePosition.x) / width;
    var y = -(mousePosition.y - startMousePosition.y) / height;

    var lookFactor = 0.05;
    camera.lookRight(x * lookFactor);
    camera.lookUp(y * lookFactor);
}

lookRightlookUp只需要一個(gè)角度參數(shù)用于表示旋轉(zhuǎn)的角度逮走。我們將鼠標(biāo)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為范圍(-1.0,1.0)今阳,坐標(biāo)(0.0师溅,0.0)位于畫布的中心。鼠標(biāo)距中心的距離決定了旋轉(zhuǎn)的速度盾舌∧钩簦靠近中心的位置移動(dòng)Camera的速度較慢,而遠(yuǎn)離中心的位置移動(dòng)Camera的速度較快妖谴。

最后窿锉,添加代碼用于移動(dòng)Camera的位置。然后添加下列代碼到事件響應(yīng)函數(shù):

// Change movement speed based on the distance of the camera to the surface of the ellipsoid.
var cameraHeight = ellipsoid.cartesianToCartographic(camera.position).height;
var moveRate = cameraHeight / 100.0;

if (flags.moveForward) {
    camera.moveForward(moveRate);
}
if (flags.moveBackward) {
    camera.moveBackward(moveRate);
}
if (flags.moveUp) {
    camera.moveUp(moveRate);
}
if (flags.moveDown) {
    camera.moveDown(moveRate);
}
if (flags.moveLeft) {
    camera.moveLeft(moveRate);
}
if (flags.moveRight) {
    camera.moveRight(moveRate);
}

moveForward膝舅、moveBackward嗡载、moveUpmoveDown仍稀、moveLeftmoveRight方法只需要一個(gè)距離參數(shù)(米)用于移動(dòng)Camera的距離洼滚。當(dāng)每一個(gè)按鍵被按下時(shí),Camera就會(huì)在球體表面移動(dòng)固定的距離琳轿。Camera離地面越近判沟,移動(dòng)的速度就越慢。

完整的代碼如下:

var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');

var scene = viewer.scene;
var canvas = viewer.canvas;
canvas.setAttribute('tabindex', '0'); // needed to put focus on the canvas
canvas.onclick = function() {
    canvas.focus();
};
var ellipsoid = viewer.scene.globe.ellipsoid;

// disable the default event handlers
scene.screenSpaceCameraController.enableRotate = false;
scene.screenSpaceCameraController.enableTranslate = false;
scene.screenSpaceCameraController.enableZoom = false;
scene.screenSpaceCameraController.enableTilt = false;
scene.screenSpaceCameraController.enableLook = false;

var startMousePosition;
var mousePosition;
var flags = {
    looking : false,
    moveForward : false,
    moveBackward : false,
    moveUp : false,
    moveDown : false,
    moveLeft : false,
    moveRight : false
};

var handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(canvas);

handler.setInputAction(function(movement) {
    flags.looking = true;
    mousePosition = startMousePosition = Cesium.Cartesian3.clone(movement.position);
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_DOWN);

handler.setInputAction(function(movement) {
    mousePosition = movement.endPosition;
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.MOUSE_MOVE);

handler.setInputAction(function(position) {
    flags.looking = false;
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_UP);

function getFlagForKeyCode(keyCode) {
    switch (keyCode) {
    case 'W'.charCodeAt(0):
        return 'moveForward';
    case 'S'.charCodeAt(0):
        return 'moveBackward';
    case 'Q'.charCodeAt(0):
        return 'moveUp';
    case 'E'.charCodeAt(0):
        return 'moveDown';
    case 'D'.charCodeAt(0):
        return 'moveRight';
    case 'A'.charCodeAt(0):
        return 'moveLeft';
    default:
        return undefined;
    }
}

document.addEventListener('keydown', function(e) {
    var flagName = getFlagForKeyCode(e.keyCode);
    if (typeof flagName !== 'undefined') {
        flags[flagName] = true;
    }
}, false);

document.addEventListener('keyup', function(e) {
    var flagName = getFlagForKeyCode(e.keyCode);
    if (typeof flagName !== 'undefined') {
        flags[flagName] = false;
    }
}, false);

viewer.clock.onTick.addEventListener(function(clock) {
    var camera = viewer.camera;

    if (flags.looking) {
        var width = canvas.clientWidth;
        var height = canvas.clientHeight;

        // Coordinate (0.0, 0.0) will be where the mouse was clicked.
        var x = (mousePosition.x - startMousePosition.x) / width;
        var y = -(mousePosition.y - startMousePosition.y) / height;

        var lookFactor = 0.05;
        camera.lookRight(x * lookFactor);
        camera.lookUp(y * lookFactor);
    }

    // Change movement speed based on the distance of the camera to the surface of the ellipsoid.
    var cameraHeight = ellipsoid.cartesianToCartographic(camera.position).height;
    var moveRate = cameraHeight / 100.0;

    if (flags.moveForward) {
        camera.moveForward(moveRate);
    }
    if (flags.moveBackward) {
        camera.moveBackward(moveRate);
    }
    if (flags.moveUp) {
        camera.moveUp(moveRate);
    }
    if (flags.moveDown) {
        camera.moveDown(moveRate);
    }
    if (flags.moveLeft) {
        camera.moveLeft(moveRate);
    }
    if (flags.moveRight) {
        camera.moveRight(moveRate);
    }
});

完整代碼請(qǐng)?jiān)L問(wèn))

Camera

Camera表示Camera當(dāng)前位置崭篡、方向、參考幀和視圖截錐的狀態(tài)吧秕。上面的Camera向量在每幀中都是正交的琉闪。
movezoom**函數(shù)平移Camera的位置按照它的方向或指定的方向矢量。方向保持固定不變砸彬。

image

looktwist**函數(shù)旋轉(zhuǎn)Camera的方向比如向上颠毙、或向右矢量。位置保持固定不變砂碉。

image

rotate*函數(shù)玄幻位置和方向基于給定矢量蛀蜜。

image

函數(shù)設(shè)置Camera給定范圍或位置和目標(biāo)的Camera位置和方向。例如:

var west = Cesium.Math.toRadians(-77.0);
var south = Cesium.Math.toRadians(38.0);
var east = Cesium.Math.toRadians(-72.0);
var north = Cesium.Math.toRadians(42.0);
var extent = new Cesium.Extent(west, south, east, north);
camera.viewExtent(extent, Cesium.Ellipsoid.WGS84);

創(chuàng)建變量ray增蹭,通過(guò)像素拾取Camera的位置滴某。該方法可用于拾取,例如:

// find intersection of the pixel picked and an ellipsoid
var ray = camera.getPickRay(mousePosition);
var intersection = Cesium.IntersectionTests.rayEllipsoid(ray, Cesium.Ellipsoid.WGS84);

Screen space camera controller

ScreenSpaceCameraController將用戶輸入(如鼠標(biāo)和觸摸)從窗口坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為Camera運(yùn)動(dòng)。它包含用于啟用和禁用不同類型輸入霎奢、修改慣性量以及最小和最大縮放距離的屬性户誓。

資源

可在Sandcastle中查看camera樣例代碼:

  1. Camera Tutorial
  2. Camera

API文檔:

  1. Camera
  2. ScreenSpaceCameraController

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