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Cesium 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.Clock
、Cesium.ClockRange
、Cesium.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 startTime
、currentTime
或 stopTime
。
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 shouldAnimate
为 true
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.Clock
、Cesium.ClockRange
和 Cesium.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 multiplier
和 shouldAnimate
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。