三维 WebGIS 新玩具：OpenGlobus

代码仓库地址：https://github.com/openglobus/openglobus

原创。@秋意正寒

目录

• 1 简介
• 2 HelloGlobus
• 3 在 Vite 中与 vue3 集成
• 4 在 Vite 中与 react 集成
• 5 示例代码
• 6 API风格
• 7 目前已完成的功能（截至发文时）
  • 基本数据加载功能
  • 界面定制与交互功能
  • 渲染器及渲染效果相关功能
• 8 提供原生 WebGL 接口
• 9 展望未来
  • 图层支持
  • 默认控件
  • 引擎的性能表现
  • 三维可视化

1 简介

OpenGlobus 是一个设计用于显示可交互性三维地图、影像瓦片、矢量数据、标注、三维对象的 JavaScript 库。它所用的技术是纯 WebGL，完全开源免费。

它的目标是：让三维地图要素更快、更好看，用户友好度拉满并且在有关项目中容易编码实现。

笔者注：OpenGlobus 的起名，颇有三维界的 OpenLayers 的意味

2 HelloGlobus

很容易能通过 npm scripts 中的 build 命令打包到一个生产模式的 umd 包，包括两个文件，一个 js 文件，一个 css 文件，写这篇文章时，库版本是 0.8.5，所以上最简单的示例代码：

<link rel="stylesheet" href="og-0.8.5.css">
<script src="og-0.8.5.js"></script>

<div id="viewport"></div>
<script>
  const globus = new og.Globe({
    target: 'viewport'
  })
</script>

在控制台，键入 og 可输出全局对象。

出图大概是这样的效果：

观察控制台的网络请求，不难发现在不添加任何图层、高程数据的时候，它不会发生任何网络图层的请求，也就是说，这个夜光图和背景完全是内置在代码中的静态资源。

3 在 Vite 中与 vue3 集成

经测试，Globe 对象暂不支持直接传入 HTMLDivElement，只能传递一个 id 字符串，所以绑定 DOM ref 的方法行不通。

习惯性把属性作为 vue 组件的 props 的开发者请注意，下列写法虽然可以正确出现地球，但是这样会增加监听负载，一旦将来 globe 上的东西越来越多，WebGL 的帧率将不能保证：

<template>
  <div id="viewport"></div>
</template>

<script setup>
import * as og from '@openglobus/og' // 发文时，还没有类型定义库 `*.d.ts`，所以暂时只能整体导入，而不能用解构语法
import { onMounted, defineProps, ref } from 'vue'
import '/node_modules/@openglobus/og/css/og.css'

let globe = ref()
onMounted(() => {
  globe = new og.Globe({
    target: 'viewport'
  })
})

defineProps([
  'globe'
])
</script>

所以，我建议改成这样：

<template>
  <div id="viewport"></div>
</template>

<script setup>
import * as og from '@openglobus/og' // 发文时，还没有类型定义库 `*.d.ts`，所以暂时只能整体导入，而不能用解构语法
import { onMounted } from 'vue'
import '/node_modules/@openglobus/og/css/og.css'

let globe = null
onMounted(() => {
  globe = new og.Globe({
    target: 'viewport'
  })
})
</script>

4 在 Vite 中与 react 集成

这个就简单了：

import React, { useEffect } from 'react'
import * as og from '@openglobus/og' // 发文时，还没有类型定义库 `*.d.ts`，所以暂时只能整体导入，而不能用解构语法
import '/node_modules/@openglobus/og/css/og.css'

function App() {
  useEffect(() => {
    const globe = new og.Globe({
      target: 'viewport'
    })
  }, [])
  return <div id="viewport"></div>
}

export default App

5 示例代码

官网（www.openglobus.org）提供了一些示例代码，足够学习使用，只要知道入口对象是 Globe 类即可。

6 API风格

不仅库的名字类似 OpenLayers，它还在很多 API 命名上“暂时”接近 ol。拿创建 XYZ 图层来说：

const osm = new og.layer.XYZ("OpenStreetMap", {
  isBaseLayer: true, // 是否是底图
  url: "//{s}.tile.openstreetmap.org/{z}/{x}/{y}.png", // url
  visibility: true, // 可见性
  attribution: 'Data @ OpenStreetMap contributors, ODbL' // 声明之类的字符串
});

和 OpenLayers 的比较：

const xyzSource = new ol.source.XYZ({
  url: `https://{a-c}.tile.thunderforest.com/cycle/{z}/{x}/{y}.png?apikey=Your API key from http://www.thunderforest.com/docs/apikeys/ here`,
})

以及 Vector 图层：

const markerLayer = new og.layer.Vector("Markers", {
  clampToGround: true
})

在 ol 也有类似的 API 名称。

更有趣的是，当前的示例代码页面和 ol 6.5 的示例代码页面极为相似：

og	ol

更别提 API 帮助文档了，我怀疑是用的同一个母模板。

7 目前已完成的功能（截至发文时）

基本数据加载功能

• GeoJson 数据加载
• 静态图片加载（并支持拖拽调整其四个角的位置）
• 地形服务加载（Mapbox的地形服务、GeoServer的Bil格式地形服务等），支持垂直夸大
• GeoServer WMS 加载
• Canvas瓦片加载（Canvas作为一层直接贴到地球表面）
• 广告牌加载（类似于精灵？），支持贴地
• 视频纹理
• 基本矢量图形绘制（polylines、marker、circle、ray等），marker支持交互式拖拽移动

界面定制与交互功能

• 支持自定义控件（类继承形式实现，且暂时只能用原生 DOM）
• 支持 Popup（弹窗），弹窗样式比较丑，虽然支持背面剔除，但是它的更新坐标的机制感觉和 Cesium 自定义气泡差不多... 都是监听事件改变 DOM 的坐标
• 支持图层切换控件（尽管现在还很丑）
• 支持鼠标滑过（mousemove）、左键单击（lclick）等基本事件，也支持禁用事件
• 支持相机飞行动画

渲染器及渲染效果相关功能

• 提供时钟（儒略日期、UTC等均支持）
• 内置简单的数学库
• 图层透明度设置
• 支持简易太阳光
• 支持假性半透明颜色覆盖

复杂的需求肯定达不到（例如将视频完整地贴合复杂模型等），毕竟才发布不久。

8 提供原生 WebGL 接口

在 GeoTexture2d 例子中，就出现了与底层 WebGL 几乎完全一致的代码，例如 fbo、program、uniforms、attributes 等，也支持自定义的着色器代码，意味着应该是有底层的能力的。

9 展望未来

它创建于 2018 年，但是在 GitHub 上是今年 3 月才活跃起来的，官网列举此库的特点如下：

图层支持

• WMS、WMTS
• 标签和广告牌
• 矢量图层：线与面类型
• 静态覆盖图层：支持静态图片、视频、WebGL FBO
• 自定义 canvas 瓦片图层
• GeoJSON图层
• 其他

默认控件

• 缩放按钮
• 经纬度坐标提示
• 图层切换
• 太阳位置控件
• 指北针
• 交互式导航（即鼠标键盘控制）

引擎的性能表现

• 纯 WebGL 实现渲染器
• 支持多地球实例
• 单 WebGlProgram（不太确定）
• 内置时钟，即时渲染
• 支持事件：draw、click、mouseenter等
• 支持图层、对象的拾取
• LOD控制
• 舒适的交互体验
• 无依赖！

三维可视化

• 支持多种高程数据源
• 柔和的灯光
• 自定义天空盒
• 图层外观支持自定义：光参数、高度调整、透明度、可见范围等
• 轴对齐的广告牌和标签
• 即将支持：3dTiles、大气散射效果、glTF模型

若再迭代十几个版本，那是非常值得期待的，毕竟它的 API 更接近 GIS 风格。

但是，现在国内的需求更接近局部展示而不是全球范围展示，能不能被国内的piao客们青睐，还要再等等。