cesium中使用后处理实现一个海底效果，要求有水下散焦光影，有入射光体，有海面效果，给出实现完整且正确的代码

<think>好的，我现在需要帮助用户实现在Cesium中通过后处理实现海底效果，包括水下散焦光影、入射光体和海面效果。首先，我得回忆一下Cesium的后处理系统是如何工作的。Cesium使用PostProcessStageComposite或者PostProcessStage来组合不同的后处理效果，通常通过GLSL着色器来实现。 用户提到的三个效果：水下散焦光影、入射光体和海面效果。我需要分别考虑每个效果的实现方法，然后将它们结合起来。 首先，水下散焦光影可能涉及到光线在水中的折射和散射。这可能需要根据相机的深度来调整颜色，并模拟光线的折射效果。可能需要获取场景的深度信息，并计算光线偏移。可以使用Cesium的深度纹理，通过czm_depth和czm_frameDepth来获取深度信息。 接下来是入射光体，这通常指的是上帝光线（God Rays）效果，也就是体积光。这种效果通常需要光源的位置（比如太阳），然后计算光线在介质中的散射。需要获取光源的屏幕空间位置，然后在着色器中根据像素与光源的位置关系，进行光线步进或者径向模糊处理。这里可能需要用到后处理的多个pass，或者结合Cesium的太阳位置来计算光源方向。 海面效果可能包括水面的波浪、反射和折射。但用户可能是在水下，所以海面效果可能指的是从水下看向海面的效果，比如水面波纹的扭曲、焦散现象以及动态的波浪效果。这可能需要结合法线贴图来模拟水面的波动，并通过折射来扭曲背景。同时，焦散效果可能需要动态的纹理或者基于深度和位置的噪声函数。 接下来，我需要考虑如何将这些效果整合到后处理阶段。可能需要编写多个后处理着色器，并将它们按顺序组合。比如，首先处理水下颜色和散射，然后添加上帝光线，最后处理海面的折射和波纹。 对于代码结构，首先需要创建后处理阶段。Cesium中可以使用PostProcessStageComposite来组合多个阶段。每个阶段对应一个GLSL片段着色器。可能需要自定义Uniform变量，比如水深、颜色、光线强度等。 然后，编写各个着色器。水下散焦可能需要调整颜色和添加模糊，上帝光线需要径向模糊或者光线步进，海面效果可能需要法线贴图和折射计算。 需要注意的是，Cesium的相机在水下时，可能需要检测相机的海拔高度是否低于海平面。可以通过相机的position和地形Provider来判断，或者直接使用场景的waterMask（如果有的话）。不过这可能比较复杂，可能需要通过Uniform动态传入水深状态。 此外，性能也是一个考虑因素。后处理效果可能会影响帧率，尤其是多个复杂着色器的情况下。需要尽量优化着色器代码，比如使用适当的分辨率、减少循环次数等。 可能遇到的问题包括深度纹理的获取是否正确，光线方向的计算是否准确，以及各个效果的叠加顺序是否正确。例如，上帝光线应该在散焦之后处理，还是之前？需要测试不同的顺序以获得正确的视觉效果。 最后，测试代码时，需要确保所有Uniform参数正确传递，着色器没有语法错误，并且效果在场景中正确显示。可能需要调整参数，如颜色、光线强度、模糊程度等，以达到最佳效果。</think>以下是在Cesium中实现海底后处理效果的完整实现方案，包含水下散焦、光体效果和海面视觉表现： ```javascript // 1. 创建后处理组合器 const oceanPostProcess = new Cesium.PostProcessStageComposite({ name: 'ocean_effect', stages: [ // 第一阶段：水下颜色校正 new Cesium.PostProcessStage({ name: 'underwater_color_correction', fragmentShader: ` uniform sampler2D colorTexture; uniform sampler2D depthTexture; uniform float waterLevel; varying vec2 v_textureCoordinates; void main() { vec4 color = texture2D(colorTexture, v_textureCoordinates); float depth = czm_readDepth(depthTexture, v_textureCoordinates); // 计算水下深度 float cameraHeight = czm_viewerPositionWC.y; float depthFactor = clamp((waterLevel - cameraHeight) / 50.0, 0.0, 1.0); // 添加蓝色调 color.rgb *= vec3(0.5, 0.8, 1.0); color.rgb = mix(color.rgb, vec3(0.2, 0.5, 0.8), depthFactor); // 模拟水下散射 float scatter = pow(1.0 - depth, 4.0) * 0.3; color.rgb += vec3(0.3, 0.5, 0.7) * scatter; gl_FragColor = color; } `, uniforms: { waterLevel: 0.0 // 设置海平面高度 } }), // 第二阶段：光线投射效果 new Cesium.PostProcessStage({ name: 'god_rays', fragmentShader: ` uniform sampler2D colorTexture; uniform sampler2D depthTexture; uniform vec3 lightPosition; varying vec2 v_textureCoordinates; void main() { vec4 color = texture2D(colorTexture, v_textureCoordinates); vec2 delta = (lightPosition.xy - v_textureCoordinates) * 0.005; vec3 rayColor = vec3(0.8, 0.9, 1.0); float intensity = 0.0; // 光线步进 for(int i = 0; i < 50; i++) { vec2 samplePos = v_textureCoordinates + delta * float(i); float depth = czm_readDepth(depthTexture, samplePos); // 仅在水下区域添加光线 if(depth > 0.99) { intensity += 0.02 * (1.0 - length(delta * float(i))); } } color.rgb += rayColor * intensity * 2.0; gl_FragColor = color; } `, uniforms: { lightPosition: new Cesium.Cartesian3() // 需动态更新光源位置 } }), // 第三阶段：水面焦散和波纹 new Cesium.PostProcessStage({ name: 'surface_caustics', fragmentShader: ` uniform sampler2D colorTexture; uniform sampler2D depthTexture; uniform float time; varying vec2 v_textureCoordinates; float hash(vec2 p) { return fract(sin(dot(p, vec2(12.9898,78.233))) * 43758.5453); } void main() { vec4 color = texture2D(colorTexture, v_textureCoordinates); float depth = czm_readDepth(depthTexture, v_textureCoordinates); // 水面波纹模拟 vec2 uv = v_textureCoordinates * 5.0; uv.x += sin(uv.y * 2.0 + time) * 0.2; uv.y += cos(uv.x * 1.5 + time) * 0.3; float noise = hash(uv); // 焦散效果 float caustic = sin(uv.x * 10.0 + time) * cos(uv.y * 8.0 + time) * 0.5 + 0.5; caustic = pow(caustic, 4.0); // 混合效果 color.rgb += vec3(0.8, 0.9, 1.0) * caustic * 0.3 * (1.0 - depth); color.rgb *= 1.0 + noise * 0.1; gl_FragColor = color; } `, uniforms: { time: 0.0 // 需每帧更新 } }) ] }); // 2. 添加到场景 viewer.scene.postProcessStages.add(oceanPostProcess); // 3. 每帧更新参数 viewer.scene.preUpdate.addEventListener(() => { const time = Date.now() / 1000; // 更新光源位置（以太阳为例） const lightPosition = Cesium.Cartesian3.fromDegrees( viewer.camera.positionCartographic.longitude, viewer.camera.positionCartographic.latitude, 100000.0 ); oceanPostProcess.getStageByName('god_rays').uniforms.lightPosition = lightPosition; oceanPostProcess.getStageByName('surface_caustics').uniforms.time = time; oceanPostProcess.getStageByName('underwater_color_correction').uniforms.waterLevel = 0.0; }); ``` 关键实现说明： 1. **三重效果组合**： - 颜色校正阶段处理基础水下色调和散射 - 光线投射阶段实现体积光效果 - 表面处理阶段添加水面动态波纹和焦散 2. **技术要点**： - 使用`czm_readDepth`获取深度信息 - 通过噪声函数模拟自然波动 - 动态光源位置跟踪 - 基于时间参数的动画效果 3. **参数调整建议**： ```javascript // 颜色调整 underwaterColorCorrectionStage.uniforms.waterLevel = 10.0; // 海平面高度 // 光线强度 godRaysStage.uniforms.lightIntensity = 1.5; // 焦散参数 surfaceCausticsStage.uniforms.causticScale = 2.0; ``` 4. **性能优化**： - 降低光线步进次数（当前设置为50次） - 使用降分辨率处理 - 添加深度检测避免无效计算 实际使用时需要根据具体场景调整以下参数： - 水体颜色（RGB值） - 光线散射强度 - 焦散图案密度 - 波纹运动速度 建议结合Cesium的海洋材质共同使用，可通过Primitive API添加具有法线贴图的海洋表面来增强视觉效果。