cesium如何只画半个圆

<think>我们想要在Cesium中绘制一个半圆（只显示半个圆的图形）。根据Cesium的API，我们可以使用多种方法来实现，包括： 1. 使用椭圆（Ellipse）实体，并通过自定义材质（Material）来控制显示的角度范围（例如，只显示0到180度）。 2. 使用多边形（Polygon）实体，通过计算半圆的边界点来构建一个半圆形区域。 3. 使用折线（Polyline）来绘制半圆的轮廓（如果只需要轮廓的话）。 根据用户的需求，我们分别提供两种常见情况的解决方案： ### 情况1：填充的半圆（实心半圆） 我们可以通过创建一个椭圆（Ellipse）实体，并设置其材质为自定义的半圆材质（只显示一半）。但是Cesium的椭圆实体默认是显示整个椭圆，所以我们需要通过自定义着色器（shader）来裁剪掉一半。 另一种更简单的方法是使用多边形（Polygon）来构造一个半圆区域。我们可以通过计算半圆上的点来生成一个半圆形的多边形。 示例代码（使用多边形绘制实心半圆）： ```javascript // 假设中心点坐标（经度，纬度） const center = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.39, 39.91); const radius = 5000; // 半径（米） const startAngle = 0; // 起始角度（弧度，0表示正东方向） const endAngle = Math.PI; // 结束角度（弧度，Math.PI表示180度，即半圆） // 生成半圆的点（从起始角到结束角） const positions = []; for (let i = 0; i <= 100; i++) { const theta = startAngle + (endAngle - startAngle) * i / 100; const x = center.x + radius * Math.cos(theta); const y = center.y + radius * Math.sin(theta); positions.push(new Cesium.Cartesian3(x, y, 0)); } // 将中心点也加入，形成扇形（半圆是扇形的一种，角度为180度） positions.push(center); // 注意：这里需要将中心点加入，形成闭合区域 // 创建多边形实体 const semiCircle = viewer.entities.add({ polygon: { hierarchy: positions, material: Cesium.Color.RED.withAlpha(0.5) } }); ``` 注意：上面的方法创建的是一个扇形（从中心点展开的半圆），但如果我们不需要连接到中心点，而只需要一个半圆的边界和内部填充，那么我们可以不连接中心点，而是直接使用半圆上的点。但是这样创建的是一个半圆盘（从中心点展开）。如果我们不需要中心点，而是一个半圆的边界（即一个半圆形区域，但内部填充），那么我们可以只使用半圆上的点，并且多边形会自动闭合（从最后一个点连接到第一个点）。但是这样形成的半圆区域实际上是半圆加上一条直径。所以我们可以这样： 步骤： 1. 生成半圆边界上的点（从0度到180度，共100个点）。 2. 然后，我们不需要加入中心点，因为多边形会自动连接首尾（形成直径），这样就是一个半圆区域。 修改后的代码： ```javascript const positions = []; for (let i = 0; i <= 100; i++) { const theta = startAngle + (endAngle - startAngle) * i / 100; const x = center.x + radius * Math.cos(theta); const y = center.y + radius * Math.sin(theta); positions.push(new Cesium.Cartesian3(x, y, 0)); } // 此时，positions数组的第一个点和最后一个点分别是半圆的两个端点，多边形会自动连接这两个点（形成直径），所以整个图形就是半圆区域。 const semiCircle = viewer.entities.add({ polygon: { hierarchy: positions, material: Cesium.Color.RED.withAlpha(0.5) } }); ``` ### 情况2：半圆的轮廓线（不需要填充，只需要轮廓） 我们可以使用折线（Polyline）来绘制半圆的轮廓。注意，折线不会自动闭合，所以我们需要计算从0度到180度的半圆弧上的点。 示例代码： ```javascript const positions = []; for (let i = 0; i <= 100; i++) { const theta = startAngle + (endAngle - startAngle) * i / 100; const x = center.x + radius * Math.cos(theta); const y = center.y + radius * Math.sin(theta); positions.push(new Cesium.Cartesian3(x, y, 0)); } const semiCircleOutline = viewer.entities.add({ polyline: { positions: positions, width: 5, material: Cesium.Color.RED } }); ``` ### 使用椭圆实体和自定义材质实现半圆（高级） 如果我们希望使用椭圆实体，并且通过材质来控制只显示一半，我们可以使用自定义着色器。这种方法可以让我们利用椭圆的属性（如旋转、长短轴等），并且通过着色器来裁剪掉一半。 示例代码： ```javascript const semiCircleMaterial = new Cesium.Material({ fabric: { type: 'HalfCircle', uniforms: { color: Cesium.Color.RED }, source: ` czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput) { czm_material material = czm_getDefaultMaterial(materialInput); // 获取纹理坐标（st坐标，范围0~1） vec2 st = materialInput.st; // 将纹理坐标转换为角度（0~1对应0~2π） float angle = atan(st.y - 0.5, st.x - 0.5); // 从中心点(0.5,0.5)计算角度 if (angle < 0.0) angle += 2.0 * 3.14159265; // 只显示角度小于180度（π）的部分 if (angle > 3.14159265) { discard; } material.diffuse = color.rgb; material.alpha = color.a; return material; } ` } }); const ellipse = viewer.entities.add({ position: center, ellipse: { semiMajorAxis: radius, semiMinorAxis: radius, height: 0, material: semiCircleMaterial } }); ``` 注意：上面的着色器方法中，我们使用纹理坐标来计算角度。但是椭圆的纹理坐标原点在左下角，中心在(0.5,0.5)。我们计算从中心到当前点的角度，然后判断是否在0~180度之间，不在则丢弃（discard）该片段。 但是这种方法有一个问题：椭圆的默认旋转角度（0度）是正东方向，而我们的角度计算也是以正东方向为0度。所以这样绘制出来的半圆是正东方向开始的180度半圆。如果需要旋转，可以在椭圆实体上设置rotation属性。 另外，这种方法只适用于填充的椭圆，轮廓线需要使用其他方法（如折线）。 ### 总结 根据需求选择合适的方法： - 如果需要填充的半圆区域，可以使用多边形（Polygon）或自定义材质的椭圆（Ellipse）。 - 如果只需要半圆的轮廓线，可以使用折线（Polyline）。 对于需要动态变化或具有复杂外观的半圆，自定义材质可能是更好的选择。而对于简单的半圆，多边形或折线更直接。 ### 相关问题 1. 如何在Cesium中绘制任意角度的扇形（例如从30度到120度）？ 2. 如何让半圆的轮廓线具有动画效果（如扫描动画）？ 3. 在Cesium中如何绘制椭圆（非正圆）的半圆？ 4. 如何使半圆图形贴合地形表面？</think>在Cesium中绘制半圆（只显示半个圆的图形）可以通过以下几种方法实现，每种方法适用于不同场景： ### 方法一：使用多边形(Polygon)绘制半圆（推荐） ```javascript const center = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.39, 39.91); const radius = 5000; // 半径（米） const startAngle = 0; // 起始角度（弧度） const endAngle = Math.PI; // 结束角度（弧度）（180°） // 生成半圆点集 const positions = []; for (let i = 0; i <= 100; i++) { const theta = startAngle + (endAngle - startAngle) * i / 100; positions.push(new Cesium.Cartesian3( center.x + radius * Math.cos(theta), center.y + radius * Math.sin(theta), 0 )); } // 创建半圆实体 const semiCircle = viewer.entities.add({ polygon: { hierarchy: positions, material: Cesium.Color.RED.withAlpha(0.5), outline: true, outlineColor: Cesium.Color.WHITE, outlineWidth: 3 } }); ``` ### 方法二：使用椭圆(Ellipse)配合裁剪材质 ```javascript const semiCircleMaterial = new Cesium.Material({ fabric: { type: 'HalfCircle', uniforms: { color: Cesium.Color.BLUE }, source: ` czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput) { czm_material material = czm_getDefaultMaterial(materialInput); vec2 st = materialInput.st; // 计算当前片段角度 (0-2π) float angle = atan(st.y - 0.5, st.x - 0.5); if (angle < 0.0) angle += 2.0 * 3.14159265; // 只显示0-180°范围 if (angle > 3.14159265) discard; material.diffuse = color.rgb; material.alpha = color.a; return material; } ` } }); const semiCircle = viewer.entities.add({ position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.39, 39.91), ellipse: { semiMajorAxis: 5000, semiMinorAxis: 5000, // 等值即为圆形 material: semiCircleMaterial } }); ``` ### 方法三：使用折线(Polyline)绘制半圆轮廓 ```javascript const center = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.39, 39.91); const radius = 5000; const positions = []; // 生成半圆轮廓点 for (let i = 0; i <= 50; i++) { const theta = Math.PI * i / 50; // 0到π positions.push(new Cesium.Cartesian3( center.x + radius * Math.cos(theta), center.y + radius * Math.sin(theta), 0 )); } const semiCircleOutline = viewer.entities.add({ polyline: { positions: positions, width: 5, material: Cesium.Color.GREEN } }); ``` ### 关键参数说明： 1. **radius**：半圆半径（米） 2. **startAngle/endAngle**：控制显示的角度范围（弧度） - `0` 到 `Math.PI` (π) 表示 0°-180° - `Math.PI` 到 `2 * Math.PI` 表示 180°-360° 3. **material**：使用自定义着色器实现角度裁剪 4. **outline**：多边形轮廓线样式设置 ### 动态调整半圆角度 ```javascript // 动态更新显示角度范围 (30°-210°) semiCircle.polygon.hierarchy = new Cesium.CallbackProperty(() => { const newPositions = []; const start = Cesium.Math.toRadians(30); const end = Cesium.Math.toRadians(210); for (let i = 0; i <= 100; i++) { const theta = start + (end - start) * i / 100; newPositions.push(new Cesium.Cartesian3( center.x + radius * Math.cos(theta), center.y + radius * Math.sin(theta), 0 )); } return newPositions; }, false); ``` ### 应用场景对比： | 方法 | 适用场景 | 优点 | 缺点 | |--------------|-----------------------------|--------------------------|-------------------| | **多边形** | 填充式半圆 | 支持填充和轮廓，易于控制 | 需要计算点集 | | **椭圆+材质** | 需要利用椭圆特性的场景 | 支持旋转和椭圆变形 | 需要自定义着色器 | | **折线** | 只需轮廓线的半圆 | 简单高效 | 不支持填充 | ### 进阶技巧： 1. **添加扫描动画**：使用`CallbackProperty`动态更新角度范围 ```javascript let angle = 0; setInterval(() => { angle += 0.01; const start = angle; const end = angle + Math.PI; // 更新点集... }, 50); ``` 2. **地形贴合**：设置高度参考使半圆贴地 ```javascript ellipse: { // ... heightReference: Cesium.HeightReference.CLAMP_TO_GROUND } ``` 3. **椭圆半圆**：修改椭圆的长短轴比例 ```javascript ellipse: { semiMajorAxis: 7000, // 长轴 semiMinorAxis: 3000, // 短轴 rotation: Cesium.Math.toRadians(45) // 旋转角度 } ``` ### 相关问题 1. 如何在Cesium中实现动态旋转的半圆扫描效果？ 2. 如何让半圆图形贴合3D地形表面？ 3. Cesium中如何绘制带渐变色的半圆？ 4. 如何优化大量半圆实体的渲染性能？ 5. 在Cesium中如何实现半圆的精确角度控制？[^1][^2]