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傾斜攝影(yǐng)常見(jiàn)格式及轉換方法

随着傾斜攝影(yǐng)技術(shù)的發展,在土(tǔ)地調查、農村地籍測繪、古建築保護、不動産确權、工(gōng)程測量、建築施工(gōng)、農業林業、智慧城(chéng)市、交通規劃、GIS信息系統等各領域都(dōu)有了廣泛的應用。其中不同場景所用的格式又不盡相(xiàng)同,不同格式的應用特點和轉換成了一個讓人(rén)頭疼的難題,這篇文章(zhāng)就(jiù)來(lái)梳理(lǐ)下我們常見(jiàn)的傾斜攝影(yǐng)格式以及他(tā)們之間如(rú)何轉換。

 

日(rì)常中會經常使用到的格式主要爲以下幾種:OSGB、OBJ,FBX,STL、3Dtiles等。

 

1、OSGB

 

目前市面上生(shēng)産的傾斜模型OSGB占了大(dà)部分(fēn),尤其是ContextCapture(Smart3D)處理(lǐ)的傾斜攝影(yǐng)三維模型, OSGB是國(guó)際通用三維場景格式,數據的組織結構如(rú)下:Data目錄爲數據入口目錄,“Data” 目錄同級放(fàng)置一個 metadata.xml 文件(jiàn)用來(lái)記錄模型的位置信息。Data目錄下包含很多子目錄,如(rú)下,每個子目錄爲一個根塊,每個根塊是一個樹(shù)形結構,是一個LOD層級結構。Data目錄下的每個瓦片目錄下,必須有個和目錄名同名的 osgb 文件(jiàn),否則無法識别根節點。簡單理(lǐ)解,每一個osgb文件(jiàn)就(jiù)是一個三維切片。

 

圖片1.png


此類數據的特點是文件(jiàn)碎、數量多、體(tǐ)積大(dà),很難高效的進行網絡發布,這也導緻它在應用方面受到很多限制。Osgb也是OSG引擎的自(zì)有格式,OSG可(kě)以直接讀(dú)取osgb文件(jiàn),但(dàn)是OSG引擎是桌面端三維地球開源引擎,無法進行現在主流的web端應用,所以osgb格式的數據在web引擎應用領域中一直存在很大(dà)的使用難題,主要是其它引擎中對osgb傾斜數據直接進行加載非常困難。因此,一些主流的web三維引擎都(dōu)不支持直接加載osgb,需要轉換成3dtiles、FBX或者OBJ才可(kě)以應用。

osgb轉3dtiles借助ceciumlab即可(kě)完成轉換。

Osgb轉FBX可(kě)以通過專業的格式轉換軟件(jiàn),比如(rú)FME,但(dàn)是需要收費。

Osgb轉OBJ也可(kě)以用FME,也可(kě)以基于OSG引擎提供的格式轉換工(gōng)具插件(jiàn),将OSGB格式轉換爲OBJ格式。

Osgb和gltf無法直接轉換,先轉換成obj,再利用Cesium的obj2gltf工(gōng)具轉爲gltf格式。gltf爲三維GIS通用格式。

 

2、OBJ

 

OBJ文件(jiàn)最早是"AdvancedVisualizer"的一種标準3D模型文件(jiàn)格式,現在很多三維軟件(jiàn)都(dōu)支持打開OBJ,所以OBJ逐漸成爲了不同格式文件(jiàn)轉換的媒介,經常用于用于3D軟件(jiàn)模型之間的互導,比如(rú)Smart3D裡(lǐ)面生(shēng)成的模型需要修飾,可(kě)以輸出OBJ格式,之後就(jiù)可(kě)以導入到3dsMax進行修模。

 

OBJ文件(jiàn)一般包括三個子文件(jiàn),分(fēn)别是.obj、.mtl、.jpg,obj文件(jiàn)表示模型網絡文件(jiàn),mtl文件(jiàn)表示模型材質,jpg爲紋理(lǐ)文件(jiàn)。目前幾乎所有知名的3D軟件(jiàn)都(dōu)支持OBJ文件(jiàn)的讀(dú)寫,比如(rú)3dmax、blender、maya。現在主流的web三維引擎也支持OBJ的直接加載,比如(rú)Three.js、UE4、Unity3D等。

 

3、FBX

 

FBX是FilmBoX這套軟件(jiàn)所使用的格式,後改稱Motionbuilder。因爲Motionbuilder是一款三維動作(zuò)軟件(jiàn),所以遊戲開發者和動畫(huà)師(shī)經常使用FBX文件(jiàn)。FBX格式是一種通用模型格式,支持所有主要的三維數據元素以及二維、音頻和視頻媒體(tǐ)元素,包含了動畫(huà)、材質特性、骨骼動畫(huà)、燈光(guāng)、攝像機(jī)等信息,貼圖以及坐(zuò)标信息也可(kě)以存入FBX文件(jiàn)中,文件(jiàn)導入後不需要手動指認貼圖以及調整貼圖坐(zuò)标。最大(dà)的用途是用在諸如(rú)在3dsMax、Maya、softimage(專業動畫(huà)設計(jì)軟件(jiàn))等軟件(jiàn)間進行模型、材質、動作(zuò)和攝影(yǐng)機(jī)信息的互導,這樣就(jiù)可(kě)以發揮Max和Maya等軟件(jiàn)的優勢。可(kě)以說(shuō),和OBJ一樣,FBX也是很好的一種互導方案。FBX和OBJ的區别是,OBJ文件(jiàn)不包含動畫(huà)、材質特性、貼圖路(lù)徑、動力學、粒子等信息。

 

利用Autodesk FBX轉換器可(kě)以将.OBJ、.DXF、.3DS和.DAE(COLLADA)文件(jiàn)轉換爲FBX格式。Three.js、UE4、Unity3D也都(dōu)支持FBX格式的讀(dú)寫。

 

4、STL

 

STL文件(jiàn)格式(stereolithography,光(guāng)固化立體(tǐ)造型術(shù)的縮寫)是由3D SYSTEMS 公司于1988 年(nián)制定的一個接口協議(yì),是一種爲快(kuài)速原型制造技術(shù)服務的三維圖形文件(jiàn)格式。STL文件(jiàn)是在計(jì)算機(jī)圖形應用系統中,用于表示三角形網格的一種文件(jiàn)格式。說(shuō)白(bái)了,就(jiù)是用三角形表示實體(tǐ)的一種文件(jiàn)格式,stl是一個非常簡單的格式,隻有點,三角形,體(tǐ)幾種元素。格式簡單,隻能描述三維物體(tǐ)的幾何信息,不支持顔色材質等信息。

 

正因爲它的文件(jiàn)格式非常簡單,應用很廣泛,比如(rú)在快(kuài)速成型、3D打印和計(jì)算機(jī)輔助制造方面都(dōu)在廣泛使用STL格式文件(jiàn),它是計(jì)算機(jī)圖形學處理(lǐ),數字幾何處理(lǐ)如(rú)CAD,數字幾何工(gōng)業應用,如(rú)三維打印機(jī)支持的最常見(jiàn)文件(jiàn)格式。在數字孿生(shēng)應用中,可(kě)以把STL當作(zuò)一種3D CAD文件(jiàn)格式。Three.js、Babylon.js可(kě)以加載STL格式。


5、3DS

 

3DS格式是舊版Autodesk 3D Studio使用的3D圖像格式, 在新版3dsMax也可(kě)以使用,是3dsMax建模軟件(jiàn)的衍生(shēng)文件(jiàn)格式,做完MAX的場景文件(jiàn)後可(kě)導出成3DS格式,可(kě)與其他(tā)建模軟件(jiàn)兼容,也可(kě)用于渲染。3ds格式存儲了3D對象的所有重要信息,除了模型之外,還(hái)包括網格數據、材質屬性、位圖參考、平滑組數據、視口配置、攝影(yǐng)機(jī)位置和照(zhào)明信息,可(kě)能包含對象動畫(huà)數據。

目前支持3DS格式的引擎不算多,Unity 3D可(kě)以直接打開3DS格式文件(jiàn)。

 

6、3d tiles


3D Tiles是Cesium于2016年(nián)3月定義的一種三維模型瓦片數據格式,目前已經是OGC(開放(fàng)地理(lǐ)空間信息聯盟)标準之一,3D Tiles将海量三維數據以分(fēn)塊分(fēn)層的形式組織起來(lái),大(dà)大(dà)減輕了浏覽器和GPU的負擔,大(dà)大(dà)提高了數據加載效率。3D Tiles專爲流式傳輸和渲染3D地理(lǐ)數據而設計(jì)的,如(rú)傾斜攝影(yǐng)測量、BIM、點雲、建築數據等。

 

3D Tiles是在glTF的基礎上,加入了分(fēn)層LOD的結構後得(de)到的産品,降低海量數據可(kě)視化過程中的浏覽器負擔,減少WebGL繪制請(qǐng)求的數量。是專門(mén)爲大(dà)量地理(lǐ)3D數據流式傳輸和海量渲染而設計(jì)的一種格式,是目前大(dà)火(huǒ)的開源WebGL框架Cesium的禦用格式。

這個格式可(kě)以從(cóng)CC直接導出,也可(kě)以通過OSGB轉化獲得(de),利用cesiumlab直接轉換。


7、gltf


gltf算是一個很新的三維格式,2015年(nián)10月發布了glTF 1.0,雖然發布時間不長,但(dàn)是已經得(de)到了業界廣泛的認可(kě),采用率也逐步提高。目前最新版本爲是2017年(nián)6月發布的glTF 2.0。現在主流的說(shuō)法是,gltf在三維格式裡(lǐ)的地位相(xiàng)當于圖片的JPG和視頻的mp4,這也是gltf的目标,成爲三維數據格式的最通行标準。陳舊的obj格式隻支持頂點、法線、紋理(lǐ)坐(zuò)标和基本材質,而glTF提供了一組更強大(dà)的功能。除上述所有内容外,glTF還(hái)提供:層級對象、場景信息(光(guāng)源,相(xiàng)機(jī))、骨骼結構與動畫(huà)、更可(kě)靠的材質和着色器。但(dàn)是對于沒有動畫(huà)的簡單模型,OBJ仍然是一個常見(jiàn)而可(kě)靠的選擇。gltf的優點是glTF側重于提供“傳輸格式”而不是編輯器格式,因此它與web技術(shù)的互操作(zuò)性更強。而廣泛适用于在互聯網和移動設備上展現三維模型。


目前主流的三維軟件(jiàn)比如(rú)maya、3dmax都(dōu)無法直接導入或導出gltf格式,需要借助相(xiàng)應的插件(jiàn)。Three.js、Babylon.js、cesium等主流三維引擎可(kě)以直接讀(dú)取gltf的三維數據。Unity需要插件(jiàn)才能打,兩個插件(jiàn),分(fēn)别是UnityGLTF和GLTFUtility。


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