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2025020618532100cc0f3465c403ad105e56ca8e8837f7193Cesium 是一个功能强大的 3D 地球可视化引擎,广泛用于地理信息系统(GIS)、航天模拟、科学可视化等领域。在 Cesium 中,时间管理是非常关键的,特别是对于动态场景和数据可视化。本文将详细介绍如何在 Cesium 中使用和配置时间,重点讲解如何利用 Cesium.ClockCesium.ClockRangeCesium.ClockStep 等类和选项来控制时间流的行为。

1. Cesium 中的时间系统

Cesium 使用 儒略日期(Julian Date) 来表示时间。儒略日期是一个连续的日期时间系统,允许方便地进行日期和时间的计算。它从公元前4713年1月1日开始计时。Cesium 使用 Cesium.JulianDate 来处理日期和时间,而不是传统的日历日期,这为处理高精度的时间和大规模的时空数据提供了便利。

在 Cesium 中,时间通常通过以下几个主要的类和属性来管理:

  • Cesium.Clock: 这是 Cesium 的核心时间控制类,它管理当前时间、开始时间、结束时间和时钟的步进方式。
  • Cesium.ClockRange: 用于控制时间范围的行为,如循环播放、停止等。
  • Cesium.ClockStep: 决定时间的步进方式,比如是使用系统时钟、或是以固定时间步长更新。

2. Cesium 时间的管理

2.1 Cesium.Clock

Cesium.Clock 是管理时间的核心对象。它包含了多个属性,用于控制时间的起始、当前和结束时间等。例如:


const clock = new Cesium.Clock({
  startTime: Cesium.JulianDate.fromIso8601("2025-01-01T00:00:00Z"),
  currentTime: Cesium.JulianDate.fromIso8601("2025-01-01T00:00:00Z"),
  stopTime: Cesium.JulianDate.fromIso8601("2025-01-02T00:00:00Z"),
  clockRange: Cesium.ClockRange.LOOP_STOP,
  clockStep: Cesium.ClockStep.SYSTEM_CLOCK_MULTIPLIER,
  multiplier: 3600,
  shouldAnimate: true
});
  • startTime: 设定时间轴的开始时间,通常是一个 JulianDate 对象。在上面的代码中,起始时间被设置为 2025 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC。
  • currentTime: 当前时间,也是一个 JulianDate 对象,指示时间的初始状态。它可以随时更新,用于反映当前的模拟时间。
  • stopTime: 设定时间轴的结束时间。当当前时间超过该时间时,时钟会根据设置的 clockRange 属性来决定行为。
  • clockRange: 控制时间的流动范围。常见的值有:
    • Cesium.ClockRange.LOOP_STOP: 当时间达到 stopTime 后停止。
    • Cesium.ClockRange.CLAMPED: 当时间达到 stopTime 后停止且不会再继续。
    • Cesium.ClockRange.LOOP_LOOP: 时间结束后,回到 startTime 重新开始。
  • clockStep: 设置时钟更新的方式。常见的值有:
    • Cesium.ClockStep.SYSTEM_CLOCK: 使用系统时钟控制时间步进。
    • Cesium.ClockStep.SYSTEM_CLOCK_MULTIPLIER: 使用系统时钟,但允许通过乘法器来调整时间的流速。
    • Cesium.ClockStep.TICK_DEPENDENT: 基于模拟时间步进更新。
  • multiplier: 一个用于调整时间流速的乘数。比如设置为 3600,表示每个 Cesium 更新周期的时间流逝相当于 1 小时(如果 clockStep 设置为 SYSTEM_CLOCK_MULTIPLIER)。
  • shouldAnimate: 如果设置为 true,Cesium 会根据时钟自动更新场景的时间。
2.2 Cesium.JulianDate

在 Cesium 中,时间的基本表示是 JulianDate。它是一个表示从公元前4713年1月1日开始经过的天数和秒数的浮点数。通过 Cesium.JulianDate.fromIso8601 方法可以轻松地将 ISO 8601 格式的日期转换为 JulianDate

例如,创建一个从 ISO 8601 格式字符串转换而来的 JulianDate


const date = Cesium.JulianDate.fromIso8601("2025-01-01T00:00:00Z");

此日期对象可以用作 startTimecurrentTimestopTime

3. Cesium 时钟的配置和控制

3.1 动态时间控制

通过 Cesium.Clock 类,可以动态控制时间的流速。例如,使用 multiplier 属性来调整时间流逝的速度:


viewer.clock.multiplier = 3600;  // 使得每次更新相当于流逝1小时

你也可以通过 GUI 或代码控制时钟流速,从而实现不同的动画效果。例如,你可以通过 dat.GUI 库添加一个界面元素,让用户实时调整时间流速。

javascript
const gui = new dat.GUI();
gui.add(viewer.clockViewModel, "multiplier", 0, 3600, 10);

这段代码将允许用户在 0 到 3600 之间调整时间流速,步进为 10。

3.2 时间与动画同步

在 Cesium 中,时间通常与动画同步。这意味着,当时间的进程发生变化时,场景中的动画、地球的旋转、卫星轨道等也会实时更新。设置 shouldAnimatetrue 会让这些动画根据时钟的当前时间进行更新。

javascript
viewer.scene.globe.enableLighting = true;

这行代码启用了地球表面光照效果,光照的变化也会随着时钟的进程而变化,这为模拟昼夜变化提供了支持。

4. 总结

Cesium 提供了强大的时间控制功能,利用 Cesium.ClockCesium.ClockRangeCesium.ClockStep 等类,可以轻松地控制时间流速、范围和步进方式。这对于时间相关的动画、模拟和可视化应用至关重要。通过结合 multipliershouldAnimate 等属性,可以实现从简单的时间控制到复杂的动画效果。

希望本文能帮助你更好地理解 Cesium 中的时间管理系统。如果你有更复杂的需求或问题,Cesium 的文档和社区也提供了丰富的资源来进一步探索。

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