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3DTiles(即三维瓦片)是一种高效的三维城市和地理空间数据存储格式,旨在通过瓦片化处理来提高大规模3D模型的加载和渲染效率。它是由Cesium公司提出的,目前已经成为开源的标准,广泛应用于城市建模、地理信息系统(GIS)、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等领域。
在本文中,我们将快速入门3DTiles格式,了解其基本概念、结构以及如何在项目中使用它。
3DTiles是一种针对大规模三维场景的优化格式,主要用于存储和传输高效的3D模型数据。3DTiles能够支持多种数据类型,包括但不限于:
- 建筑物:包括建筑的几何形状、纹理、材质等。
- 地形数据:高精度的地形数据可以帮助提供更真实的虚拟世界。
- 点云数据:如激光雷达(LiDAR)扫描数据,能够精确描述现实世界的几何形态。
- 3D城市模型:高效存储大型城市区域的3D模型。
3DTiles使用层级的方式组织数据,按需加载不同分辨率的瓦片,能够有效避免一次性加载大量数据带来的性能瓶颈。
1.1 生成工具
- 访问 TilesBuilder。对您的数据进行转换
- 下载适用于您操作系统的安装包。
- 按照安装向导完成软件的安装。
瓦片(Tile)
3DTiles的核心概念是“瓦片”。瓦片可以是不同层次的3D数据块,每个瓦片通常包含一定区域内的3D模型或数据。瓦片的大小通常与场景的复杂度、数据的尺度以及显示设备的性能密切相关。
层级细节(Level of Detail, LOD)
3DTiles使用层级细节技术(LOD),它根据视距来动态加载不同分辨率的瓦片。随着用户视角的变化,系统会根据距离自动选择加载适当细节级别的瓦片,从而提高性能。
- 低细节瓦片:通常用于远距离的区域,加载较为简化的数据。
- 高细节瓦片:用于近距离查看,加载详细的几何和纹理信息。
组块(Batching)
在3DTiles中,一个瓦片内可能包含多个对象,称为批量处理。多个相同类型的对象会被合并到同一个瓦片中,以减少渲染时的开销。
体素数据(Point Clouds)
除了几何体(如建筑物)外,3DTiles还支持点云数据。这些点云数据往往是通过激光扫描或摄影测量技术生成的,包含大量离散的三维坐标点,适用于构建高精度的地形模型。
3DTiles的文件通常包括三个主要部分:
- 根文件(root tileset file):通常是一个JSON文件,描述整个场景的瓦片集合及其层次结构。
- 瓦片文件(Tile files):每个瓦片都有自己的文件,其中可能包含一个或多个模型、纹理、材料等数据。
- 二进制数据(Binary data):例如3D模型的几何数据、纹理数据、属性等。
示例目录结构:
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tileset.json 示例
- 3D城市建模:3DTiles非常适合用于表示和管理大规模的城市模型。它能够处理复杂的建筑物和基础设施数据,支持详细的几何形状与纹理。
- 地理信息系统(GIS):对于各种类型的地理空间数据,3DTiles能够提供快速加载和高效显示,尤其是在大范围区域的展示中。
- 虚拟现实和增强现实:借助3DTiles的优化特性,VR/AR应用能够流畅地呈现大规模的3D环境,无论是建筑内部还是城市街区。
在实际项目中,使用3DTiles的常见步骤如下:
5.1 加载数据
使用TilesBuilder,您可以轻松加载3DTiles数据。

5.2 处理LOD和瓦片加载
3DTiles支持动态加载和卸载瓦片,根据视角和距离来调整细节层次(LOD)。在项目中,通常需要根据实际需求设置LOD的切换逻辑,以确保性能和显示效果的平衡。
3DTiles作为一种高效的3D瓦片格式,具有较强的性能优势,特别适合用于大规模城市模型、地理空间数据的展示。通过灵活的层次化数据组织、批处理和按需加载机制,3DTiles能够帮助开发者在保证渲染质量的同时,提供流畅的用户体验。
希望通过这篇文章,您能够对3DTiles的基本概念和应用有所了解,并在您的项目中尝试使用它来处理大规模的三维数据。

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