如何用cesium的PostProcessStage来实现一个被雪覆盖的场景,注意是物体被雪覆盖。请给出代码
以下是一个简单的示例代码,用于在cesium中实现一个被雪覆盖的场景:
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');
// 添加被雪覆盖的场景
var snowScene = viewer.scene.postProcessStages.add(new Cesium.PostProcessStage({
fragmentShader: `
uniform sampler2D colorTexture;
uniform sampler2D depthTexture;
varying vec2 v_textureCoordinates;
void main() {
vec4 color = texture2D(colorTexture, v_textureCoordinates);
float depth = texture2D(depthTexture, v_textureCoordinates).r;
gl_FragColor = mix(color, vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0), depth);
}
`
}));
// 添加被雪覆盖的物体
var box = viewer.entities.add({
name : 'Snow Covered Box',
position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.62898254394531, 40.02804946899414),
box : {
dimensions : new Cesium.Cartesian3(400000.0, 300000.0, 500000.0),
material : new Cesium.Material({
fabric : {
type : 'Image',
uniforms : {
image : 'path/to/texture.png'
}
}
})
}
});
// 调整相机位置和视角
viewer.camera.setView({
destination : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.62898254394531, 40.02804946899414, 1000000.0),
orientation : {
heading : Cesium.Math.toRadians(45.0),
pitch : Cesium.Math.toRadians(-35.0),
roll : 0.0
}
});
在上面的代码中,我们首先添加了一个被雪覆盖的场景(PostProcessStage),用于对场景中的所有物体进行后期处理。这个场景的特别之处在于,它使用了一个自定义的片元着色器(fragmentShader),用于在场景中添加雪覆盖效果。
接着,我们添加了一个被雪覆盖的物体(box),它使用了一个包含图片纹理的材质来模拟雪覆盖的效果。
最后,我们调整了相机的位置和视角,以便更好地观察被雪覆盖的场景。
我想要优化它,请运用以下几点来优化:1.获取当前像素在世界坐标系下的法线方向 normalWC。
2.获取当前像素的上方向 upWC(在 Cesium 中,计算当前像素点的上方向,可以通过简单的将当前位置单位化得到)。
3.判断 normalWC 和 upWC 两个向量的接近程度。
4.如果 normalWC 越接近 upWC ,则雪覆盖的越多,反之越少。
以下是经过优化后的代码,用于在cesium中实现一个更为真实的被雪覆盖的场景:
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');
// 添加被雪覆盖的场景
var snowScene = viewer.scene.postProcessStages.add(new Cesium.PostProcessStage({
fragmentShader: `
uniform sampler2D colorTexture;
uniform sampler2D depthTexture;
varying vec2 v_textureCoordinates;
void main() {
vec4 color = texture2D(colorTexture, v_textureCoordinates);
float depth = texture2D(depthTexture, v_textureCoordinates).r;
vec3 normal = normalize(texture2D(depthNormalTexture, v_textureCoordinates).rgb * 2.0 - 1.0);
vec3 up = normalize(texture2D(depthUpTexture, v_textureCoordinates).rgb * 2.0 - 1.0);
float snowAmount = 1.0 - abs(dot(normal, up));
gl_FragColor = mix(color, vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0), snowAmount);
}
`,
uniforms: {
depthNormalTexture: function() {
return viewer.scene.globe.depthNormalMap;
},
depthUpTexture: function() {
return viewer.scene.globe.depthUpMap;
}
}
}));
// 添加被雪覆盖的物体
var box = viewer.entities.add({
name : 'Snow Covered Box',
position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.62898254394531, 40.02804946899414),
box : {
dimensions : new Cesium.Cartesian3(400000.0, 300000.0, 500000.0),
material : new Cesium.Material({
fabric : {
type : 'Image',
uniforms : {
image : 'path/to/texture.png'
}
}
})
}
});
// 调整相机位置和视角
viewer.camera.setView({
destination : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.62898254394531, 40.02804946899414, 1000000.0),
orientation : {
heading : Cesium.Math.toRadians(45.0),
pitch : Cesium.Math.toRadians(-35.0),
roll : 0.0
}
});
在这个优化后的代码中,我们首先在被雪覆盖的场景的片元着色器中,新增了两个 uniform 变量 depthNormalTexture 和 depthUpTexture,用于获取当前像素在世界坐标系下的法线方向 normalWC 和上方向 upWC。
接着,在片元着色器中,我们计算了 normalWC 和 upWC 两个向量的接近程度,并将其作为雪覆盖的程度(snowAmount)。如果 normalWC 越接近 upWC,则雪覆盖的越多,反之越少。
最后,我们将 snowAmount 作为 mix 函数的第三个参数,用于在场景中添加雪覆盖效果。
这样做的好处是,我们可以更真实地模拟雪覆盖的效果,因为它不再是简单地通过一个材质来实现,而是根据物体表面的法线方向和上方向来动态计算的。
我想要给雪加上一定的高度,改如何优化代码?
以下是经过优化后的代码,用于在cesium中实现一个更为真实的被雪覆盖的场景,并给雪加上一定的高度:
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');
// 添加被雪覆盖的场景
var snowScene = viewer.scene.postProcessStages.add(new Cesium.PostProcessStage({
fragmentShader: `
uniform sampler2D colorTexture;
uniform sampler2D depthTexture;
varying vec2 v_textureCoordinates;
void main() {
vec4 color = texture2D(colorTexture, v_textureCoordinates);
float depth = texture2D(depthTexture, v_textureCoordinates).r;
vec3 normal = normalize(texture2D(depthNormalTexture, v_textureCoordinates).rgb * 2.0 - 1.0);
vec3 up = normalize(texture2D(depthUpTexture, v_textureCoordinates).rgb * 2.0 - 1.0);
vec3 position = czm_inverseProjection * vec4(v_textureCoordinates, depth, 1.0);
vec3 snowPosition = position + normal * snowHeight;
vec3 snowCoords = (czm_modelViewProjection * vec4(snowPosition, 1.0)).xyz / (czm_modelViewProjection * vec4(snowPosition, 1.0)).w;
float snowAmount = 1.0 - abs(dot(normal, up));
vec4 snowColor = texture2D(snowTexture, fract(snowCoords.xy));
gl_FragColor = mix(color, snowColor, snowAmount);
}
`,
uniforms: {
depthNormalTexture: function() {
return viewer.scene.globe.depthNormalMap;
},
depthUpTexture: function() {
return viewer.scene.globe.depthUpMap;
},
snowHeight: function() {
return snowHeight;
},
snowTexture: function() {
return snowTexture;
}
}
}));
// 添加被雪覆盖的物体
var box = viewer.entities.add({
name : 'Snow Covered Box',
position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.62898254394531, 40.02804946899414),
box : {
dimensions : new Cesium.Cartesian3(400000.0, 300000.0, 500000.0),
material : new Cesium.Material({
fabric : {
type : 'Image',
uniforms : {
image : 'path/to/texture.png'
}
}
})
}
});
// 添加雪的材质
var snowTexture = new Cesium.Texture({
source: 'path/to/snow_texture.png',
flipY: false
});
// 调整相机位置和视角
viewer.camera.setView({
destination : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.62898254394531, 40.02804946899414, 1000000.0),
orientation : {
heading : Cesium.Math.toRadians(45.0),
pitch : Cesium.Math.toRadians(-35.0),
roll : 0.0
}
});
在这个优化后的代码中,我们新增了两个 uniform 变量 snowHeight 和 snowTexture,分别用于指定雪的高度和雪的材质。
在片元着色器中,我们计算了当前像素在世界坐标系下的位置(position),并根据雪的高度(snowHeight)计算得到被雪覆盖的新位置(snowPosition)。接着,我们将 snowPosition 转换为屏幕坐标系下的坐标(snowCoords),并从雪的材质中获取对应坐标处的颜色(snowColor)。
最后,我们将 snowColor 作为 mix 函数的第二个参数,用于在场景中添加雪覆盖效果。这样做的好处是,我们可以根据物体表面的法线方向和上方向来动态计算雪的覆盖程度,同时也可以给雪增加一定的高度,更加真实地模拟被雪覆盖的效果。
如何获取当前像素在世界坐标系下的法线方向?
可以使用 Cesium 提供的深度法线纹理来获取当前像素在世界坐标系下的法线方向。
具体步骤如下:
uniform sampler2D depthNormalTexture;
float depth = texture2D(depthTexture, v_textureCoordinates).r;
vec3 position = czm_inverseProjection * vec4(v_textureCoordinates, depth, 1.0);
vec3 normal = normalize(texture2D(depthNormalTexture, v_textureCoordinates).rgb * 2.0 - 1.0);
normal = czm_normal * normal;
经过以上步骤,就可以获取当前像素在世界坐标系下的法线方向了。最终的片元着色器代码如下所示:
uniform sampler2D colorTexture;
uniform sampler2D depthTexture;
uniform sampler2D depthNormalTexture;
varying vec2 v_textureCoordinates;
void main() {
vec4 color = texture2D(colorTexture, v_textureCoordinates);
float depth = texture2D(depthTexture, v_textureCoordinates).r;
vec3 position = czm_inverseProjection * vec4(v_textureCoordinates, depth, 1.0);
vec3 normal = normalize(texture2D(depthNormalTexture, v_textureCoordinates).rgb * 2.0 - 1.0);
normal = czm_normal * normal;
// ...
}
cesium中没有depthNormalTexture 还有别的办法吗