Cesium中的常用格式 3D Tiles简介

3Dtiles是一种开放的规范，用于传输和加载海量的异构三维地理空间数据集。它使用了类似于地形和影像的瓦片流技术，使得建筑物、BIM模型、点云和倾斜摄影等大规模三维模型能够在Web端流畅地展示。

3Dtiles的设计目的和优势

早期地理的三维是使用不规则三角网，也即所谓的三角面片进行渲染的。如下图：

但随着学科的融合、计算机技术和硬件的更新换代，使得有模型、有细节的真三维融入到GIS中，也就是之前文章中介绍过的glTF格式。（Cesium中的glTF是什么）但面对大规模精细三维数据的加载，还要照顾到GIS的各种坐标系统、分析计算，gltf这种单个模型的方案显得力不从心。2016年，Cesium 团队借鉴传统2DGIS的地图规范——WMTS，借鉴图形学中的层次细节模型，打造出大规模的三维数据标准—— 3d-Tiles，中文译名：三维瓦片。

它在模型上利用了 gltf 渲染快的特点，对大规模的三维数据进行组织，包括层次细节模型、模型的属性数据、模型的层级数据等。截止目前，3D Tiles有两版本：1.0 和 1.1。

3Dtiles的基本组成和结构

3Dtiles的文件结构可简要的看下图：

上图是3Dtiles的1.0的基本格式，3Dtiles的1.1的增加了对glTF文件的直接支持。如下图：

主要的数据类型：

• b3dm：批量化的三维模型，适用于异构模型，如纹理地形或3D建筑
• i3dm：实例化的三维模型，适用于同一个三维模型的多个实例，如树木或灯柱
• pnts：点云，适用于激光扫描或摄影测量产生的点数据
• cmpt：复合瓦片，适用于将多种瓦片格式组合在一起的情况
• glb：glb格式，适用于3D建筑模型

另外除了三维数据，每个节点也会有一些其他的元数据，如属性数据、层级数据等。如图：

3Dtiles的数据处理和转换工具

如何将传统的三维数据转换成3Dtiles格式，常见的的方案有：

• Cesium官方提供的Cesium Ion在线平台，可以将各种三维数据源转换为3Dtiles格式
• Github开源的小工具，如obj23dtiles、gltf2glb等，可以将特定的三维数据格式转换为3Dtiles格式
• 一些商业化的工具集，如Cesiumlab、FME等，可以提供更多的数据处理和转换功能

参考

1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/539888387
2. https://www.jianshu.com/p/bf075a1b91d9

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