Cesium亮度显示异常，如何调整材质与光照参数优化模型展示效果？

Question

在Cesium中，模型亮度显示异常可能由材质和光照参数设置不当引起。例如，模型表面过亮或过暗，影响视觉效果。如何调整材质与光照参数优化展示效果？ 首先，检查模型的法线方向是否正确，错误的法线可能导致光照计算异常。其次，调整材质的`metalness`和`roughness`属性，`metalness`值过高会使模型过于反光，过低则显得暗淡；`roughness`控制反射扩散程度，过高会失去细节。 此外，调节光照参数如`sunlight`强度或方向，确保其与场景匹配。使用Cesium的`czm_sun`全局变量调整太阳光源位置，结合环境光(`ambient light`)平衡整体亮度。 最后，启用高动态范围(HDR)和色调映射功能，提升视觉真实感。通过这些方法，可以有效优化Cesium中模型的亮度显示效果。

Answer 1

1. 初步检查：模型法线方向

在Cesium中，模型亮度显示异常的首要原因可能是法线方向设置错误。法线是计算光照的核心参数，其方向决定了光线如何与模型表面交互。

要验证法线是否正确，可以使用以下方法：

• 加载模型后，观察模型的阴影和高光分布是否合理。
• 通过调试工具或代码检查法线数据，确保它们指向模型外部。

如果发现法线方向错误，可以通过以下方式修复：

// 使用Cesium提供的GeometryPipeline工具
let fixedModel = Cesium.GeometryPipeline.repairModel(model);

2. 调整材质属性：Metalness 和 Roughness

材质属性是影响模型亮度的关键因素之一。`metalness`和`roughness`分别控制模型的金属感和反射扩散程度。

属性	作用	推荐范围
Metalness	定义模型表面的金属感	0.0 ~ 1.0（视场景需求调整）
Roughness	控制反射光的扩散程度	0.2 ~ 0.8（过高会丢失细节）

例如，将`metalness`值设为0.5，`roughness`值设为0.3，可实现较为自然的效果：

model.material.metalness = 0.5;
model.material.roughness = 0.3;

3. 光照参数优化：Sunlight 和 Ambient Light

光照参数直接影响模型的视觉效果。Cesium提供了全局变量`czm_sun`用于调整太阳光源的位置和强度。

以下是调节光照的具体步骤：

1. 调整太阳光源位置以匹配场景视角。
2. 结合环境光(`ambient light`)平衡整体亮度。

示例代码如下：

// 调整太阳光源位置
viewer.scene.sun.position = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(longitude, latitude, altitude);

// 设置环境光强度
viewer.scene.globe.ambientLightIntensity = 0.2;

4. 高级优化：启用HDR和色调映射

为了进一步提升模型的视觉真实感，可以启用高动态范围(HDR)和色调映射功能。这些技术能够更好地模拟人眼对光线的感知，增强画面层次感。

具体实现步骤如下：

// 启用HDR
viewer.scene.highDynamicRangeEnabled = true;

// 启用色调映射
viewer.scene.toneMappingEnabled = true;

HDR和色调映射的结合能够显著改善模型的亮度表现，尤其是在复杂光照环境下。

5. 流程图：优化模型亮度的完整流程

以下是优化模型亮度的整体流程图，帮助开发者系统化地解决问题：

graph TD;
            A[检查法线方向] --> B[调整Metalness];
            B --> C[调整Roughness];
            C --> D[优化光照参数];
            D --> E[启用HDR和色调映射];