cesium-CZML描述动态场景

CZML具有两种动态可视化机制：按时间间隔和按时间戳描述动态场景变化。按时间间隔描述动态变化是指CZML属性值在一段时间内是一个固定值，而在另一段时间是另一个固定值；按时间戳描述动态变化是指每个时间节点对应一个值，通过内插算法可推算两个时间节点之间的属性值。

按时间间隔描述变化

通常情况下CZML的属性值是一个数组，数组中的每个元素对应一个不同的时间和属性值。对于时间间隔，使用interval属性，通过ISO 8601 interval格式的字面值表示，这种表示方法的好处是不需要进行时差计算，不需要换算到协调世界时。

{
	"id":"myObject",
	"someProperty":[
    {
			"interval" : "2012-04-30T12:00:00Z/13:00:00Z"
      "number" : 5
    },
    {
   		"interval":"2012-04-30T13:00:00/14:00:00Z",
   		"number": 6
    }
  ]
}

这里定义了一个someProperty属性，它包含两个时间间隔：第一个是从 12点到13点，属性值为5；第二个是从13点到14点,属性值为6。在时间由第一个间隔变化到第二个间隔的时候，属性值会瞬间从5变到6。

按时间戳描述变化

上文按时间间隔可描述属性的离散动态变化，但不具有连续变化效果，而按照时间截采样差值可生成光滑连续的动态变化效果。CZML（1.0版）只有数值型属性才可按时间戳描述动态变化，如position、color、scale等。CZML 提供如表7. 2中的5个属性来设定动态变化效果。

CZML插值属性：

名称	JSON类型	说明
epoch	string	使用ISO 8601规范来表示日期和时间
nextTime	string或number	在时间间隔内下一个采样的时间，可以通过ISO 8061方式，也可以通过历元秒数来定义，它决定了不同packet之间的采样是否有停顿
previousTime	string或number	在时间间隔内前一个采样的时间，可以通过ISO 8061方式，也可以通过历元秒数来定义，它决定了不同packet之间的采样是否有停顿
InterpolationAlgorithm	string	用于插值的算法，有LAGTANGE，HERMITE和GEODESIC方法等，默认是LAGRANGE。如果位置不在该采样区间，那么这个属性值会被忽略
interpolationDegree	number	定义了用来插值所所使用的多项式次数，1表示线性差值，2表示二次插值法，默认为1。如果使用GEODESIC插值算法，那么这个属性将被忽略

下述示例代码表示从12点开始的2分钟内坐标变化的情况，采用拉格朗日5次多项式插值方法,形成光滑连续的变化过程。nextTime和reviousTime通常与分包(packet)结合在一起。

{
  "someInterpolatableProperty": {
    "epoch": "2012-04一30T12:00Z",
    "cartesian": [
      0.0,1.0,2.0,3.0,
      60.0,4.0,5.0,6.0,
      120.0,7.0,8.0,9.0
    ],
    "interpolationAlgorithm": "LAGRANGE",
    "interpolationDegree": 5
  }
}

CZML流式加载

如果将整个CZML文件放在一个大JSON数组中，会使增量加载变得很困难。虽然浏览器允许访问没有读取完的流数据,但是解析不完整的数据需要漫长而烦琐的字符串操作。为了使过程更高效，CZML使用浏览器的server-sentevents(EventSource)API来处理流数据。在实际操作中，每个CZML packet会被作为单独的一个事件传输到客户端，如下所示：

event:czml
data{
// packet one
}
event:czml
data: {
// packet two
}

当览器接收到一个packet后就会发出一个事件，事件中会包含刚刚接收到的数据。此时可以通过增量方式高效地处理CAML数据。目前为止，我们都是使用packet来描述对象。packet包含了所有这个对象的图形属性。除此之外，还可以使用其他的方式，例如一个CZML文件或流可以包含多个packet，每个parcket都有相同的id。分别描述同一个对象的不同方面的属性。

事实上在大多数情况下使用两个packet来描述一个对象。 当对象属性跨越多个时间间隔，或者一个时间间隔有很多个时间戳采样时，这样做就很有用。通过将一个属性定义打包进多个packet中，可以使数据更快地传输到Cesium中，减少用户等待的时间。

分包过程中，如果CZML属性按照时间间隔变化，那么同一个packet或多个packet之间,虽然不要求属性值必须按时间递增描述，为了清晰易读还是尽量按照时间顺序描述。分包时如果CZML按时间戳内插属性值,同一个packet必须按 照时间递增顺序描述属性值，多个packet 不要求必须按时间递增记录，倘若多个packet没有按时间递增记录属性，应指定priviousTime或nextTime属性，以免造成内插错误。下面代码中packet1和packet2不连续，通过设定priviousTime和nextTime,packetl执行完后直接执行packet3,再执行packet2。

{
  //packet 1
  "id": "myObject1",
  "someInterpolatableProperty": {
    "epoch": "2012-04-30T12:00:00Z",
    "cartesian": [
      0.0,1.0,2.0,3.0,
      1.0,4.0,5.0,6.0,
      2.0,7.0,8.0,9.0,
      3.0,10.1,11.0,12.0
    ],
    "previousTime": -1.0,
    "nextTime": 4.0
  }
},
{
//packet 2
"id": "myObject1",
"someInterpolatableProperty": {
   "cartesian":[
    8.0,25.0,26.0,27.0,
    9.0,28.0,29.0,30.0,
    10.0,31.0,32.0,33.0],
    "previousTime": 8.0,
    "nextTime": 11.0
    }
},
{
  //packet 3
  "id": "myObject1",
  "someInterpolatableProperty": {
    "cartesian":[
      4.0,13.0,14.0,15.0,
      5.0,16.0,17.0,18.0,
      6.0,19.0,20.0,21.0,
      7.0,22.0,23.0,24.0
    ],
    "previousTime": 4.0,
    "nextTime": 8.0
  }
}

实际开发过程中时间间隔和时间戳可以混合使用，如不同时间间隔内可设定时间戳进行属性值内插。CZML的packet还有一个特别的额外属性availability ，它表示packet在什么时间段内是可用的。在此时间段则调用对应时间段的数据，否则数据不显示。同一对象若有不同packet, 默认最后一个packet的availability属性发挥作用。

轨迹数据可视化

轨迹数据视化原理则是将时刻与坐标点相对应，按照时间顺序通过某种插值方法将轨迹点连成条光滑的轨迹曲线。 为了更加通真显示轨迹动态效果，通常每条轨迹会有一个实物模型，如车辆、飞机或人物用于真实刻画不同情景下的轨迹特点。

轨迹动态可视化核心要素是时间和对应坐标点，展示地理时空动态变化特征是Cesium的一大特色。Cesium 默认添加时间控件Animation和Timeline。

轨迹可视化方法多样，但是大致原理相同。CZML是Cesium独有的用于措述动态场景的JSON语言，而且CZML扩展了clock函数，可在其中设置clock相关属性。本节直接使用CZML构建动态轨迹场景。如果动态轨迹点是以实物模型的样式展示，如飞机模型,则飞机机头方向随着轨迹走势一直变化,Cesium有专门的转向函数orientation。

示例代码如下：

//创建CZXL对象
var czml = [{
    // 创建第一个package
    // 固定格式
    "id": "document",
    // 固定版本1.0
    "version" : "1.0",
    // clock必须在package1中设置
    "clock": {
        //时间间隔
        "interval": "2019-08-04T16:00:00Z/2019-08-04T16:30:00Z",
        //设定当前时间节点
        "currentTime": "2012-08-0416.00:00",
        //设定时间速率为10
        "multiplier": 10
     }
},
{
    //创建第二个package
    //轨迹id
    "id" :"7808F0",
    //轨迹可视的时间间隔
    "availability" :"2019-08-04T16:00Z/2019-08-0416:30:00Z",
    "position": {
        "epoch": " 2019-08-04T16:00:00+00:00",
        //轨迹显示初始时刻点"cartographicDegrees"
        "cartographicDegrees": [  //参数分别对应:时刻/秒、经度、纬度、高程
            0, 114.835342, 34.490276, 10081,
            4, 114.836441, 34.501282, 10088,
            12, 114.837006, 34.506821, 10088,
            14, 114.838486, 34.522442, 10081,
            18, 114.83947, 34.532593, 10081,
            33, 114.841576, 34.554005, 10081,
            36, 114.842316, 34.561501, 10081,
            40, 114.843674, 34.575806, 10073
        ]
    },
    //可视化模型
    "model":{"gltf":"Cesium_Air.glb","scale":1,"minimumPixeSize":40},
    "orientation":{
    //设置模型转向方法，根据position进行四元数方向转换
    "velocityReference":"# position"
    } 
}];
// 通过CzmlDataSource添加CZML对象
viewer.dataSources.add(Cesium.CzmlDataSource.load(czml))