cesium包围盒的创建和显示尝试_cesium最新版是如何加载boundingbox的

cesium包围盒的创建和显示尝试

0. 包围盒的概念

1. 点集、面、实体都可以用一个长方形将它们包围起来，应用方面有很多，比如碰撞检测，最大最小边界确定。
2. cesium提供了两种三种包围盒、一种包围球的计算方式，分别是AxisAlignedBoundingBox、 BoundingRectangle、 BoundingSphere、 和OrientedBoundingBox

1. cesium中的包围盒的简单解释

1. BoundingRectangle

由角、宽度和高度构成的包围框。

虽然是盒子有高度，但它主要用于二维点集、矩形的包围盒创建，高度可以任意指定，无法包围空间上z值不同的点。

2. BoundingSphere

有中心和半径的包围球。

包围球又很多方法，文档比较详细，本文主要讨论包围盒的显示，故不作太多说明。

3. AxisAlignedBoundingBox

从沿x、y和z轴的最小和最大点创建AxisAlignedBoundingBox的实例。

参数分别是center、maximum 、minimum分别表示包围盒中心、最大位置点、最小位置点

4. OrientedBoundingBox

创建一个OrientedBoundingBox实例。 在许多情况下，它可以提供比BoundingSphere或AxisAlignedBoundingBox更紧密的（tighter）包围盒。 一个物体的OrientedBoundingBox是一个封闭的、凸的长方体。

参数是center、halfAxes分别表示包围盒中心点、仿射矩阵。

2. 包围盒显示

分别采用轴向包围盒AxisAlignedBoundingBox和朝向包围盒OrientedBoundingBox，通过一些点集来计算包围盒，最后显示。

1. 采用 AxisAlignedBoundingBox，利用viewer.entities.add()添加实体

let boundingBox = Cesium.AxisAlignedBoundingBox.fromPoints(this._positions, new Cesium.AxisAlignedBoundingBox()) 
let dimensions = Cesium.Cartesian3.subtract(boundingBox.maximum, boundingBox.minimum, new Cesium.Cartesian3())
this._delegate.position = center;
this._delegate.box.dimensions = dimensions;
this.overlayLayer.add(this.delegate)
        
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其中_positions是世界笛卡尔坐标，最后显示的包围盒存在问题，不能完全包围，如下图

2. 采用 AxisAlignedBoundingBox，利用scene.primitives.add()添加实体，利用Cesium.BoxGeometry.fromAxisAlignedBoundingBox()函数将AxisAlignedBoundingBox转化为BoxGeometry
核心代码是：

let ms = this._buildModelCoor(this._positions[0])
let m = this._xlBox._modelMatrix
let boundingBox = Cesium.AxisAlignedBoundingBox.fromPoints(ms, new Cesium.AxisAlignedBoundingBox()) 
let newBox = Cesium.BoxGeometry.fromAxisAlignedBoundingBox(boundingBox);
viewer.scene.primitives.add(new Cesium.Primitive({
    geometryInstances : new Cesium.GeometryInstance({
        geometry :newBox,
        modelMatrix : m,
        id : 'ellipsoid',
        attributes : {
          color : Cesium.ColorGeometryInstanceAttribute.fromColor(Cesium.Color.AQUA.withAlpha(0.5))
        },
    }),
    appearance : new Cesium.PerInstanceColorAppearance({
        flat : true,
    })
}))
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可以看到这种方法显示出的包围盒是正确的。

3. OrientedBoundingBox使用viewer.entities.add()添加
   有一个问题想了好久，类OrientedBoundingBox中的halfAxes的理解，应该是包围盒的长度、宽度、和高度。
   但是halfAxes又是一个3*3的矩阵，我的理解是矩阵的每一列的平方根就是包围盒每一段的边长
   主要显示代码：

this.boundingBox = Cesium.OrientedBoundingBox.fromPoints(this._positions, Cesium.OrientedBoundingBox());
 let dimensions = Cesium.Matrix3.getScale(this.boundingBox.halfAxes , new Cesium.Cartesian3());
 Cesium.Cartesian3.multiplyByScalar(dimensions, 2 , dimensions);
 let center = this._xlBox.computerWorldPosition(this.boundingBox.center, this._xlBox._modelMatrix)
 this._delegate.position = center;
 this._delegate.box.dimensions = dimensions;
 return this
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使用Cesium.Matrix3.getScale()函数获取长、宽、高
加载出的结果有错误，如下

3. 包围盒显示纠正

上述三种显示方法，只有一种是正确的，就是通过在一点上建立空间直角坐标系，将所有点都转化到这个坐标系下，后构建包围盒，进行显示。

1. 测试一，AxisAlignedBoundingBox构成包围盒
   加载代码：

let ms = this._buildModelCoor(this._positions[0])
let boundingBox = Cesium.AxisAlignedBoundingBox.fromPoints(ms, new Cesium.AxisAlignedBoundingBox()) 
let dimensions = Cesium.Cartesian3.subtract(boundingBox.maximum, boundingBox.minimum, new Cesium.Cartesian3())
let center = this._xlBox.computerWorldPosition(boundingBox.center, this._xlBox._modelMatrix)
this._delegate.position = center;
this._delegate.box.dimensions = dimensions;
return this
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结果正确

2. 测试二，OrientedBoundingBox构成包围盒
   加载代码：

let ms = this._buildModelCoor(this._positions[0])
this.boundingBox = Cesium.OrientedBoundingBox.fromPoints(ms, Cesium.OrientedBoundingBox());
let dimensions = Cesium.Matrix3.getScale(this.boundingBox.halfAxes , new Cesium.Cartesian3());
Cesium.Cartesian3.multiplyByScalar(dimensions, 2 , dimensions);
let center = this._xlBox.computerWorldPosition(this.boundingBox.center, this._xlBox._modelMatrix)
this._delegate.position = center;
this._delegate.box.dimensions = dimensions;
return this
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结果错误

4. 结论

1. 尝试了许多次，需要将包围盒转化成某点的特定坐标系才能正确显示。
2. AxisAlignedBoundingBox的primitive、entity两种加载方法都可以使用，且都加载正确。
3. OrientedBoundingBox尝试不成功，无论是否将点集转化为特定坐标系与否，总是显示错误，之后有时间弄清楚后再更新，若有大神知道怎么回事，还望告知。（后续研读朝向包围盒计算论文再更新）