glTF小模型

6/9/2023

glTF全称是 Graphics Language Transmission Format (图形语言传输格式),是一种针对GL(WebGL,OpenGL ES以及OpenGL)接口的运行时资产传递格式,由澳大利亚的 Khronons 集团进行维护,并于2017年6月5日在GitHub (opens new window)上公布了glTF 2.0的规范,此文也是针对于2.0版本进行介绍的。

glTF通过提供高效、可扩展、可互操作的格式来传输和加载三维内容,填补了3D建模工具与现代图形应用程序之间的空白,它已成为了 Web 上的3D 对象标准(Web导出的通用标准),可以说glTF是3D 模型的JPEG格式,几乎每个3D Web框架都支持glTF。随着glTF的不断发展,glTF形成了自己庞大的生态系统,同时受到了各行业的大力支持。

glTF小模型只是 Primitive 或Entity的其中一种类型数据,代码加载方式是一致的,这里单独拿出来讲解下他的.gltf数据特性。

glTF官方资料 (opens new window)

# 1. glTF数据结构

glTF的核心是一个JSON文件,另外还支持外部数据。具体而言,一个glTF模型可包括以下三部分内容:

  • JSON格式的文件(.gltf),其中包含完整的场景描述,并通过场景结点引用网格进行定义 。包括:节点层次结构、材质(定义了3D对象的外观)、相机(定义义了渲染程序的视锥体设置 )、mesh(网格)、动画(定义了3D对象的变换操作,比如选择、平移操作)、蒙皮(定义了3D对象如何进行骨骼变换)等;
  • .bin包含几何和动画数据以及其他基于缓冲区的数据的二进制文件;
  • 图像文件(.jpg,.png)的纹理。

image

# 1.1 glTF的JSON结构

场景对象以数组的形式存储在JSON文件中,可以使用数组中各个对象的索引来访问它们:

"meshes" : 
[
    { ... }
    { ... }
    ...
],
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这些索引还用于定义对象之间的关系。上面的示例定义了多个网格对象,并且一个节点可以使用网格索引引用上面定义的其中一个网格对象:

"nodes": 
[
    { "mesh": 0, ... },
    { "mesh": 5, ... },
    ...
}
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下图概述了glTF的JSON部分的顶级元素:

image

下面我对这些元素进行简要说明:

  • scene: glTF格式的场景结构描述条目。它通过引用node来定义场景图;
  • node: 场景图层次中的一个节点。它可以包含一个变换(比如旋转或平移),并且可以引用其他(子)节点 。此外,它可以引用网格和相机,以及描述网格变换的蒙皮;
  • camera: 定义了用于渲染场景的视锥体配置;
  • mesh: 描述了出现在场景中几何对象实际的几何数据。它是指accessor用于访问实际几何数据material的对象,并且是指在渲染对象时定义其外观的 ;
  • skin: 定义了用于蒙皮的参数,参数的值通过一个accessor对象获得。
  • animation: 描述了一些结点如何随时间进行变换(比如旋转或平移);
  • accessor: 一个访问任意数据的抽象数据源。被mesh、skin和animation元素使用来提供几何数据、蒙皮参数和基于时间的动画值。它通过引用一个bufferView对象,来引用实际的二进制数据;
  • material: 包含了定义3D对象外观的参数。它通常引用了用于3D对象渲染的texture对象;
  • texture: 定义了一个sampler对象和一个image对象。sampler对象定义了image对象在3D对象上的张贴方式。

更多详情,可查阅 glTF 2.0规范 (opens new window)以及 glTF官方教程 (opens new window)

# 1.2 glTF相关工具推荐

浏览: BabylonJS查看器浏览gltf (opens new window) ThreeJS查看器浏览gltf (opens new window) PlayCanvas查看器浏览gltf (opens new window)

其他: glTF在线验证 (opens new window) gltf内部优化处理 (opens new window)

数据处理:单体小模型转为glTF格式

# 2. glTF的使用

供了两种方式加载glTF模型,分别是通过 Entity API 和 Primitive API 两个 API 实现的,使用方式差不多,仅类名不同。

核心代码如下:

//entity方式
var graphic = new mars3d.graphic.ModelEntity({
    position: [116.35104, 30.86225, 374.4],
    style: {
        url: 'http://data.mars3d.cn/gltf/mars/fengche.gltf',
        heading: 270,
        scale: 30,
        minimumPixelSize: 100,
    },
})
graphicLayer.addGraphic(graphic)

//primitive方式 
var primitive = new mars3d.graphic.ModelPrimitive({
    position: [116.35104, 30.86225, 374.4],
    style: {
        url: 'http://data.mars3d.cn/gltf/mars/fengche.gltf',
        colorBlendMode: Cesium.ColorBlendMode.MIX,
        heading: 270,
        scale: 30,
        minimumPixelSize: 100,
    },
})
graphicLayer.addGraphic(primitive) 
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# 2.1. 运行效果

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最后更新: 9/8/2023, 5:23:49 PM