CN117648082A - 一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，包含以下步骤：步骤1，开始切换场景，判断当前场景与新场景是否是同一场景，如果不是同一场景则执行步骤2；如果是同一场景则直接执行切换子场景流程，进入步骤5；步骤2，卸载当前子场景、卸载当前场景；步骤3，新场景初始化；步骤4，新场景业务数据加载，在完成后执行步骤6；步骤5，判断当前子场景与新子场景是否是同一子场景，如果不是则执行6，否则无操作；步骤6，切换新子场景；步骤7，新子场景初始化；步骤8，新子场景业务数据加载。该方法将三维可视化系统的业务需求进行抽象梳理，提炼为场景和子场景的概念以此降低系统性能占用，降低开发难度，便于程序后期维护。

Description

一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法

技术领域

本发明涉及数据信息处理调度技术领域，尤其涉及一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法。

背景技术

随着计算机图形学技术的发展，人们对三维信息的需求与日俱增，三维可视化技术已经广泛应用于生活的各个领域，比如古迹保护、智慧园区、数字化城市、仓储物资等；三维可视化系统的建设复杂度也越来越高，单一场景已经无法满足需求；以检储配物资管理系统为例，业务涉及仓储网络、仓库监控、货物入库、货物送检、预约出库等多个场景；因此如何调度场景，减少系统程序的耦合变得十分重要；

三维可视化系统多场景的切换，对开发人员的研发能力提出了更高的要求，开发的门槛也变得更高，更容易造成系统隐患；通过分析目前三维可视化系统的组织架构及场景调度方式，发现还存在许多缺陷：(1)Cesium是一个使用WebGL的地图引擎；基于Cesium的三维可视化系统运行期间会消耗大量的浏览器资源，而浏览器承载的资源有限，如果资源释放不及时容易出错，导致系统性能降低，情节严重会导致系统崩溃；(2)场景切换过程中，开发人员需要关注当前场景的状态及卸载、新场景的加载及状态更新、业务数据的加载时机等，加大了开发人员负担，增加了开发难度，致使开发效率低下；(3)多个场景的程序耦合，不利于程序的可读性及复用性，使得程序难以维护。

因此，如何实现Cesium三维可视化系统中业务场景切换的有效调度处理，解决上述缺陷问题便成为本领域人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有技术的不足之处，提出一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，该方法将三维可视化系统的业务需求进行抽象梳理，提炼为场景和子场景的概念，其中每个场景由若干个子场景构成；场景作为子场景的父级，存放子场景中公用数据；子场景中则只需加载本子场景内需要的三维资源及子场景业务数据；以此降低系统性能占用，降低开发难度，便于程序后期维护。

一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，进行场景切换前需初始化调度器，调用调度器的installMapRoutes方法，生成路由与组件的映射关系，以便切换场景时进行组件查找及初始化；场景切换包含以下步骤：

步骤1，开始切换场景，判断当前场景与新场景是否是同一场景，如果不是同一场景则执行步骤2；如果是同一场景则直接执行切换子场景流程，进入步骤5；

步骤2，卸载当前子场景、卸载当前场景；

步骤3，新场景初始化；

步骤4，新场景业务数据加载，在完成后执行步骤6；

步骤5，判断当前子场景与新子场景是否是同一子场景，如果不是则执行6，否则无操作；

步骤6，切换新子场景；

步骤7，新子场景初始化；

步骤8，新子场景业务数据加载。

优选的，初始化调度器时，需在调度器内维护事件中心及状态管理器；事件中心用于场景切换过程中事件的发布订阅，状态管理器用于场景切换过程中更新场景及子场景的状态；另外，还需在调度器中定义invokeScene方法，实现场景切换的逻辑；invokeScene方法接收场景Id、子场景Id及sceneReady场景初始化完成、sceneLoaded场景加载完成、subSceneReady子场景初始化完成、subSceneLoaded子场景加载完成等生命周期函数；调用步骤1中调度器invokeScene方法即可进入场景的切换流程。

优选的，步骤1中，进入场景切换流程首先判断当前场景与新场景是否是同一场景，判断方法是将调度器内维护的当前场景Id与新场景Id进行对比，一致则为同一场景，否则为不同场景；为同一场景时，执行步骤5，判断新子场景与当前子场景是否一致，判断方法是将调度器内维护的当前子场景Id与新子场景Id进行对比，一致为相同子场景不做任何操作，不一致则为不同的子场景，执行新子场景的切换6；为不同场景时继续执行步骤2，调度器调用当前子场景卸载的destroy方法及当前场景卸载的destroy方法；在当前子场景和场景卸载后，将当前场景的状态更新为scenePreLoad，当前子场景的状态更新为subScenePreLoad。

优选的，步骤3在新场景初始化之前，调度器会根据传入的生命周期函数调用addMapEventListener方法在调度器事件中心注册sceneReady场景初始化完成事件及sceneLoaded场景加载完成事件；在步骤3进行过程中，调度器中调用新场景的初始化方法init，初始化场景中的3DTiles数据、模型数据、地图瓦片等，同时将新场景Id保存至当前场景Id，更新当前场景的状态为sceneLoading；另外，需在Cesium加载完成事件回调中完成新场景初始化，调度器调用emitMapEventListener方法触发sceneReady事件，将当前场景的状态更新为sceneReady，执行sceneReady生命周期函数。

优选的，步骤4中，新场景业务数据加载时，需用调用调度器中invokeMethod方法；invokeMethod方法接收加载业务数据的方法名称、场景方法从属及业务数据；调度器在新场景业务数据加载时，会判断当前场景的状态；当前场景的状态为sceneReady状态或sceneLoaded状态时，直接调用场景业务数据加载方法；否则在调度器事件中心注册sceneReady事件，在新场景初始化完成触发sceneReady事件时，调用场景业务数据加载方法；场景业务数据加载完成后触发sceneLoaded事件，场景状态更新为sceneLoaded，同时执行sceneLoaded生命周期函数，更新父页面渲染，进行新子场景的切换。

优选的，步骤7进行新子场景初始化，调度器调用新子场景初始化方法init，加载初始化子场景中的3DTiles数据、模型数据、地图瓦片等，同时将新子场景Id保存至当前子场景Id，更新当前子场景的状态为subSceneLoading；另外，需在Cesium加载完成事件回调中完成新子场景初始化，触发subSceneReady事件，将当前子场景的状态更新为subSceneReady，同时执行subSceneReady生命周期函数。

优选的，步骤8中调用调度器中invokeMethod方法，接收加载业务数据的方法名称、子场景方法从属及业务数据；调度器在新子场景业务数据加载时，会判断当前子场景的状态；当前子场景的状态是subSceneReady状态或subSceneLoaded状态时，直接调用子场景业务数据加载方法；否则在调度器事件中心注册subSceneReady事件，在新子场景初始化完成触发subSceneReady事件时，调用子场景业务数据加载方法；子场景业务数据加载完成时，触发子场景subSceneLoaded事件；子场景的状态更新为subSceneLoaded，同时执行subSceneLoaded生命周期函数，更新子页面渲染，完成一次场景切换。

优选的，调度器的暴露方法包括installMapRoutes、invokeScene、invokeMethod；开发人员首先创建场景及子场景组件，按照调度器组件模板实现init初始化方法、destroy卸载方法及若干业务数据加载的方法；然后将场景及子场景的层次关系按照JSON格式配置，只需在调度器初始化时调用一次installMapRoutes方法，即可生成场景及子场景组件与路由的映射关系；进行场景切换时调用invokeScene方法，在场景切换过程中如果需要加载业务数据则调用invokeMethod方法进行业务数据的加载，事件监听、状态管理、场景调度工作均由调度器完成。

本发明的优点及技术效果在于：

(1)本发明实现了场景的高效调度，降低了三维的开发门槛，有效地避免了Cesium三维可视化系统性能差、易崩溃的问题；

(2)调度器中维护了当前场景及子场景的状态，当需要加载业务数据时，调度器会根据当前场景及子场景的状态判断加载时机，开发人员把关注点放在业务上，减轻了开发人员负担，提高了开发效率；

(3)场景及子场景抽取成独立的组件，实现了程序解耦，提高了代码的可读性、可维护性、可复用性。

附图说明

图1为本发明中场景与子场景的组件关系图；

图2为本发明中切换场景的流程图；

图3为本发明中场景加载的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明采用三维可视化系统中的场景及子场景的组织架构，每个场景及子场景封装成各自独立的组件；组件内需实现初始化方法init、卸载方法destroy及若干加载业务场景的方法，并将需要外部调用的方法暴露出去；将场景与子场景的层次关系配置成路由映射表，调用调度器中installMapRoutes时传入路由映射表，即可生成路由与组件的映射关系；进行场景切换时，传入切换的场景Id、子场景Id即可从映射关系中取出场景组件、子场景组件并进行组件的初始化。

如图2所示，是场景切换的流程步骤：

步骤1、开始切换场景，进行图2中的第一步判断，即判断当前场景与新场景是否相同，如果不是则执行步骤2，否则场景不变，直接执行切换子场景流程，进入步骤5；

步骤2、卸载当前子场景、卸载当前场景；

步骤3、新场景初始化；

步骤4、新场景业务数据加载，在完成后执行步骤6；

步骤5、进行图2中的第二步判断，即判断当前子场景与新子场景是否相同，如果不是则执行6，否则无操作；

步骤6、切换新子场景；

步骤7、新子场景初始化；

步骤8、新子场景业务数据加载。

如图3所示，在Cesium三维可视化系统中，进入场景、请求场景业务数据以及页面渲染三个任务是同时进行的，其中请求场景业务数据会影响场景数据的加载及页面的更新；Cesium三维可视化系统多场景调度的详细步骤为：

(1)步骤1中，调用调度器中invokeScene方法，进入场景切换流程，开发人员传入场景Id、子场景Id及sceneReady场景初始化完成、sceneLoaded场景加载完成、subSceneReady子场景初始化完成、subSceneLoaded子场景加载完成四个生命周期函数；

(2)在调度器中维护了当前场景的Id，步骤1中判断当前场景与新场景是否是同一场景方法即判断新场景Id是否与当前场景Id一致；不一致为不同场景，继续执行步骤2，调度器调用当前子场景卸载的destroy方法及当前场景卸载的destroy方法；在当前子场景和场景卸载后，将当前场景的状态更新为scenePreLoad，当前子场景的状态更新为subScenePreLoad；一致则场景不变，执行步骤5，通过调度器中当前子场景Id与新子场景的Id的对比判断新子场景与当前子场景是否一致，一致为同一子场景不做任何操作，不一致则为新子场景，进行新子场景的切换6；

(3)新场景初始化之前，在调度器事件中心注册sceneReady场景初始化完成事件及sceneLoaded场景加载完成事件，在sceneReady事件中执行sceneReady生命周期函数，在sceneLoaded事件中执行sceneLoaded生命周期函数，进行子场景的切换；

(4)步骤3进行新场景初始化，即在调度器中调用新场景的初始化方法init，初始化场景中的3DTiles数据、模型数据、地图瓦片等，同时将新场景Id保存至当前场景Id，更新当前场景的状态为sceneLoading；

(5)在Cesium加载完成事件回调中完成新场景初始化，触发sceneReady事件，将当前场景的状态更新为sceneReady，同时执行sceneReady生命周期函数；

(6)步骤4中，新场景业务数据加载时，调用调度器中invokeMethod方法，传入加载业务数据的方法名称、方法从属(scene)及业务数据；调度器在新场景业务数据加载时，会判断当前场景的状态；当前场景的状态为sceneReady或sceneLoaded时，则直接调用场景业务数据加载方法；否则在调度器事件中心注册sceneReady事件，在新场景初始化完成触发sceneReady事件时，调用场景业务数据加载方法；

(7)场景业务数据加载完成后触发sceneLoaded事件，场景状态更新为sceneLoaded，同时执行sceneLoaded生命周期函数，更新父页面渲染，进行新子场景的切换；

(8)新子场景初始化前，在调度器事件中心注册subSceneReady子场景初始化事件、subSceneLoaded子场景加载完成事件，触发subSceneReady事件时执行subSceneReady生命周期函数，触发subSceneLoaded事件时，执行subSceneLoaded生命周期函数；

(9)步骤7进行新子场景初始化，即在调度器中调用新子场景初始化方法init，加载初始化子场景中的3DTiles数据、模型数据、地图瓦片等，同时将新子场景Id保存至当前子场景Id，更新当前子场景的状态为subSceneLoading；

(10)在Cesium加载完成事件回调中完成新子场景初始化，触发subSceneReady事件，将当前子场景的状态更新为subSceneReady，同时执行subSceneReady生命周期函数；

(11)在步骤8中，新子场景业务数据加载时，调用调度器中invokeMethod方法，传入加载业务数据的方法名称、方法从属(subScene)及业务数据；调度器在新子场景业务数据加载时，自动判断当前子场景的状态；当前子场景的状态是subSceneReady或subSceneLoaded时，则直接调用子场景业务数据加载方法；否则在调度器事件中心注册subSceneReady事件，在新子场景初始化完成触发subSceneReady事件时，调用子场景业务数据加载方法；

(12)子场景业务数据加载完成时，触发子场景subSceneLoaded事件；子场景的状态更新为subSceneLoaded，同时执行subSceneLoaded生命周期函数，更新子页面渲染，完成一次场景切换；

调度器暴露的方法包括installMapRoutes、invokeScene、invokeMethod；开发人员首先创建场景及子场景组件，按照调度器组件模板实现init初始化方法、destroy卸载方法及若干业务数据加载的方法；然后将场景及子场景的层次关系按照JSON格式配置，只需在调度器初始化时调用一次installMapRoutes方法，即可生成场景及子场景组件与路由的映射关系；进行场景切换时调用invokeScene方法，在场景切换过程中如果需要加载业务数据则调用invokeMethod方法进行业务数据的加载，事件监听、状态管理、场景调度工作均由调度器完成；

最后，本发明的未尽述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的实施例或示例中。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，其特征在于：进行场景切换前需初始化调度器，调用调度器的installMapRoutes方法，生成路由与组件的映射关系，以便切换场景时进行组件查找及初始化；场景切换包含以下步骤：

步骤1，开始切换场景，判断当前场景与新场景是否是同一场景，如果不是同一场景则执行步骤2；如果是同一场景则直接执行切换子场景流程，进入步骤5；

步骤2，卸载当前子场景、卸载当前场景；

步骤3，新场景初始化；

步骤4，新场景业务数据加载，在完成后执行步骤6；

步骤5，判断当前子场景与新子场景是否是同一子场景，如果不是则执行6，否则无操作；

步骤6，切换新子场景；

步骤7，新子场景初始化；

步骤8，新子场景业务数据加载。

2.根据权利要求1所述的一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，其特征在于：初始化调度器时，需在调度器内维护事件中心及状态管理器；事件中心用于场景切换过程中事件的发布订阅，状态管理器用于场景切换过程中更新场景及子场景的状态；另外，还需在调度器中定义invokeScene方法，实现场景切换的逻辑；invokeScene方法接收场景Id、子场景Id及sceneReady场景初始化完成、sceneLoaded场景加载完成、subSceneReady子场景初始化完成、subSceneLoaded子场景加载完成等生命周期函数；调用步骤1中调度器invokeScene方法即可进入场景的切换流程。

3.根据权利要求1所述的一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，其特征在于：所述步骤1中，进入场景切换流程首先判断当前场景与新场景是否是同一场景，判断方法是将调度器内维护的当前场景Id与新场景Id进行对比，一致则为同一场景，否则为不同场景；为同一场景时，执行步骤5，判断新子场景与当前子场景是否一致，判断方法是将调度器内维护的当前子场景Id与新子场景Id进行对比，一致为相同子场景不做任何操作，不一致则为不同的子场景，执行新子场景的切换6；为不同场景时继续执行步骤2，调度器调用当前子场景卸载的destroy方法及当前场景卸载的destroy方法；在当前子场景和场景卸载后，将当前场景的状态更新为scenePreLoad，当前子场景的状态更新为subScenePreLoad。

4.根据权利要求1所述的一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，其特征在于：所述步骤3在新场景初始化之前，调度器会根据传入的生命周期函数调用addMapEventListener方法在调度器事件中心注册sceneReady场景初始化完成事件及sceneLoaded场景加载完成事件；在步骤3进行过程中，调度器中调用新场景的初始化方法init，初始化场景中的3DTiles数据、模型数据、地图瓦片等，同时将新场景Id保存至当前场景Id，更新当前场景的状态为sceneLoading；另外，需在Cesium加载完成事件回调中完成新场景初始化，调度器调用emitMapEventListener方法触发sceneReady事件，将当前场景的状态更新为sceneReady，执行sceneReady生命周期函数。

5.根据权利要求1所述的一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，其特征在于：所述步骤4中，新场景业务数据加载时，需用调用调度器中invokeMethod方法；invokeMethod方法接收加载业务数据的方法名称、场景方法从属及业务数据；调度器在新场景业务数据加载时，会判断当前场景的状态；当前场景的状态为sceneReady状态或sceneLoaded状态时，直接调用场景业务数据加载方法；否则在调度器事件中心注册sceneReady事件，在新场景初始化完成触发sceneReady事件时，调用场景业务数据加载方法；场景业务数据加载完成后触发sceneLoaded事件，场景状态更新为sceneLoaded，同时执行sceneLoaded生命周期函数，更新父页面渲染，进行新子场景的切换。

6.根据权利要求1所述的一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，其特征在于：所述步骤7进行新子场景初始化，调度器调用新子场景初始化方法init，加载初始化子场景中的3DTiles数据、模型数据、地图瓦片等，同时将新子场景Id保存至当前子场景Id，更新当前子场景的状态为subSceneLoading；另外，需在Cesium加载完成事件回调中完成新子场景初始化，触发subSceneReady事件，将当前子场景的状态更新为subSceneReady，同时执行subSceneReady生命周期函数。

7.根据权利要求1所述的一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，其特征在于：所述步骤8中调用调度器中invokeMethod方法，接收加载业务数据的方法名称、子场景方法从属及业务数据；调度器在新子场景业务数据加载时，会判断当前子场景的状态；当前子场景的状态是subSceneReady状态或subSceneLoaded状态时，直接调用子场景业务数据加载方法；否则在调度器事件中心注册subSceneReady事件，在新子场景初始化完成触发subSceneReady事件时，调用子场景业务数据加载方法；子场景业务数据加载完成时，触发子场景subSceneLoaded事件；子场景的状态更新为subSceneLoaded，同时执行subSceneLoaded生命周期函数，更新子页面渲染，完成一次场景切换。

8.根据权利要求1所述的一种Cesium三维可视化系统业务场景切换处理方法，其特征在于：所述调度器的暴露方法包括installMapRoutes、invokeScene、invokeMethod；开发人员首先创建场景及子场景组件，按照调度器组件模板实现init初始化方法、destroy卸载方法及若干业务数据加载的方法；然后将场景及子场景的层次关系按照JSON格式配置，只需在调度器初始化时调用一次installMapRoutes方法，即可生成场景及子场景组件与路由的映射关系；进行场景切换时调用invokeScene方法，在场景切换过程中如果需要加载业务数据则调用invokeMethod方法进行业务数据的加载，事件监听、状态管理、场景调度工作均由调度器完成。