作为相机系列，此处先温习一下前期涉及到Cesium中Camera的两个概念（系列文章可参考我前面发的”Cesium中的相机–”系列）。
回顾
相机的空间位置
Cesium中，世界坐标系就是地球的WGS84系，也即地球固连坐标系（Earth Fiexed），在此坐标中定义相机的位置与观测方位。
相机坐标系见下图(使用Hubble望远镜示意相机)，在Camera对象中，通常用三个矢量来表示：Up、Right和Direction，这三个方向确定了相机的观测方位。Up、Right、Direction与相机坐标系（视图坐标系）XYZ三轴的关系为：
X=Direction
Y=Left
Z=Up
; Heading/Pitch/Roll的定义
在Cesium中，常使用Heading/Pitch/Roll三个参数来表示相机相对某坐标系的姿态：
- Heading，表示相机绕Up轴旋转，Up轴为+Z轴，且定义绕-Z轴旋转为正。
- Pitch，表示相机绕Right轴旋转，Right轴为-Y轴，且定义绕-Y轴旋转为正。
- Roll，表示相机绕Direction轴（视线方向）旋转，Direction轴为+X轴，且绕+X轴旋转为正。
相机的三个旋转方向见下图示意，同时给出了Cesium中相机的Up/Right/Direction三个轴与X/Y/Z轴的关系。
SetView
温顾了上述两个知识点，下面直接给出SetView的定义
Camera中的SetView函数用来设置相机的位置和方位的。
相机位置由destination指定，通常使用三维笛卡尔坐标(Cartesian3)来确定，此坐标默认为世界坐标系（即WGS84系）下，显然，destination距离地球越远，则视场内地球越小。
相机的方位由orientaiton参数指定，有两种方式：1）HeadingPitchRoll三个参数；2）DirectionUp两个参数。
下图左图给出了Cesium中SetView函数时，相机的初始方位：
- 相机的视线(Direction)方向与当地北向重合
- 相机的上方向(Up)与当地天顶方向(地心-相机位置矢量方向)
因此，基于相机的初始方位，可以使用HeadingPitchRoll三个参数来表示相机的具体方位，具体转换过程见上面有关HeadingPitchRoll的阐述。
简单举个例子，如果我们想要相机看向地心，那么为上图右图所示。可知，只要将相机从初始方位沿着Y轴旋转90°（对应的Pitch角度为-90°）即可。
当然，使用Direction和Up两个参数也可以指定相机的方位，简介明了，但是需要给出两个具体的矢量方向。
下面直接以代码给出几个示例：
viewer.camera.setView({
destination : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-117.16, 32.71, 15000.0)
});
viewer.camera.setView({
destination : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(0, 0, 10000000),
orientation: {
heading : Cesium.Math.toRadians(90.0),
pitch : Cesium.Math.toRadians(-90),
roll : 0.0
}
});
viewer.camera.setView({
orientation: {
heading : Cesium.Math.toRadians(90.0),
pitch : Cesium.Math.toRadians(-90),
roll : 0.0
}
});
viewer.camera.setView({
destination : Cesium.Rectangle.fromDegrees(west, south, east, north)
});
viewer.camera.setView({
destination : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-122.19, 46.25, 5000.0),
orientation : {
direction : new Cesium.Cartesian3(-0.042312, -0.201232, -0.978629),
up : new Cesium.Cartesian3(-0.479345, -0.855321, 0.1966022)
}
});
lookAtTransform
setView函数直接确定了相机在世界坐标系的位置，而且相机的方向可以任意指定。但是在Cesium中，我们常常有一种跟随对象的视角，也就是相机始终跟随运动的对象（如下图的飞行中的龙飞船）。鼠标无论怎么调整视角，相机的方向始终对着龙飞船，也就是说相机的参考系不再是世界坐标系了，而是飞船局部坐标系。
lookAtTransform函数的定义见下图，它的主要功能是：设定一个局部的参考系，让相机始终朝着局部参考系的原点。
在上面定义中，两个参数的说明如下，可结合下图来看。
- transform是相机参考的局部坐标系到世界坐标系的齐次坐标转换矩阵(Matrix4)，通过此4×4的矩阵，可以把局部坐标系的位置直接转换到世界坐标系中（包含旋转和平移，详细参考另一篇文章：Cesium中的相机—齐次坐标与坐标变换）。此局部坐标系一般为地面某点的”east-north-up”坐标系或者运行的卫星轨道坐标系，见下图中的o-XYZ坐标系。
- offset有两种类型，此处只讲一种：Cartesian3，即笛卡尔坐标，表示相机在局部坐标系中的位置，如下图中的OP矢量即表示相机的offset参数。
- 相机的位置有了，那么相机的方位如何确定？见下图：相机的方向，即Direction始终指向局部坐标系的中心；相机的Up方向约束在局部坐标系的Z方向。
lookAtTransform的用途非常广泛，可以将相机设置为任何局部坐标系，而局部坐标是通过Matrix4矩阵表示。
下面直接以代码给出示例：
const transform = Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(Cesium.Cartesian3.fromDegrees(0, 0, 10000000));
var offset = new Cesium.Cartesian3(0, 0, 1000);
viewer.camera.lookAtTransform(transform, offset);
下图为上个例子的代码对应的示意图
另一个例子就是地球惯性系的视角，也即地球在自转的效果，参见下面代码，这个也是Cesium官方给出的例子
function icrf(scene, time) {
if (scene.mode !== Cesium.SceneMode.SCENE3D) {
return;
}
var icrfToFixed = Cesium.Transforms.computeIcrfToFixedMatrix(time);
if (Cesium.defined(icrfToFixed)) {
var transform = Cesium.Matrix4.fromRotationTranslation(icrfToFixed);
var offset = Cesium.Cartesian3.clone(scene.camera.position);
scene.camera.lookAtTransform(transform, offset);
}
}
viewer.scene.preRender.addEventListener(icrf);
通过以上两个例子可知，我们只要提供了想要的局部坐标系到世界坐标系的齐次转换矩阵(Matrix4形式)，那么就可以将相机局限在我们想要的局部坐标系中！！
Original: https://blog.csdn.net/u011575168/article/details/124696863
Author: 云上飞47636962
Title: Cesium中的相机—setView&lookAtTransform
原创文章受到原创版权保护。转载请注明出处：https://www.johngo689.com/519140/
转载文章受原作者版权保护。转载请注明原作者出处！