Cesium体积云实现思路

Cesium中实现体积云可以通过云图噪声+光线步进的方式来实现，云图噪声用于生成云的形状，而光线步进则用于从云图噪声中采样云的密度

具体实现可以通过Primitive或者后处理，因为体渲染是没有顶点信息的，需要在片元着色器中进行相关计算，但是我们的光线步进计算需要坐标信息，如果是通过Primitive的方式，我们可以在顶点着色器中将坐标传递到片元着色器，如果是采样后处理的方式，我们需要在片元着色器中还原世界坐标。

在进行光线步进时，为了提高计算性能，需要确定光线步进的起点和终点，比如实现局部体积云时，我们一般是限制云在一个Box盒子内进行渲染，也就是限定光线步进的范围为一个Box。最后转换为求光线（射线）与Box求交，GLSL算法如下

vec4 rayBoxDst(vec3 boundsMin, vec3 boundsMax,  vec3 rayOrigin, vec3 invRaydir) 
{
    vec3 t0 = (boundsMin - rayOrigin) * invRaydir;
    vec3 t1 = (boundsMax - rayOrigin) * invRaydir;
    vec3 tmin = min(t0, t1);
    vec3 tmax = max(t0, t1);

    float dstA = max(max(tmin.x, tmin.y), tmin.z); //进入点
    float dstB = min(tmax.x, min(tmax.y, tmax.z)); //出去点

    float dstToBox = max(0., dstA);
    float dstInsideBox = max(0., dstB - dstToBox);
    return vec4(dstToBox, dstInsideBox,dstA,dstB);
} 

如果是实现全球体积云，求取光线步进的起点和终点则稍微复杂，因为云层范围是一个球壳。

计算光线的步进起点和终点需要计算光线与球的交点，GLSL算法如下

vec2 raySphereIntersect(vec3 r0, vec3 rd, float sr) {
  float a = dot(rd, rd);
  float b = 2.0 * dot(rd, r0);
  float c = dot(r0, r0) - (sr * sr);
  float d = (b * b) - 4.0 * a * c;

  if (d < 0.0) return vec2(-1.0, -1.0);
  float squaredD = sqrt(d);

  return vec2(
    (-b - squaredD) / (2.0 * a),
    (-b + squaredD) / (2.0 * a)
  );
}

根据相机的位置不同，需要分为多种情况。