cesium实现水下效果，包含光影

<think>嗯，用户想了解如何用Cesium实现水下效果，包括光影。首先，我需要回忆一下Cesium的相关知识。Cesium是一个强大的WebGL地球可视化库，主要用于3D地图和地理数据展示。水下效果可能涉及到调整水面下的视觉效果，比如颜色、透明度，以及光线在水中的散射和折射效果。光影部分可能需要处理光照、阴影以及水面的反射和折射。 首先，水下效果可能需要修改相机的环境，当相机位于水下时，改变场景的色调或者添加雾效来模拟水下视线模糊的效果。Cesium中可能有相关的后期处理功能，比如使用PostProcessStage来添加颜色滤镜或者雾效。 然后，光影方面，水下的光线通常会有衰减，颜色也会变化，比如更深的地方会偏蓝或绿。可能需要调整场景的光照设置，或者自定义着色器来实现光线随着深度变化的效果。此外，水面的焦散效果（Caustics）可能需要动态纹理或投影技术，但Cesium本身可能不支持复杂的焦散模拟，可能需要借助自定义的GLSL着色器。 另外，水面本身的渲染也很重要。Cesium的Water材质可能需要调整，比如设置透明度、反射和折射属性，使得从水下看向水面时有正确的光学效果。同时，当相机进入水下时，可能需要检测相机的高度，并切换不同的渲染模式。 用户可能还希望知道如何动态切换水面上下效果，这可能需要监听相机的高度，并根据位置调整后期处理的效果参数。例如，当相机低于水面高度时，启用水下雾效和颜色调整，高于时则禁用。 需要注意的是，Cesium的官方文档可能没有直接提供水下效果的示例，所以可能需要结合多个功能来实现。比如使用自定义的PostProcessStage来调整颜色和雾效，结合材质属性调整水面的外观，以及可能的自定义着色器来处理光影效果。 还需要考虑性能问题，特别是如果效果过于复杂，可能会影响渲染帧率。因此，实现时需要优化着色器代码，合理使用后期处理阶段，避免过多的计算量。 总结一下，可能的步骤包括： 1. 使用PostProcessStage调整水下颜色和雾效。 2. 修改水面材质的反射和折射属性，使其在水下看起来更真实。 3. 检测相机位置，动态启用或禁用水下效果。 4. 可能通过自定义着色器模拟光线衰减和焦散效果。 5. 调整场景光照参数以适应水下环境。 需要查阅Cesium的API文档，特别是关于后期处理、材质和相机位置的部分，看看有哪些可用的接口和参数可以调整。此外，可能还需要参考社区或论坛中的类似实现案例，看看其他人是如何解决这个问题的。</think>在Cesium中实现水下效果（含光影）需要结合**材质调整、后期处理**和**相机状态检测**，以下是分步实现方案： --- ### **1. 基础水下环境设置** #### **1.1 水面材质调整** ```javascript // 创建水面（如使用Cesium内置Water材质） const waterSurface = viewer.entities.add({ rectangle: Cesium.Rectangle.fromDegrees(-180, -90, 180, 90), appearance: new Cesium.WaterAppearance({ material: new Cesium.WaterMaterial({ baseWaterColor: new Cesium.Color(0.1, 0.3, 0.6, 0.8), // 基础水色 specularMap: 'path/to/water_normal.jpg', // 法线贴图模拟波纹 frequency: 1000, // 波纹密度 animationSpeed: 0.05, // 动态波纹速度 normalMap: 'path/to/water_normal.jpg', }), }), }); ``` #### **1.2 水下雾效** ```javascript // 启用场景雾效，模拟光线衰减 viewer.scene.fog = new Cesium.Fog({ density: 0.001, // 雾密度（水下更浓） screenSpaceErrorFactor: 0.8, minimumBrightness: 0.1 // 最低亮度 }); ``` --- ### **2. 光影效果实现** #### **2.1 动态光线衰减** 通过**自定义着色器**调整光线随深度变化： ```glsl // 在PostProcessStage中编写GLSL片段着色器 uniform sampler2D colorTexture; uniform sampler2D depthTexture; varying vec2 v_textureCoordinates; void main() { vec4 color = texture2D(colorTexture, v_textureCoordinates); float depth = czm_readDepth(depthTexture, v_textureCoordinates); float depthFactor = clamp(depth * 0.1, 0.0, 1.0); // 深度系数 // 光线衰减（深蓝色调增强） color.rgb = mix(color.rgb, vec3(0.0, 0.3, 0.6), depthFactor * 0.5); gl_FragColor = color; } ``` #### **2.2 水面焦散（Caustics）投影** ```javascript // 加载动态焦散纹理（需预处理序列帧） const causticsStage = viewer.scene.postProcessStages.add( new Cesium.PostProcessStage({ fragmentShader: ` uniform sampler2D causticsTexture; uniform float time; void main() { vec2 uv = frg_texcoord.st + vec2(time * 0.02, 0.0); vec4 caustics = texture2D(causticsTexture, uv); gl_FragColor = gl_FragColor * (1.0 + caustics.r * 0.3); } `, uniforms: { causticsTexture: 'path/to/caustics_sequence_1.png', time: () => Date.now() / 1000 } }) ); ``` --- ### **3. 相机状态检测与切换** #### **3.1 检测是否在水下** ```javascript viewer.scene.preUpdate.addEventListener(() => { const cameraHeight = viewer.scene.globe.getHeight( viewer.camera.positionCartographic ); const isUnderwater = cameraHeight < 0; // 假设海平面高度为0 // 动态切换效果 causticsStage.enabled = isUnderwater; viewer.scene.fog.density = isUnderwater ? 0.003 : 0.0001; }); ``` --- ### **4. 优化建议** - **性能**: 使用低分辨率法线贴图，限制PostProcessStage数量 - **真实性**: 叠加动态粒子（气泡、浮游生物） - **兼容性**: 通过`viewer.scene.highDynamicRange`启用HDR提升光影层次 --- ### **效果示例** $$ \text{水下效果} = \text{基础水色} + \text{动态雾效} + \text{光线衰减} + \text{焦散投影} $$ 通过组合上述技术，可实现类似下图的效果（需实际调试参数）： ![示意图：水下蓝绿色调+动态波纹+焦散光斑] **关键公式**（光线衰减简化模型）： $$ I(d) = I_0 \cdot e^{-\beta d} $$ 其中，$I_0$为初始光强，$\beta$为衰减系数，$d$为水深。