Cesium学习笔记（十）：粒子系统（Particle System）

粒子系统是Cesium1.35最新的更新，让我们一起来看看吧

1. 例子

首先先来一架飞机

var entity = viewer.entities.add({    model : {        uri : '../Apps/SampleData/models/CesiumAir/Cesium_Air.gltf',        minimumPixelSize : 64    },    position : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-112.110693, 36.0994841, 1000.0)});viewer.trackedEntity = entity;

然后我们需要拿到飞机模型的位置

// 计算当前时间点飞机模型的位置矩阵function computeModelMatrix(entity, time) {    //获取位置    var position = Cesium.Property.getValueOrUndefined(entity.position, time, new Cesium.Cartesian3());    if (!Cesium.defined(position)) {        return undefined;    }    //获取方向    var modelMatrix;    var orientation = Cesium.Property.getValueOrUndefined(entity.orientation, time, new  Cesium.Quaternion());    if (!Cesium.defined(orientation)) {        modelMatrix = Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(position, undefined, new     Cesium.Matrix4());    } else {        modelMatrix = Cesium.Matrix4.fromRotationTranslation(Cesium.Matrix3.fromQuaternion(orientation, new Cesium.Matrix3()), position, new Cesium.Matrix4());    }    return modelMatrix;}

接着设置好粒子发射器的位置

// 计算引擎(粒子发射器)位置矩阵function computeEmitterModelMatrix() {    //方向    hpr = Cesium.HeadingPitchRoll.fromDegrees(0.0, 0.0, 0.0, new Cesium.HeadingPitchRoll());    var trs = new Cesium.TranslationRotationScale();    //以modelMatrix(飞机)中心为原点的坐标系的xyz轴位置偏移    trs.translation = Cesium.Cartesian3.fromElements(2.5, 3.5, 1.0, new Cesium.Cartesian3());    trs.rotation = Cesium.Quaternion.fromHeadingPitchRoll(hpr, new Cesium.Quaternion());    return Cesium.Matrix4.fromTranslationRotationScale(trs, new Cesium.Matrix4());}

最后就可以加载我们的粒子系统看看效果了

var particleSystem = viewer.scene.primitives.add(new Cesium.ParticleSystem({    image : '../Apps/SampleData/fire.png',    startScale : 1.0,    endScale : 4.0,    minimumLife : 1.0,    maximumLife : 1.5,    speed : 5.0,    width : 20,    height : 20,    lifeTime : 16.0,    //主模型参数(位置)    modelMatrix : computeModelMatrix(entity, Cesium.JulianDate.now()),    // 发射器参数    emitter : new Cesium.CircleEmitter(0.5),    rate : 5.0,    emitterModelMatrix : computeEmitterModelMatrix(),    //颜色    startColor: Cesium.Color.RED.withAlpha(0.7),    endColor: Cesium.Color.YELLOW.withAlpha(0.3),    forces: [applyGravity]}));

2. 粒子发射器

Cesium内置了4种发射器，可以看到我这里用的是CircleEmitter，下面一起看看几种发射器发出来的粒子是啥样的

CircleEmitter

emitter : new Cesium.CircleEmitter(0.5)

这种发射器发射的粒子是一个圆形，所以需要一个半径，这样看可能看不出来，我们可以一瞬间把粒子量加大就能看出来了

ConeEmitter

emitter : new Cesium.ConeEmitter(Cesium.Math.toRadians(45.0))

这种发出来的稍微有点散，没有CircleEmitter那么聚集，因为它是以一个锥形进行发散的，这样就需要传一个角度了

啧啧，很适合做核弹效果，蘑菇云哎

BoxEmitter和SphereEmitter

剩下两种感觉差不多，我就一起说了，顺带对比下

BoxEmitter这种是从一个长方体中将粒子散发出来，需要传一个Cartesian3，存放长宽高

emitter : new Cesium.BoxEmitter(new Cesium.Cartesian3(1.0, 1.0, 1.0))

SphereEmitter是从一个球中将粒子散发出来，需要一个半径

emitter : new Cesium.SphereEmitter(0.5)

来看一下效果，感觉差不多，我们需要从高空才能看出区别

BoxEmitter

SphereEmitter

3. bursts

之前我们看见的效果其实都是用bursts做出来的，bursts就是让粒子系统周期性的做出一些额外的爆发效果，用法很简单

var particleSystem = viewer.scene.primitives.add(new Cesium.ParticleSystem({    ...    bursts : [       new Cesium.ParticleBurst({time : 5.0, minimum : 300, maximum : 500}),       new Cesium.ParticleBurst({time : 10.0, minimum : 50, maximum : 100}),       new Cesium.ParticleBurst({time : 15.0, minimum : 200, maximum : 300})    ],    ...}));

我们需要传入一个ParticleBurst类型的array，存的就是你想要的效果

4. 其他的一些属性

粒子系统中很多属性都有min和max以及其本身，比如life就有minimumLife、maximumLife和life三个，但是如果你设置了life属性，那么minimumLife和maximumLife就会失效，其他的属性也是如此

还有一些比较有趣的属性，比如颜色，你可以设置startColor和endColor来设置颜色的渐变

其中rate是粒子的发射速率，也就是每秒发射的粒子数

在默认的情况下粒子的loop是为true的，如果需要的话可以把它关闭，再配合bursts并把粒子的速率rate设为0，可以做出很不错的爆炸效果

除了这些还有很多的属性比如speed、width、height等等，详细的可以见官方API

5. 重力效果

这可是一个重头戏，官方给我们提供了一个计算方法（原谅我的数学，一脸懵逼）

//你需要的重力倍数，不过这个重力似乎是反过来的，负的才是增大重力var gravity = 0;var gravityScratch = new Cesium.Cartesian3();function applyGravity(p, dt) {    // Compute a local up vector for each particle in geocentric space.    var position = p.position;    Cesium.Cartesian3.normalize(position, gravityScratch);    Cesium.Cartesian3.multiplyByScalar(gravityScratch, gravity * dt, gravityScratch);    p.velocity = Cesium.Cartesian3.add(p.velocity, gravityScratch, p.velocity);}

你只需要在粒子系统的初始化里面加上一句就可以了

particleSystem: {    ...    forces: [applyGravity],    ...}

让我们看看100倍重力是什么效果

嘿嘿，挺有意思的，让我们来点更有意思的，让飞机飞起来看看效果如何呢

我们不需要改任何代码，还记得之前那个转圈的飞机么（不知道的戳这里），我们只需要把之前那些代码加在后面，并加上一个更新位置的方法就可以了（毕竟在动嘛）

viewer.scene.preRender.addEventListener(function(scene, time) {    //重新计算位置    particleSystem.modelMatrix = computeModelMatrix(entity, time);});

总共加了这些

//计算当前时间点飞机模型的位置矩阵function computeModelMatrix(entity, time) {    //获取位置    var position = Cesium.Property.getValueOrUndefined(entity.position, time, new Cesium.Cartesian3());    if (!Cesium.defined(position)) {        return undefined;    }    //获取方向    var orientation = Cesium.Property.getValueOrUndefined(entity.orientation, time, new Cesium.Quaternion());    if (!Cesium.defined(orientation)) {        var modelMatrix = Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(position, undefined, new Cesium.Matrix4());    } else {        modelMatrix = Cesium.Matrix4.fromRotationTranslation(Cesium.Matrix3.fromQuaternion(orientation, new Cesium.Matrix3()), position, new Cesium.Matrix4());    }    return modelMatrix;}//计算引擎(粒子发射器)位置矩阵function computeEmitterModelMatrix() {    //方向    hpr = Cesium.HeadingPitchRoll.fromDegrees(0.0, 0.0, 0.0, new Cesium.HeadingPitchRoll());    var trs = new Cesium.TranslationRotationScale();    //以modelMatrix(飞机)中心为原点的坐标系的xyz轴位置偏移    trs.translation = Cesium.Cartesian3.fromElements(2.5, 3.5, 1.0, new Cesium.Cartesian3());    trs.rotation = Cesium.Quaternion.fromHeadingPitchRoll(hpr, new Cesium.Quaternion());    return Cesium.Matrix4.fromTranslationRotationScale(trs, new Cesium.Matrix4());}//粒子系统参数var particleSystem = viewer.scene.primitives.add(new Cesium.ParticleSystem({    image : '../Apps/SampleData/fire.png',    startScale : 1.0,    endScale : 4.0,    minimumLife : 1.0,    maximumLife : 1.5,    speed : 5.0,    width : 20,    height : 20,    lifeTime : 16.0,    bursts: [        new Cesium.ParticleBurst({time : 5.0, minimum : 300, maximum : 500}),        new Cesium.ParticleBurst({time : 10.0, minimum : 50, maximum : 100}),        new Cesium.ParticleBurst({time : 15.0, minimum : 200, maximum : 300})    ],    //主模型参数(位置)    modelMatrix : computeModelMatrix(entity, Cesium.JulianDate.now()),    // 发射器参数    emitter : new Cesium.CircleEmitter(0.5),    rate : 5.0,    emitterModelMatrix : computeEmitterModelMatrix(),    //颜色    startColor: Cesium.Color.RED.withAlpha(0.7),    endColor: Cesium.Color.YELLOW.withAlpha(0.3),    forces: [applyGravity]}));//重力计算var gravityScratch = new Cesium.Cartesian3();function applyGravity(p, dt) {    var position = p.position;    Cesium.Cartesian3.normalize(position, gravityScratch);    Cesium.Cartesian3.multiplyByScalar(gravityScratch, 1 * dt, gravityScratch);    p.velocity = Cesium.Cartesian3.add(p.velocity, gravityScratch, p.velocity);}//刷新位置viewer.scene.preRender.addEventListener(function(scene, time) {    particleSystem.modelMatrix = computeModelMatrix(entity, time);});

效果还是不错的