glTF小模型

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2023-09-08

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

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。

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" :
[
    { ... }
    { ... }
    ...
],

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, ... },
    ...
}

下图概述了glTF的JSON部分的顶级元素：

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规范以及 glTF官方教程

其他： glTF在线验证 gltf内部优化处理

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
const 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
const 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)

2.1. 运行效果

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glTF小模型

1. glTF数据结构

1.1 glTF的JSON结构

1.2 glTF相关工具推荐

2. glTF的使用

2.1. 运行效果