Cesium 1.56-1.57评测

前言

Cesium 1.56对Resource.fetchImage进行了改进,从而降低了图片解码造成的页面卡顿。Cesium 1.57对3d tiles的加载性能进行了大量改进,提升了3d tiles数据的浏览体验。以下分别阐述。

Resource.fetchImage改进

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Cesium 1.56版对Resource.fetchImage进行了性能改进,对于三维场景中有大量纹理贴图的模型数据,这是个好消息。它会大大降低页面卡顿现象,同时在一定程度上缩减了场景加载时间。左侧的自行车是使用新方法加载的,对比来自于这里

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此次改进则是通过使用createImageBitmap方法,把原先需要在主线程进行的图像解码操作移到了工作线程中。渲染一个三维场景时,不可避免的需要用到大量图片(纹理)。而图片解码是一个阻塞式的耗能操作,更要命的是此前Cesium只能在主线程中进行此项工作。Resource.fetchImage的改进,使得图片解码工作和主线程并行,不会影响主线程上的交互操作,从而大大削减了页面卡顿的现象,而且因为是并行操作,在一定程度上会削减场景加载时间。

那么如何使用这项性能改进呢?

我们一般通过以下方式来加载图片:
Resource.fetechImage({url: xxx})
Cesium为了保持版本兼容性(实际上1.56版改进过于激烈,所以1.56.1版才改成这种兼容模式),如果使用上述方法,和之前的老版本一样,并不会得到性能上的提升,而需要以下新的方式:

Resource.fetechImage({url: xxx, preferImageBitmap: true, flipY: true })

preferImageBitmap会指明使用新方法进行图片加载。flipY则是将图片进行反转。如果flipY不设置,或者设置为false的话,得到的图像很可能是反的。

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代码如下:

var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');

Cesium.when.all([
        Cesium.Resource.fetchImage({ url: '../images/Cesium_Logo_overlay.png', preferImageBitmap: true, flipY: false }),
        Cesium.Resource.fetchImage({ url: '../images/facility.gif', preferImageBitmap: true, flipY: false })
    ],
    function(images) {
        // colocated billboards, separate as viewer gets closer
        viewer.entities.add({
            position : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.59777, 40.03883),
            billboard : {
                image : images[1],
                horizontalOrigin : Cesium.HorizontalOrigin.CENTER,
                verticalOrigin : Cesium.VerticalOrigin.TOP,
                scale: 2.0,
            }
        });
        viewer.entities.add({
            position : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(-75.59777, 40.03883),
            billboard : {
                image : images[0],
                horizontalOrigin : Cesium.HorizontalOrigin.CENTER,
                verticalOrigin : Cesium.VerticalOrigin.BOTTOM,
                scale: 2.0,
            }
        });
});

为何需要对图片进行翻转呢?

WebGL加载图片转成纹理时,默认情况下会得到上下颠倒的图像。Cesium使用Texture类对WebGL的接口进行了封装,并且提供一个参数flipY,默认值是true。这样就保证了使用new Texture创建的纹理和原始图像是一致的。

然而这个flipY,只能对原始图像是Image类才起作用,对于ImageBitmap类是不起作用的,也就是说对于此类图像,new Texture创建的纹理始终是反着的。

如果fetchImage使用preferImageBitmap为true的参数时,只能返回ImageBitmap形式的图像,这就出问题了,会导致三维中的图像翻转。为了解决这个问题,fetchImage就增加了这个flipY的参数来控制。

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3d tiles流式加载性能的优化

Cesium 1.55版中Kevin Ring对地形影像加载的重构是从18年6月份开始的,直到19年3月份才收工并入主版本。目前最新的Cesium 1.57版Josh Lawrence对3dtiles流式加载性能的优化则是从19年1月份开始,直到5月份才收工。老外们精心优化算法,着实花费了大把时间和功夫。

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3d tiles流式加载性能的优化,主要体现在两个方面:

  1. 将所有加载优先级相关的属性合并成一个单一数字用来排序。目前涉及的属性有:depth(深度), distance to camera(到相机的距离), screen space error (SSE), foveated measurement(偏离中心距离测量), progressive resolution(渐进式分辨率), preload flight(预加载飞行), foveated deferral(布尔值,表示偏离中心的瓦片是否延迟加载).
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  1. 瓦片请求裁切操作的优化,主要包括:
    1. 视域之外的瓦片请求;
    2. 根据相机飞行路径预测在短时间内将移出屏幕的瓦片请求;
    3. 屏幕边缘的瓦片可能会延迟加载;

飞行过程中的瓦片请求优化是很有必要的。否则在带宽小的情况下很容易出现,需要看的瓦片刚加载成功,相机已飞离的持续尴尬和死循环状态。

另外为了方便调试,Josh Lawrence还给3d tiles增加了一个特性,可以给3d tiles数据增加热力图显示效果。然而此效果只是针对瓦片(每个瓦片只能设置一种颜色),主要是用来调试的。

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Cesium的sandcastle中还提供了一个用来测试3d tiles加载性能的新示例:

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然而这个示例我测试发现数据加载偶尔会异常缓慢,可能因为服务器在国外的缘故。另外就是可能随时会出现中途中断的情况。示例代码中使用了Cesium3DTileset.allTilesLoaded事件和camera.moveEnd事件来接收结果,然而在随后的飞行路径中,allTilesLoaded事件很可能会接收不到。从而导致测试异常中断。

转载自:https://www.jianshu.com/p/311d12aeebd8

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