Cesium 视域分析

好玩的东西大家都喜欢，但好玩又难嚼的东西就总让人心痒痒。视域分析应该说是GIS空间分析里比较经典又实用很广的功能，理论起来很简单，就是看得见与看不见的区分，上面实现的功能看得见绿色表示，看不见红色表示，对于工程师而已就是0与1的区分。

那么怎么来实现呢？在群里多次讨论过，为寻方便，就放这里了。

首先要明确一点，实现视域分析思路并不难，关键在于细节处理。记住这点，你就能实现它！

仅仅利用Cesium自带的API来怼出来是不太切合实际的，看过有人画面来贴建筑，示意线也画出来了，但真的好无趣，最后只能是浪费大量时间。我们地走正路，从图形学的角度出发，实现视域分析大方向可以通过模板和深度来实现，可能有的人眼前一亮，0与1之间的区分，模板不是最直接的选择吗，但从笔者实践来看，模板在Cesium里实现起来可没有深度那么来得方便，综合最终效果而言，个人也比较推荐用深度来实现比较好。

好了，大政方针确定了，开始实施。

我们视域分析的结果，不管可见与不可见，最终像素它都是在所分析对应的观察视角的CVV里，之外的像素是不用关心的，因此先将相机移到我们的观察视角，正常获取一张深度图（至于如何在Cesium里获取到深度图可参照另外一篇文章：Cesium渲染流程https://www.cnblogs.com/GISCesium/p/10420492.html）。在和正常场景渲染的深度图做对比，即可确定那些像素对于观察视角可见，那些不可见。

也可以自己获取深度图，我们需要自己先创建一个Framebuffer来承载我们的深度信息，在Cesium里就是放在一个纹理对象中来管理如下：

var framebuffer = new Framebuffer({
context : context,
depthStencilTexture : new Texture({
context : context,
width : context.drawingBufferWidth,
height : context.drawingBufferHeight,
pixelFormat : PixelFormat.DEPTH_STENCIL,
pixelDatatype : PixelDatatype.UNSIGNED_INT_24_8
})
});

具体参数就不过多介绍了，此时此刻，我们拥有了一个正常批次渲染中的“一帧”，再绑定到PassState上即可获取到了：

 scene.getDepth(clearCommand, PassState, secondCamera);
 pickDepth.update(context, PassState.framebuffer.depthStencilTexture);
 pickDepth.executeCopyDepth(context, PassState);

建议是通过自定义的方式获取，这样比较灵活，磨刀不误砍柴工，我一开始就自己封装好了不同阶段深度信息的获取类，到后面才真正体验到那叫一个方便啊。

原始场景的深度信息获取就更简单了，方式也多样，比如可以直接通过屏幕坐标反算得出：

…….
var drawingBufferPosition = SceneTransforms.transformWindowToDrawingBuffer(this._scene, windowCoordinate, new Cartesian2());
drawingBufferPosition.y = this._scene.drawingBufferHeight – drawingBufferPosition.y;
pickDepth.getDepth(context, drawingBufferPosition.x, drawingBufferPosition.y);

……

当然最偷懒的方式通过相机矩阵，利用向量变换也可以还原出实际深度值。

可能我们还是觉得这样一通操作，还是麻烦了，之前也说过，利用Cesium自带的ShadowMap也可以实现视域分析，这种方式确实在Cesium基础之上改一改就完事。对于要加强Cesium源码掌控的不建议这样做，但为了尽快出效果可以先试试这种方式。基于ShadowMap的思路比较简单，这里就简明扼要的记录一下。

Cesium以Command的方式周而复始地实时刷新场景的样子，让我们看到一个个三维场景，而有的命令具备这样的特征：一方面它具有通用特性，甚至是影响全局的；另外一方面它并不是每一帧都需要的。针对这些命令把他们放在derivedCommands的计算流程里，根据实际情况进行必要的计算。

在updateDerivedCommands函数里我们看得就比较清晰：

这里可谓分工明确，其中就有我们关心的阴影生成相关系的shadows分支命令的计算。这里需要强调一下，Scene场景下用于阴影分支计算的是单独的ShadowMap，而非自己实例化的ShadowMap，这里处理
不好，会影响后面视域分析结果与原生阴影之间的关系，甚至冲突。

至于Shader，直接看ShadowMap这个类就行了，判断一下那些在阴影区，那些不在，判断的方法Cesium也提供了直接的方法，我们唯一要做的就是添加指定颜色uniform变量以及其它调控参数即可，上图并
不是唯一的效果，你也可以改出这样的的效果：

因为采用了传统透视投影的视锥体示意，完全可以根据弧度自己画示意线即可，这都不是什么核心问题了。



总结一下，利用Cesium原生的技术即可完成视域分析功能这条路确实行得简单脱俗，但这里面隐藏了很多值得去深挖的问题，一个牵扯一个，环环相扣；再改造Cesium源码的过程中很多表面上莫名其妙
的报错往往是因为没有看清源码意图导致的，所以有时间还是实战一把对技术提升必将大有裨益。开源如此炫丽，但问题的根本不在于谁在用开源，而在于谁利用得好。

祝愿周末没事，技术继续分享交流，群685834990