b3dm 批处理三维模型（翻译）

批处理三维模型

开发人员

• Patrick Cozzi, @pjcozzi

• Tom Fili, @CesiumFili

翻译

• ChrisWang, @ecnuzlwang

概况

批处理三维模型（Batched 3D Model） 支持离线批处理异质三维模型（比如城市中的建筑物），能高效地流化到网络客户端进行渲染和交互。高效的原因是：它将大量模型转换成单个请求，然后在尽量少的WebGL绘制命令下渲染。使用3D Tiles规范的核心语言，每个模型都是一个要素。

单个模型的属性（如ID）使得每个模型在应用运行时能被辨认和更新（控制显隐和高亮颜色等操作）。属性可以用于查询一个网络服务，来获取元数据，比如用建筑物的ID获取它的地址。或者通过一个属性实时地改变模型的样式，比如通过属性值改变模型高亮颜色。

批处理三维模型（简称batch）是一个小字节序（little endian）的二进制大对象（binary blob）以ArrayBuffer的类型传入JavaScript。

格式

一个瓦片由两部分组成：一个文件头（header），和一个紧随其后的文件体（body）。

图1：批处理三维模型格式（虚线代表可选填部分）

文件头

文件头有20个字节，包含以下字段：

TODO: Link to Cesium code for reading header

文件体紧跟文件头，由 Batch Table 和 Binary glTF两个部分组成。

Batch Table

在二进制glTF部分，每个节点都分配了一个短的batchId 属性，范围在0到模型数量减1之间。batchId 指示该节点属于哪个模型。这使得模型能被批量处理，也可以被单独识别。

batch table将每个batchId 映射到每个模型的属性上。Batch
table（如果存在的话）紧跟文件头，长度和batchTableByteLength 记录的字节数相等。

batch table是一个UTF-8 编码的JSON格式字符串。可以通过JavaScript
API中的TextDecoder 提取出来，再用JSON.parse转换成JavaScript 对象。

batch
table对象里的每个属性都是一个长度为header.batchLength的数组。数组中的元素可以是任何有效的JSON数据类型，包括对象和数组。元素也可以是null。

节点的batchId 用于匹配每个数组中的元素，提取出对应的属性。比如，下面的batch table包含两个模型的属性信息。

{
    "id" : ["unique id", "another unique id"],
    "displayName" : ["Building name", "Another building name"],
    "yearBuilt" : [1999, 2015],
    "address" : [{"street" : "Main Street", "houseNumber" : "1"}, {"street" : "Main Street", "houseNumber" : "2"}]
}

batchId = 0 的模型的属性是：

id[0] = 'unique id';  
displayName[0] = 'Building name';  
yearBuilt[0] = 1999;  
address[0] = {street : 'Main Street', houseNumber : '1'};  

batchId = 1 的是：

id[1] = 'another unique id';  
displayName[1] = 'Another building name';  
yearBuilt[1] = 2015;  
address[1] = {street : 'Main Street', houseNumber : '2'};  

二进制 glTF

glTF 是WebGL的运行资产格式。Binary glTF 是将glTF定义在二进制容器中的拓展模块。批处理三维模型使用KHR_binary_glTF处理glTF
1.0的模型。

二进制glTF在b3dm文件中的位置是在batch table的后面。在arraybuffer中的位置是从头开始第12 +
batchTableByteLength个字节往后的内容。它可以将图形，材质和动画全都嵌入内容中，也可以对部分或者全部内容索引外部文件资源。

上文提到过，每个节点都有一个batchId 属性指示节点属于哪个模型。举个例子，三个模型的节点数据如下所示（这应该是arraybuffer对象中的样式）：

batchId: [0, 0, 0, ..., 1, 1, 1, ..., 2, 2, 2, ...]  
position: [xyz, xyz, xyz, ..., xyz, xyz, xyz, ..., xyz, xyz, xyz, ...]  
normal: [xyz, xyz, xyz, ..., xyz, xyz, xyz, ..., xyz, xyz, xyz, ...]  

节点不需要按照batchId 的顺序排列，所以下面的样式也是可以的：

batchId: [0, 1, 2, ..., 2, 1, 0, ..., 1, 2, 0, ...]  
position: [xyz, xyz, xyz, ..., xyz, xyz, xyz, ..., xyz, xyz, xyz, ...]  
normal: [xyz, xyz, xyz, ..., xyz, xyz, xyz, ..., xyz, xyz, xyz, ...]  

需要注意的是一个节点不能够对应多个模型，如果需要的话，需要复制节点，然后分配不同的batchId。

batchId 由glTF技术参数语言（glTF technique parameter
semantic） BATCHID定义（在b3dm文件中glTF部分）。在顶点着色器中属性名为a_batchId，声明语句如下：
attribute float a_batchId; 在运行时可以用a_batchId获取batch中的单个模型，借此实时修改顶点着色器，比如修改节点颜色。

如果模型存在Batch Table，则 a_batchId属性（包括glTF参数语言中的BATCHID)是必须填写的；否则就可以省略。

虽然没有硬性要求，客户端在高精度渲染过程中会发现CESIUM_RTC 拓展模块非常有用。

文件扩展名

.b3dm

MIME Type

*TODO, *#60

application/octet-stream

致谢

• Jannes Bolling, \@jbo023