Cesium入门之十：Cesium加载3DTiles数据

3DTiles介绍

3DTiles是一种面向网格化、可展示的大规模三维空间数据格式，专门为流式传输和渲染海量3D地理空间数据而设计的，用于存储和管理基于网格的三维模型数据。其数据结构基于B3DM和PNTS格式，可以支持多个级别的LOD，并使用Tilesets（瓦片集合）来组织和管理数据。3DTiles具有以下特点：

• 支持大规模、高精度的三维模型数据展示。
• 采用标准的json格式描述数据结构和元数据。
• 使用DRACO和LZMA等压缩算法，提高数据传输和存储效率。
• 支持多级别的LOD，并支持快速开启、关闭不同级别的数据层。

3DTiles数据结构

在3DTiles中，一个瓦片集(Tileset)是由一组瓦片(Tile)按照空间数据结构(树状结构)组织而成的，它至少包含一个用于描述瓦片集的JSON文件(包含瓦片集的元数据和瓦片对象),其中每一个瓦片对象可以引用下面的其中一种格式，用于渲染瓦片内容:

b3dm和i3dm格式是基于glTF构建的，它们的瓦片内容在二进制体中嵌入了glTF资源，包含模型的几何和纹理信息；pnts格式则没有嵌入glTF资源。
在3DTiles数据结构，Tileset（瓦片集）是3DTiles的主要管理单元，包括Tileset全局信息、Tileset资源路径、Tileset根Tile等。每个Tileset包含多个Tile，表示不同的数据层级和视野级别，每个Tile内部又包含多个子Tile。最底层的Tile可包含具体的3D模型数据，称为Leaf Tile。

Cesium中与3DTiles相关的类

1.Cesium3DTileset类

Cesium3DTileset类是3DTiles数据的主要管理类，负责加载和渲染Tileset。Cesium3DTileset类允许该3D瓦片集的多个3D瓦片在不同的细节级别之间互相切换，从而实现在不同距离和观察角度下提供适当的细节。该类还提供了一个易于使用的接口来控制3D瓦片集的可见性、样式、位置和旋转等方面，以及管理预加载、缓存和卸载等功能，可用于开发高效、可靠且具有交互性的3D地球应用程序。

常用属性：

• url：3D瓦片数据的URL地址。
• modelMatrix：该3D瓦片集的模型矩阵。
• boundingSphere：3D瓦片集的边界球体（bounding sphere），用于计算和处理可见性和碰撞检测等。
• root：3D瓦片集的根瓦片（root tile）。
• ready: 一个Boolean类型的属性，用于指示3D瓦片是否已准备好渲染。

常用方法：

• destroy()：销毁3D瓦片及其内容。
• getProperty(name)：根据属性名称获取3D瓦片的属性值。
• setProperty(name, value)：设置3D瓦片的属性值。
• hasProperty(name)：判断3D瓦片是否包含指定名称的属性。
• makeStyleDirty()：通知3D瓦片集需要重新应用样式。
• show：设置3D瓦片集的可见性。

2.Cesium3DTileStyle类

Cesium3DTileStyle是用于指定和应用3D瓦片集的样式的类；它可以控制3D瓦片的颜色、点大小、标签风格和文本内容等；它可以对3D瓦片进行分类和着色，以及创建基于属性（如高度、分类或时间）的动态样式。

常用属性：

• color：3D瓦片的颜色，可以是rgba、rgb或16进制颜色值。
• pointSize：3D瓦片中点的大小。
• labelStyle：3D瓦片中的标签的样式。
• labelText：3D瓦片中标签的文本内容。
• show：3D瓦片的可见性。
• style：3D瓦片的所有样式属性。

3.Cesium3DTileContent类

Cesium3DTileContent是用于表示单个3D瓦片的内容和几何信息的类。它可以使用Cesium3DTileContent类来设置和获取3D瓦片中存储的几何和元数据属性，并将其应用于3D瓦片中的3D对象。

常用属性

• featuresLength：3D瓦片内容中包含的要素数量。
• pointsLength：3D瓦片内容中包含的点数量。
• trianglesLength：3D瓦片内容中包含的三角形数量。
• geometryByteLength：3D瓦片内容的几何数据字节长度。
• texturesByteLength：3D瓦片内容的纹理数据字节长度。

常用方法

• hasProperty(batchId,name)：检查3D瓦片内容中是否存在具有指定名称的属性值。该方法需要两个参数：
  batchId：要检查属性的要素在批处理表中的索引。
  name：要检查的属性名称。

该方法将返回一个布尔值，指示在批量表的指定批量ID上下文中，是否存在指定属性。

该方法主要用于动态创建和应用3D瓦片样式，使用3D瓦片内容的hasProperty方法可以检查3D瓦片是否具有指定名称的属性，以便选择性地应用样式。例如，可以检查3D瓦片中是否存在“height”属性，然后根据条件对3D瓦片进行分类和着色，或启动特定的动画效果。

• getFeature(batchId)：获取批处理表中指定索引的要素的属性值集合。该方法需要一个参数：
  batchId：要获取属性的要素在批处理表中的索引。

该方法将返回一个包含指定要素的所有属性值的JavaScript对象，这些属性值位于批量表对象中，并且属性的键的名称与其在批量表中的名称相同。

该方法主要用于在Cesium中与3D瓦片交互和操作。除了获取批量表中的属性值之外，还可以使用此方法将元数据附加到要素上，以支持元数据功能。例如，在调用此方法之后，可以将附加的元数据名称和值存储在要素对象中，然后、在应用特定的3D瓦片样式、动态筛选查询或者其他与要素交互的操作中使用这些元数据属性。

注意，如果尝试获取不存在的批处理ID的要素属性，则该方法将返回 undefined。同时，如果要获取的要素具有不完整或错误的属性数据，则该方法可能会返回错误或部分属性数据。

4. Cesium3DTileFeature类

Cesium3DTileFeature类用于表示3D瓦片中的单个要素（feature）及其相关属性。

常用属性

• color：颜色属性，用于设置3D瓦片要素的颜色。颜色支持RGBA（红/绿/蓝/透明通道）格式，它可以是一个数组，数组的结构为[red, green, blue, alpha]，每个值的范围为0到1之间。Cesium3DTileFeature类允许设置颜色以覆盖3D瓦片的默认颜色。
• featureId：要素ID属性，它是一个任意类型的值，用来定义3D瓦片中的每个要素的唯一标识符。开发人员可以使用这个属性来追踪特定的3D瓦片要素，并在需要时选择性地对其进行操作。
• polylinePositions：存储要素的线位置的属性（如果存在）。该属性用于3D瓦片中的线型要素，并包含一组数值数组，用于指定该要素的线型样式的位置。每个数值数组都被解释为一个Cartesian3坐标。
• primitive：与要素相关的图元对象，可以用于检索要素的几何图形信息和进行交互操作。该属性允许开发人员直接访问3D瓦片中的要素及其相关属性数据。
• tileset：与要素相关的3D瓦片集对象。该属性用于获取要素所在的3D瓦片集对象，以便进行交互操作和操作。

常用方法

• getProperty(name)：获取要素在批量表中的具有指定名称的属性值。
• setProperty(name, value)：设置指定名称的属性值。
• hasProperty(name)：检查要素在批量表中是否具有指定名称的属性。

5.Cesium3DTile类

Cesium3DTile类用于表示3D瓦片数据。

常用属性

• boundingSphere：一个包含3D瓦片的最小球型边界体。该属性用于裁剪和优化3D瓦片的显示性能。boundingSphere由边界盒计算得到，并可以通过调用update()方法来更新它。
• children：一个包含所有子瓦片的数组。每个子瓦片都是Cesium3DTile实例。当3D瓦片的内容对象包含多个数组时，它们通常将为每个数组创建子瓦片来管理这些数组。
• computedTransform：一个包含从父瓦片到当前瓦片的4x4矩阵的数组。该矩阵用于将当前瓦片的内容对象转换为父瓦片的坐标系。computedTransform在更新瓦片转换矩阵时被重新计算。如果瓦片没有父瓦片，则computedTransform为单位矩阵。
• content：3D瓦片的内容对象，通常包含地理信息和属性数据等相关信息。
• geometricError：3D瓦片的几何误差，表示3D瓦片的最大距离误差。Cesium使用这个属性来计算3D瓦片的显示优先级和细节层次。
• extras：一个包含3D瓦片的任意附加数据的对象。Cesium3DTile中的extras属性允许开发人员存储和访问与瓦片相关联的任何额外数据。
• parent：一个指向父瓦片的指针。父瓦片是当前瓦片的直接上级。如果当前瓦片没有父瓦片，则parent属性将为null。
• transform：一个从模型坐标系到世界坐标系的4x4矩阵。该矩阵用于将3D瓦片内容对象从模型坐标系转换为世界坐标系。transform矩阵通常在加载3D瓦片时通过调用update()方法计算得到。
• tileset：与3D瓦片关联的3D瓦片集对象。

Cesium中加载3DTiles数据的示例

 try {
    const tileset = await Cesium.Cesium3DTileset.fromIonAssetId(75343);
    viewer.scene.primitives.add(tileset);
  } catch (error) {
    console.log(`Error loading tileset: ${error}`);
  }
  viewer.scene.globe.depthTestAgainstTerrain = true;