广东建设项目备案公示网站,清河做网站哪儿便宜,网站必须做可信认证吗,wordpress创建自定义分类法Cesium中通过射线计算日照 前段时间接触到一个需求#xff0c;需要实时的计算建筑的日照#xff0c;通常优先通过shadow map来实现。通过shadow map可以直接获取某一时刻的光照信息#xff0c;累积不同太阳光位置的shadow map即可得到物体表面的光照时长。
不过本人技术有限…Cesium中通过射线计算日照 前段时间接触到一个需求需要实时的计算建筑的日照通常优先通过shadow map来实现。通过shadow map可以直接获取某一时刻的光照信息累积不同太阳光位置的shadow map即可得到物体表面的光照时长。
不过本人技术有限还没能力手撕shadow map之前看了光线追踪的内容考虑到也可以通过射线求交的方法来计算物体表面是否直达光源来累积光照时长。
累积光照时长需要解决一下几个问题
对于复杂几何结构的物体不可能直接求交算法过于复杂需要知道不同时刻的太阳位置不同的日照时长通过不同的颜色来表达
OBB
这里仅实现对立方体的遮挡计算即通过计算物体的有向外包矩形来概化射线求交。
太阳位置
Cesium中内置了计算太阳位置的方法通过Simon1994PlanetaryPositions可以计算得到某时刻的太阳在地球坐标系内的位置。对应代码中的SunHelper.js文件中的方法。
let transforMatrixTransforms.computeTemeToPseudoFixedMatrix(date);
let sunposSimon1994PlanetaryPositions.computeSunPositionInEarthInertialFrame(date);
Matrix3.multiplyByVector(transforMatrix,sunpos,sunpos);由于晚上没必要计算日照所以多加一步在物体的位置生成一个平面当作地平线在平面以下的当作晚上在平面以上的当作白天。仅在平面以上的太阳位置需要参与计算
颜色表达
能累积到光照的次数后即可以直接换算到不同的颜色可以用LUT也直接除一个整数限制到1以内即可
实现流程
起止日期计算太阳位置
这里计算得到的太阳位置需要换成光线方向并不是需要真的太阳位置。太阳位置减去物体位置得到大致的光线方向。如下sunposs存储筛选后的太阳光线方向。
const startDate JulianDate.fromDate(new Date(2023/07/02 18:00:00));
viewer.clockViewModel.currentTime startDate;
const hours 24;
const sunposs [];
for (let i 0; i hours; i) {const date new JulianDate();JulianDate.addHours(startDate, i, date);console.log(date);let sunpos ComputeSunPos(date);const dir new Cartesian3();Cartesian3.subtract(sunpos, suninitpos, dir);Cartesian3.normalize(dir, dir);const dist Plane.getPointDistance(tgplane, sunpos);if (dist 0) {sunposs.push(dir);}
}生成立方体
我手上没有实际的楼的数据就手动创建了几个立方体来计算遮挡。
可以参看createBox方法。
立方体即当作OBB传入FragmentShader中参与相交计算。OBB通过一个立方体中心和立方体的三个半轴来构造。数据也仅传入立方体中心和三个半轴。
最开始担心精度抖动问题立方体中心点采用了EncodedCartesian3进行了高低位拆分。中心和半轴依次存入boxcenters和boxaxies中。
提交数据到GPU
数据还是通过uniform类型来提交暂未考虑数据过大的问题。
不支持uniform数组
调试的时候发现通过{type: , value: }提交数据后无法正确传入到shader中。翻看createUniformArray.js中的代码发现UniformArrayFloatVec3.set方法对于提交的数组并没有正确解析也可能是没找到正确的用法这里我直接改了对应的代码在设置value的时候判断一下是不是数组。
const value this.value instanceof Array?this.value:this.value.value;数据提交还是正常的fabric里面的rtc_lxs也是测试精度抖动问题感觉实际并没有多少效果。
fabric: {uniforms: {lxs: { type: vec3[${sunposs.length}], value: sunposs },boxcenters: { type: vec3[${boxcenters.length}], value: boxcenters },boxaxies: { type: vec3[${boxaxies.length}], value: boxaxies },rtc_lxs:new Cartesian3(-2764233.530084816, 4787599.944020384, 3170398.735383637)}}立方体求交
OBB求交就不多说了还是用的PlaneSet即一对平面立方体为三组平面通过计算射线的进去离开的时间来判断是否相交。
在FS中实现相交算法后即可遍历太阳位置和立方体判断每个太阳下立方体直接的相互遮挡记录相交次数。
在立方体相交时剔除法线和光线朝向反向的顶点保证背面不累计次数。
具体代码看仓库里面吧。懒得说了。
现有问题
目前计算过于耗时在距离立方体近的视角下帧数只有个位数后面有时间再优化一下。 边缘计算抖动 在能射到光源和不能射到光源的交界处计算总是抖动边界及其不稳定这个不知道啥问题有大佬懂得可以指教一下。
代码没整理后期优化。
仓库地址
YHLpuyu/cesium_shine: cesium实现日照分析纯几何方法 (github.com)
