cesiumjs

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name: cesiumjs description: "Use when building browser-based 3D globes, 3D Tiles visualization, time-dynamic geospatial data, or virtual globe applications. CesiumJS: high-performance WebGL 3D geospatial engine for interactive earth visualization." tags:

• javascript
• webgl
• 3d
• 3d-tiles
• gltf
• earth
• map
• web
• visualization

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项目地址： https://github.com/CesiumGS/cesium

官方文档： https://cesium.com/learn/cesiumjs-learn/

API 参考： https://cesium.com/learn/cesiumjs/ref-doc/

Sandcastle： https://sandcastle.cesium.com/

许可证： Apache-2.0

概述

CesiumJS 提供：

• 三维全球：WGS84 椭球体、地形（Quantized-Mesh）、卫星影像
• 3D Tiles：海量三维流式（倾斜摄影、BIM、点云、城市模型）
• glTF / GLB 模型：标准 PBR 渲染
• CZML / Entity API：高层声明式数据模型，时序动画
• Primitive API：底层高性能 API
• 可视化分析：通视/剖面/缓冲/裁剪/视频投影/光影

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安装

npm install cesium

<link href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/cesium/Build/Cesium/Widgets/widgets.css" rel="stylesheet">
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/cesium/Build/Cesium/Cesium.js"></script>

Vite 集成

import { defineConfig } from 'vite';
import cesium from 'vite-plugin-cesium';
export default defineConfig({ plugins: [cesium()] });

Webpack 集成

需将 node_modules/cesium/Build/Cesium/{Workers,Assets,Widgets} 拷贝到输出目录，并设置 window.CESIUM_BASE_URL。

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快速上手

<div id="cesiumContainer" style="width:100%;height:100vh"></div>
<script type="module">
  import * as Cesium from 'cesium';
  import 'cesium/Build/Cesium/Widgets/widgets.css';

  Cesium.Ion.defaultAccessToken = 'YOUR_ION_TOKEN';

  const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
    terrainProvider: await Cesium.createWorldTerrainAsync(),
    timeline: false, animation: false
  });

  viewer.camera.flyTo({
    destination: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.397, 39.908, 5000)
  });
</script>

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核心概念

概念	说明
Viewer	顶层容器
Scene	渲染场景，含 globe/camera/primitives
Entity	高层数据对象，时序、属性、可视化封装
DataSource	Entity 集合（CZML/GeoJSON/KML）
Primitive	低层渲染单元，性能最优
Cesium3DTileset	3D Tiles 数据集

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影像与地形

viewer.imageryLayers.addImageryProvider(new Cesium.UrlTemplateImageryProvider({
  url: 'https://webst02.is.autonavi.com/appmaptile?style=6&x={x}&y={y}&z={z}'
}));

viewer.terrainProvider = await Cesium.createWorldTerrainAsync({
  requestVertexNormals: true,
  requestWaterMask: true
});

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Entity 数据驱动

const ds = await Cesium.GeoJsonDataSource.load('/data/poi.geojson', {
  stroke: Cesium.Color.RED, fill: Cesium.Color.RED.withAlpha(0.3),
  strokeWidth: 2, clampToGround: true
});
viewer.dataSources.add(ds);
viewer.flyTo(ds);

viewer.entities.add({
  position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.397, 39.908),
  point: { pixelSize: 10, color: Cesium.Color.YELLOW },
  label: { text: '天安门', font: '14px sans-serif',
           verticalOrigin: Cesium.VerticalOrigin.BOTTOM }
});

viewer.entities.add({
  polyline: {
    positions: Cesium.Cartesian3.fromDegreesArray([116, 39, 121, 31]),
    width: 3, material: Cesium.Color.CYAN, clampToGround: true
  }
});

viewer.entities.add({
  polygon: {
    hierarchy: Cesium.Cartesian3.fromDegreesArray([116,39, 117,39, 117,40, 116,40]),
    material: Cesium.Color.RED.withAlpha(0.5),
    extrudedHeight: 1000
  }
});

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3D Tiles

const tileset = await Cesium.Cesium3DTileset.fromUrl('https://server/tileset.json', {
  maximumScreenSpaceError: 16
});
viewer.scene.primitives.add(tileset);
viewer.flyTo(tileset);

tileset.style = new Cesium.Cesium3DTileStyle({
  color: { conditions: [
    ['${height} >= 100', 'rgba(255,0,0,0.8)'],
    ['true', 'rgb(180,180,180)']
  ]}
});

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glTF 模型

viewer.entities.add({
  position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.4, 39.9, 0),
  model: { uri: '/models/airplane.glb', minimumPixelSize: 64, maximumScale: 200 }
});

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时序动画（CZML）

const czml = [
  { id: 'document', name: 'demo', version: '1.0',
    clock: { interval: '2024-01-01/2024-01-02', currentTime: '2024-01-01' } },
  { id: 'plane',
    position: { epoch: '2024-01-01T00:00:00Z',
      cartographicDegrees: [0, 116, 39, 1000, 3600, 117, 40, 1000] },
    point: { color: { rgba: [255, 0, 0, 255] }, pixelSize: 10 } }
];
viewer.dataSources.add(Cesium.CzmlDataSource.load(czml));

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交互与拾取

const handler = new Cesium.ScreenSpaceEventHandler(viewer.scene.canvas);
handler.setInputAction(e => {
  const picked = viewer.scene.pick(e.position);
  if (Cesium.defined(picked)) console.log(picked.id);

  const c3 = viewer.camera.pickEllipsoid(e.position);
  if (c3) {
    const c = Cesium.Cartographic.fromCartesian(c3);
    console.log(Cesium.Math.toDegrees(c.longitude),
                Cesium.Math.toDegrees(c.latitude));
  }
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_CLICK);

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摄像机

viewer.camera.flyTo({
  destination: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.4, 39.9, 5000),
  orientation: { heading: 0, pitch: -Cesium.Math.PI_OVER_FOUR, roll: 0 },
  duration: 2
});
viewer.trackedEntity = entity;

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性能优化

1. 大量静态要素优先用 Primitive 而非 Entity
2. 3D Tiles 启用 dynamicScreenSpaceError、skipLevelOfDetail
3. 影像图层数量 ≤ 4
4. 启用 requestRenderMode = true（按需渲染）
5. clampToGround 适度使用
6. 释放：viewer.entities.removeAll()、tileset.destroy()
7. 监听 webglcontextlost

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常见问题

问题	解决
黑屏	检查 CESIUM_BASE_URL 与静态资源
模型贴地不准	HeightReference.CLAMP_TO_GROUND 或地形采样
性能卡顿	启用 requestRenderMode，降低 maximumScreenSpaceError
国内瓦片偏移	使用 GCJ02→WGS84 纠偏
Token 过期	不需要 ion 时不设置 token；或自托管

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AI 使用建议

推荐工作流

1. 初始化 Viewer：使用 Cesium.Viewer 创建三维地球，设置地形和影像提供者
2. 加载数据：根据数据类型选择合适 API——GeoJSON/CZML 用 DataSource，3D 瓦片用 Cesium3DTileset，单模型用 Entity.model
3. 设置相机：使用 camera.flyTo() 定位到目标区域
4. 添加交互：通过 ScreenSpaceEventHandler 处理点击拾取
5. 性能优化：根据场景复杂度启用 requestRenderMode、调整 maximumScreenSpaceError

关键注意事项

• Ion Token：使用 Cesium ion 服务需要设置 Cesium.Ion.defaultAccessToken；自托管数据则无需
• 坐标转换：Cesium 内部使用 Cartesian3（地心地固坐标），通过 Cesium.Cartesian3.fromDegrees(lon, lat, height) 将经纬度转为内部坐标
• Entity vs Primitive：少量动态要素用 Entity API（简洁），大量静态要素用 Primitive API（高性能）
• 贴地（clampToGround）：在三维地形上，需要明确设置 clampToGround: true 或 HeightReference.CLAMP_TO_GROUND
• 资源释放：不再使用的 DataSource 调用 viewer.dataSources.remove(ds)，3D Tileset 调用 tileset.destroy()
• 静态资源部署：使用 Webpack/Vite 时，确保 Assets、Workers、Widgets 目录正确复制到输出目录

相关技能

• openlayers — 二维 Web 地图库：../openlayers/SKILL.md
• geoserver — 地图服务发布：../geoserver/SKILL.md
• geoserver-rest-api — REST 自动化管理：../geoserver-rest-api/SKILL.md
• postgis — 空间数据库：../postgis/SKILL.md
• mapsui — .NET 跨平台地图组件：../mapsui/SKILL.md

参考资源

• 学习中心：https://cesium.com/learn/
• API：https://cesium.com/learn/cesiumjs/ref-doc/
• Sandcastle：https://sandcastle.cesium.com/
• 中文教程（znlgis）：https://znlgis.github.io/gis/tutorial/cesium/