WorldWind源代码解析：瓦片调度机制详解

1. 源代码解析

本文将重点解析WorldWind中与摄像头移动相关的核心方法及其内部逻辑。

1.1 NltTerrainAccessor.GetElevationAt 方法解析

方法签名：public override float GetElevationAt(double latitude, double longitude, double targetSamplesPerDegree)。

当摄像头高度低于300公里时，系统开始显示地面的海拔高度。此方法根据摄像头的位置和视角范围，确定所需地形数据的层级和具体瓦片。随后，程序会尝试从缓存中读取相应的高程数据矩阵。若缓存中不存在所需瓦片，则自动从服务器下载并存储至缓存中，最后计算出指定坐标的海拔高度。

1.2 CameraBase.Update 方法解析

方法签名：public virtual void Update(Device device)。

此方法负责计算摄像头的视野范围。其核心算法包括弧度和度数的转换，具体计算公式分别为 abs(sin(摄像头高度/地球半径)) * 2 和 abs(sin(摄像头高度/地球半径)) * 2 * 180 / π。

1.3 QuadTileSet.Update 方法解析

方法签名：public override void Update(DrawArgs drawArgs)。

该方法定义了在特定条件下不显示瓦片的规则，例如当摄像头视野范围超过两倍的 TileDrawDistance 乘以 LevelZeroTileSizeDegrees 时，将不加载任何瓦片，并清除所有下载请求。对于不同类型的地理信息（如遥感影像、地形、国界线），LevelZeroTileSizeDegrees 的设置值各不相同，分别为2.25°、18°和36°。默认情况下，TileDrawDistance 设定为3.5，这意味着当视野覆盖超过7个0级瓦片时，将不再加载新的瓦片。考虑到摄像头的默认俯角为45°，因此0级显示的高度大约为875.149公里。

2. 瓦片调度策略

WorldWind采用了一套复杂的瓦片调度机制来优化地图渲染性能：

1) 系统启动独立线程，根据摄像头的视野动态更新地球模型。若需加载新的瓦片，则先清理掉不再处于当前视域内的瓦片，然后按照预定策略进行调度。

2) 每次瓦片更新涉及一个6x6的0级瓦片矩阵。首次更新聚焦于摄像头位置对应的瓦片，之后依次扩展到周边瓦片，遵循从左至右、从下至上的顺序。

图1：瓦片更新序列示意图

3) 单个瓦片的调度流程如图2所示。

图2：单瓦片调度流程图

关于图2的几点说明：

a) 地球模型包含Images和Boundaries两个主要子集，系统对这两个子集进行遍历调度。

b) 调度表记录了待渲染的所有瓦片。

c) 优先级最高的瓦片是那些在屏幕上占据较大面积的瓦片。

d) 条件a：当摄像头的视野范围小于2 * 3.5 * 块大小且到块中心的距离小于2.9 * 块大小 * 1.25，且块位于视域内时，该块将被调度。

e) 条件b：当摄像头的视野范围小于3.5 * 块大小且到块中心的距离小于2.9 * 块大小，且块位于视域内时，该块将被调度。这表明随着摄像头视野范围的减小，显示的细节层次将逐步增加；而距离摄像头较远的块，其显示的细节层次将相应降低。