分类单体化的说明
2020-03-06 14:38:00
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最后修改时间:2020-04-09 16:25:45

我记得我是写过一篇关于倾斜单体化的文章的,但是现在找不到了。不过找不到也好,就让他随风逝去吧,因为当时我写那篇文章的时候,就发现了cesium实际是有另一种更高效的单体化。就下面这个示例  


https://cesiumjs.org/Cesium/Build/Apps/Sandcastle/index.html?src=3D%20Tiles%20Photogrammetry%20Classification.html


    


我们来看看他的代码:



第1 ~ 第9行 添加了大楼的3dtiles,并且相机定位过去。


第12~第19行添加一个分类3dtiles。这里面最关键的是第14行,设置了一个classificationType 属性。


第22~最后一行 实际是添加这个分类3dtiles,但是没有设置classificationType ,用来和第二个对比。我们切换之后是这样的


 

从这个示例,我们得知,cesium可以使用一个3dtiles B 对 另一个3dtiles A 进行分类,并且使用可以使B包含A的部分高亮和鼠标交互。至于这种紧贴模型的效果怎么出来的,不是今天的重点,可以提一句,其实就是经典的shadow volumn 阴影的渲染方法。 类比我们曾经倾斜单体化,我们所需要的就是点击倾斜模型A的一些部分(比如一栋大楼)能单独高亮显示,并且附加gis属性。那么我们前提需要两个3dtiles:第一个就是倾斜模型的3dtiles A,这个ok,使用cesiumlab的倾斜处理工具很容易就处理了。第二个就是这个携带gis属性的分类3dtiles B,下来我们就要重点说说这个分类3dtiles如何生成。  


我们这个分类3dtiles有如下的特点:

1, 考虑到我们一般是用来分割建筑物 或者 建筑物的楼层,那么这个分类3dtiles必然是个柱体,也就是说侧面是垂直的,顶面是平行地表的。

2, 考虑到shadow volumn算法的要求,阴影体必须是包围的,所以我们必须构造一个封闭的柱体,也就是需要底面。


我们再来看这个需求,很简单,只要我们有了建筑轮廓矢量 以及 这个矢量面的 底面高度 和 顶面高度,就可以构造这个3dtiles。所以我就在我的另一个工具,建筑物矢量面工具中扩展了这个功能  


image.png

 

用这个工具,我们来生成一个分类大雁塔3dtiles(参数渲染见上图,数据还是上次做大雁塔的单体化示例矢量数据)

QQ截图20200409154221.png

 

本以为我们加上  classificationType  : Cesium.ClassificationType.CESIUM_3D_TILE 这个属性,就万事ok了,可是没想到折腾了一天多,才搞定。我们来说说我踩到的坑。先来看看cesium官方对这个属性的解释  


    

这段话下面少见的标注了 试验性提示,大意说这个3dtiles的分类属性尚未完成可能随时修改,这个属性在1.37版本里都有,到现在快一年了竟然还是这样子,只有一个可能,需求太少了,几乎没人在做这种3dtiles。:  ( 其中还有很关键的指出来,这种3dtiles对gltf有一些限制:  


1,必须有position和batchid。

2,相同batchid的索引需要连续存放。

3,所有shaders 和 techniques会被忽略。

4,只支持这两个扩展。

5,gltf只能包含一个node,这个node只能包含又给mesh,这个mesh只能包含一个primitive。


好吧这段话是我碰到默认奇妙问题的时候才看见的,所以这些坑一个不落的全部踩到。总结一下所有的坑:


分类3dtiles的gltf必须有如下限制:


1,必须有position和batchid,最好不要有其他比如normals或者textcoord,一个是没有用,另一个是可能会影响position的偏移值,导致坐标不正确。这个坑真的跟了很久源码才发现。不设置分类属性的时候,渲染正常,设置之后也不报错,就是没效果,这种最麻烦,折腾了大半天。

2,相同batchid的索引需要连续存放,这个如果不满足,就会碰到一个访问array越界的错误,依然是跟踪源码发现,cesium的解析部分有点问题。

3,所有shaders 和 techniques会被忽略。这条最坑人,恰恰相反,至少目前gltf2.0,如果只用pbr材质,代码就会崩溃。而必须自定义shader。因为这个,我又对这个工具增加内置的自定义shader功能,增加自定义shader带来很多代码,这个又是熬出来的,哎。

4,只支持这两个扩展,这条倒是真的,至少draco压缩的扩展是不支持的,所以如果做分类3dtiles,请不需要选顶点压缩。

5,这条没什么,因为之前有人尝试过,发出了他的错误提示,当时我就注意到了这个要求,无非花点时间,把我的多个primitive组织在一起。但是这也变相要求,我们生成分类3dtiles的时候,不能设置侧面纹理

6,还有一个小坑,就是在node里必须设置transform,如果不设置,就报错


我们先欣赏一下效果,很完美,精确裁剪,再也没有以前做的那样的毛刺了


在线示例:http://earthsdk.com/v/last/Apps/Examples/?menu=true&url=./earth-classificationPolygon-editing.html


QQ截图20200409160056.png

 

代码也很简单

 

注意 其中的颜色设置,这里也有点小坑,**这个透明度不能设置为0**,设置为0,cesium内有性能优化,就不渲染了分类3dtiles,不渲染自己就没有效果了。所以我们设置了一个极低的透明度。让他没交互的时候不影响原来的3dtiles。  


我们再来引申几个问题:


1, 是否只能对倾斜3dtiles做这种单体化?

** 回答:不是的**,只要是3dtiles都可以,所以对于通过cesiumlab场景处理工具,bim处理工具生成的3dtiles都可以做类似的操作,如下图

 

2,既然这种方式可以做分类交互和属性绑定,和3dtiles中默认的对象交互有什么区别,我们该怎么选择?

回答:分类和交互以及属性更贴近实际业务。 我们在数据,尤其是做max场景的时候,更多的是考虑的数据的美观性,所以数据分割不是那么严格,也很少考虑业务需要,导致很多情况下,比如我们想选中第四层,但是max里第四层可能属于不同的node,我们就很难做交互了。这种情况下,我们就可以把max场景和属性交互独立出来。max场景只做数据展示,这种数据更新的可能性较小,数据长期不变。分类交互使用分类3dtiles去完成,这种分类3dtiles一般原始数据较小,处理也快,适应属性多变的情况。


当然下述两种需求不适合分类3dtiles去实现:


a,需要对原始3dtiles进行部分隐藏或者部分透明,上述效果我们也看到了,分类3dtiles是附着在原始3dtiles上去显示,他的透明度只能影响附着颜色的透明度,并不能影响原始3dtiles对应部分的透明度,也不能去隐藏原始3dtiles的覆盖部分。(使用scene.invertClassification 可以隐藏或者设置分类3dtiles不能覆盖到的地方)

** b,对于bim数据或者原来建模的时候已经按照构件去组织的数据,不建议使用分类3dtiles。**这类数据已经是和具体业务关联的,而且可以更好的存储场景属性,所以没必要再做分类3dtiles了。


3,分类3dtiles的性能如何,能否实现对城市级的数据分类

** 回答:这个我没有具体测试,如果你们有数据,请联系我一起测试。**但是显而易见的,分类3dtiles依赖的是阴影体算法,他会至少把原始3dtiles多渲染一次,这个必然会降低性能,至于降低多少,只能自己测了。


欢迎大家进入实验室,一起讨论cesium,3dtiles,单体化,等等。




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