news 2026/3/26 9:47:02

Cesium快速入门23:cesium着色器自带函数与变量

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张小明

前端开发工程师

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Cesium快速入门23:cesium着色器自带函数与变量

这节课,我们真正动手“写”材质——在 Fabric 里直接撸 GLSL 源码,让条纹动起来,为后面做扫描、雷达、飞线打好底子。
先弄清两个结构,再写两行代码,你就能让像素听你指挥。


一、两个“工具箱”先认全

https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/b28/Documentation/czm_materialInput.html?classFilter=material&show=glsl

  1. czm_materialInput—— 传进来的“原材料”
    官网老文档(b28)里列得清清楚楚:

    • s/st/str:一维、二维、三维纹理坐标,就是 UV;

    • normalEC:眼睛坐标系的法线;

    • tangentToEyeMatrix:切线→眼睛转换矩阵;

    • positionToEyeEC:当前点到相机的向量。
      想画渐变、扫描、雷达圈,全靠它们。

  1. czm_material—— 要返回的“成品”
    调用czm_getDefaultMaterial(...)就能拿到带默认值的结构,常用字段:

    • diffuse:漫反射颜色(rgb 0~1);

    • alpha:透明度;

    • emission:自发光;

    • specular/shininess:高光颜色与系数。
      改哪个字段,像素就呈现哪部分效果。


二、UV 可视化:把坐标当成颜色

st直接塞进diffuse,一眼就能看到 UV 分布:

czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput) { czm_material mat = czm_getDefaultMaterial(materialInput); mat.diffuse = vec3(materialInput.st, 0.0); // R=U, G=V, B=0 return mat; }

屏幕瞬间变成“红→绿”渐变:左边 U=0 全黑,右边 U=1 全红;下边 V=0 全黑,上边 V=1 全绿——UV 范围一目了然。


三、手撕条纹:mod 函数一秒出十条

想让矩形表面出现 10 条红白相间横纹,只需对 U 方向求余:

float strength = mod(materialInput.st.x * 10.0, 1.0); // 0~1 循环 10 次 mat.diffuse = vec3(strength, 0.0, 0.0); // 纯红渐变
  • 乘 10 再把结果限制在 0~1,就出现 10 条“从黑到红”的条纹;

  • 想竖条?把st.x换成st.y

  • 想彩条?给 G、B 也加不同系数,彩虹立刻出来。


四、让条纹跑起来:uniform + GSAP 双剑合璧

静态不过瘾,我们把时间变量uTime传进着色器,让条纹移动:

const rawMaterial = new Cesium.Material({ fabric: { uniforms: { uTime: 0.0 // 初始时间 }, source: ` czm_material czm_getMaterial(czm_materialInput materialInput) { czm_material mat = czm_getDefaultMaterial(materialInput); float strength = mod((materialInput.st.x + uTime) * 10.0, 1.0); mat.diffuse = vec3(strength, 0.0, 0.0); return mat; } ` } });

外面用 GSAP 不停改uTime,条纹就会平滑游走:

gsap.to(rawMaterial.uniforms, { uTime: 1.0, // 从 0 跑到 1 duration: 2.0, // 两秒一圈 repeat: -1, // 无限循环 ease: 'linear' });
  • 想反向跑?把+ uTime改成- uTime即可;

  • 想竖向跑?换st.y

  • 想斜着跑?st.x + st.y + uTime随便组合。


五、小结与展望

  • 记住“原材料”czm_materialInput和“成品”czm_material两大结构,就能随便改 diffuse、alpha、emission。

  • mod(uv * 倍数 + 时间, 1.0)是扫描、雷达、跑马灯的灵魂公式。

  • 用 GSAP(或任何帧循环)改 uniform,就能把静态图案变成动画。

下节课,我们在这个“会动的条纹”上加圆遮罩、改自发光,一条完整的“雷达扫描圈”就诞生了。

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