Cesium 性能优化：从常识到深入实践

开篇

目标：让三维场景更流畅、更稳定，面向无人机/数字孪生/GIS 场景
原则：减少渲染工作量、降低资源体积、按需加载与批处理；监控和度量贯穿始终

快速优化清单

只启用需要的功能：scene3DOnly: true、关闭阴影与复杂后处理
按需渲染：开启 requestRenderMode，有变更时再渲染
控制 3D Tiles：降低 maximumScreenSpaceError 的精度需求、限制 maximumNumberOfLoadedTiles
批量而非散点：大量几何用 Primitive + GeometryInstance 批渲染，少用成千上万 Entity
资源压缩：模型用 glTF + Draco/KTX2，贴图降采样与压缩；影像切片与 CDN 加速
交互节流：高频交互（鼠标移动、实时数据）做节流与合并更新

深入优化

1）渲染模式与场景设置

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const viewer = new Cesium.Viewer('container', {
  scene3DOnly: true,
  shadows: false,
  // 根据场景选择地形与影像，示例：
  terrainProvider: Cesium.createWorldTerrain({ requestVertexNormals: true })
})
// 只有有变更时渲染
viewer.scene.requestRenderMode = true
viewer.scene.maximumRenderTimeChange = 0.0
// 需要时手动触发
function trigger() { viewer.requestRender() }
// 可关闭高成本特性
viewer.scene.globe.depthTestAgainstTerrain = false
viewer.scene.postProcessStages.fxaa.enabled = true

requestRenderMode：避免无意义的逐帧渲染；数据/相机/样式变化时手动触发
scene3DOnly：剔除 2D/Columbus 模式相关开销
关闭高成本：阴影、OIT（半透明排序）、部分后处理

2）3D Tiles 调优

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const tileset = new Cesium.Cesium3DTileset({
  url: 'your/tileset.json',
  maximumScreenSpaceError: 2,              // 提升性能（牺牲部分精度）
  maximumNumberOfLoadedTiles: 256,         // 控制内存与并发
  skipLevelOfDetail: true,                  // 先加载低 LOD，加快进入可视状态
  baseScreenSpaceError: 1024,
  skipLevels: 1,
  dynamicScreenSpaceError: true             // 随相机距离动态调整精度
})
viewer.scene.primitives.add(tileset)

LOD 策略：先粗后细（skip LOD），再在静止或重要区域提高精度
资源控制：上限 maximumNumberOfLoadedTiles，避免显存与内存爆炸
动态精度：dynamicScreenSpaceError 随相机远近调整，提升整体流畅度

3）Entity vs Primitive（批渲染）

js 复制代码

// 大量面/线/点，优先使用 Primitive 批渲染
const instances = polygons.map(positions => new Cesium.GeometryInstance({
  geometry: new Cesium.PolygonGeometry({
    polygonHierarchy: new Cesium.PolygonHierarchy(positions)
  })
}))
const primitive = new Cesium.Primitive({
  geometryInstances: instances,
  appearance: new Cesium.PerInstanceColorAppearance({ flat: true }),
  asynchronous: true
})
viewer.scene.primitives.add(primitive)

原则：上千/上万要素用 Primitive 批量；Entity 适合业务少量对象与交互
文本/图标：大量 Billboard/Label 使用 DataSource.clustering 聚合，降低绘制数量

4）资源与纹理优化

模型：glTF 使用 Draco 网格压缩与 KTX2 纹理压缩（体积更小，GPU 更友好）
贴图：降采样与区域裁剪；尽量避免过大分辨率的贴图（尤其全屏背景）
影像：CDN + 切片缓存；只加载当前视域内瓦片

5）影像与地形的取舍

地形：depthTestAgainstTerrain 在需要"贴地"精度时开启，否则关闭以提升性能
光照与阴影：多数业务场景关闭阴影；必要时限制阴影级别与范围
雾与特效：启用雾可改善远景表现与 LOD 感知，但过度特效会增加开销

6）交互、流与更新

MQTT/实时数据：将高频更新合并为批次；只在数据变更后触发 viewer.requestRender()
相机事件：节流相机移动事件，避免每个像素移动都触发重算
选择与拾取：限制拾取频率；复杂几何拾取可用"包围盒"近似以降低计算

7）调试与监控

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// FPS 观察
viewer.scene.debugShowFramesPerSecond = true
// 3D Tiles 检查器（方便观察加载与 LOD）
viewer.extend(Cesium.viewerCesium3DTilesInspectorMixin)

指标：FPS、内存、瓦片加载数量、网络并发与耗时、相机路径与停留点
方法：逐项开关与对照测试（A/B），保留最佳配置与参数

8）整体策略：先可见，后精致

打开场景时优先展示可用画面（skip LOD + 低精度），用户停留后再提高质量
热路径优化：用户常看的区域与功能做更高精度与缓存；冷路径保持轻量

常见误区

大量 Entity 直接渲染，导致 CPU/GPU 压力暴增
未开启 requestRenderMode，即使静止场景也在不断重渲染
3D Tiles 参数默认不管，瓦片无限加载占满内存与带宽
贴图与模型过大、不压缩，启动慢、卡顿严重

总结

Cesium 性能优化的关键是"渲染策略 + 资源控制 + 批量化"，辅以监控与迭代
优先从渲染模式、3D Tiles 与实体批渲染入手，再逐步优化资源与交互

示例组合

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const viewer = new Cesium.Viewer('container', { scene3DOnly: true, shadows: false })
viewer.scene.requestRenderMode = true
viewer.scene.maximumRenderTimeChange = 0.0
const tileset = new Cesium.Cesium3DTileset({
  url: 'your/tileset.json',
  maximumScreenSpaceError: 2,
  maximumNumberOfLoadedTiles: 256,
  skipLevelOfDetail: true,
  baseScreenSpaceError: 1024,
  skipLevels: 1,
  dynamicScreenSpaceError: true
})
viewer.scene.primitives.add(tileset)
// 在数据更新或交互结束后：
viewer.requestRender()