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Cesium 是一个开源的虚拟地球平台，专注于地理信息系统（GIS）数据的可视化。它提供了一种强大的方式来展示地球表面以及其上的三维数据，其中 3D Tiles 是一种专门用于优化和展示大规模三维城市模型、地形、建筑等的格式。而 GLB（GL Transmission Format Binary）则是一种优化后的 3D 模型文件格式，它是 glTF 的二进制版本，通常用于在线传输和展示高效的三维模型。随着 Cesium 平台的不断发展，支持加载 GLB 文件并将其集成到 3D Tiles 中，已经成为了一个非常有用的功能。
本文将详细讲解如何在 Cesium 中加载和使用 GLB 模型与 3D Tiles 文件。
一、理解 3D Tiles 和 GLB
1.1 什么是 3D Tiles
3D Tiles 是由 Cesium 团队定义的一种开放标准，用于存储和传输大规模的三维地理空间数据。它的设计目标是能够高效处理巨量的三维数据，并允许在不同级别的细节（LOD）下渲染。3D Tiles 采用了基于瓦片的分层结构，类似于传统的地图服务中的瓦片技术，但它专门用于三维模型的可视化。
3D Tiles 可以存储多种不同类型的数据，例如：
- 城市建模数据（建筑物、道路等）
- 地形和三维地貌
- 点云数据
- 栅格化的三维模型等
1.2 什么是 GLB
GLB（GL Transmission Format Binary）是 glTF 的二进制版本。glTF 是一种开放的 3D 文件格式，广泛用于实时渲染。相比传统的 3D 文件格式（如 .obj 或 .fbx），glTF 是为网络传输而设计的高效格式，通常包含了材质、纹理、模型数据等信息。
GLB 文件与 glTF 文件的区别主要在于，GLB 是二进制格式，所有的模型、纹理和动画数据都被打包在一个文件中，极大提高了加载和传输的效率。
二、将 GLB 模型嵌入到 3D Tiles 中
为了在 Cesium 中加载 GLB 模型并使其适应 3D Tiles，我们需要遵循几个步骤来进行模型的转换和优化。
2.1 选择适合的工具
Cesium 提供了一些工具和方法，用于将 GLB 模型嵌入到 3D Tiles 中。比较常用的工具包括：
- Cesium ion：一个在线平台，允许用户上传和管理 3D Tiles 数据。通过 Cesium ion，你可以将 GLB 文件转换为 3D Tiles 格式并上传。
- 3D Tiles Converter：是 Cesium 提供的一个开源工具，允许用户将各种 3D 格式（如 glTF/GLB）转换为 3D Tiles。
对于 GLB 文件的转换，Cesium ion 是一个较为便捷的选择，尤其是在处理需要可视化和共享的数据时。
2.2 使用 3D Tiles Converter 转换 GLB 文件
假设你已经有了一个 GLB 文件，并希望将其加载到 Cesium 中。你可以使用 3D Tiles Converter 工具将其转换为 3D Tiles 格式。
- 安装 3D Tiles Converter
-
- 你可以通过 GitHub 获取 3D Tiles Converter 工具： https://github.com/CesiumGS/3d-tiles-tools
- 安装时需要确保安装了 Node.js 环境。
- 将 GLB 转换为 3D Tiles
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- 打开命令行工具，运行以下命令：
3d-tiles-tools convert --input your-model.glb --output output-directory这样就会将你的 GLB 文件转换成 3D Tiles 文件，可以在输出目录中找到生成的 .b3dm 文件。
- 上传到 Cesium ion
-
- 如果你使用的是 Cesium ion，只需要通过 ion 的 Web 界面上传转换好的
.b3dm文件，完成转换后，Cesium 会自动为你生成相应的 3D Tiles 资源，并生成一个可以在 Cesium 中使用的链接。
- 如果你使用的是 Cesium ion，只需要通过 ion 的 Web 界面上传转换好的
2.3 在 Cesium 中加载 3D Tiles
一旦你将 GLB 模型成功转换为 3D Tiles 文件，并上传到 Cesium ion 或本地服务器，你就可以通过以下代码将其加载到 Cesium 中：
// 创建 Cesium Viewer 实例
const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');
// 加载 3D Tiles 数据
viewer.scene.primitives.add(new Cesium.Cesium3DTileset({
url: 'https://your-server/tileset.json' // 3D Tiles 数据的 URL
}));
// 设置视角以便看到模型
viewer.camera.setView({
destination: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.3914, 39.9075, 1000), // 经纬度和高度
orientation: {
heading: Cesium.Math.toRadians(0.0),
pitch: Cesium.Math.toRadians(-30.0),
roll: Cesium.Math.toRadians(0.0)
}
});
在此代码中，我们创建了一个 Cesium Viewer 实例，并通过 Cesium3DTileset 类加载 3D Tiles 数据。需要注意的是，3D Tiles 数据通常是由一个 tileset.json 文件组织的，它包含了模型的层次结构、位置和其他属性信息。
三、GLB 模型与 3D Tiles 的结合应用
3.1 层次化的 3D Tiles 数据
通过将 GLB 模型嵌入 3D Tiles 中，你可以充分利用 3D Tiles 的层次结构（LOD），即在不同的缩放级别下展示不同的细节。当你放大或缩小视图时，Cesium 会自动选择最合适的细节级别来提高渲染效率。这对于城市级别的大规模模型尤为重要。
3.2 适配复杂的几何和材质
GLB 文件本身支持丰富的几何数据（如多边形、三角形网格等）以及复杂的材质和纹理。当将 GLB 转换为 3D Tiles 时，所有这些信息会保留在最终的 3D Tiles 数据中，使得渲染出的模型在视觉效果上与原始 GLB 文件一致。
3.3 动态加载和可视化
通过 Cesium 中的 3D Tiles 格式，你可以实现对大量 GLB 模型的动态加载和展示。Cesium 会根据视图的变化来动态加载相应区域的模型数据，从而保持较高的渲染性能。
四、总结
通过将 GLB 文件嵌入 3D Tiles 中并加载到 Cesium 平台，用户可以有效地处理大规模的三维数据，同时保持高效的渲染性能。Cesium 提供了强大的工具，如 Cesium ion 和 3D Tiles Converter，帮助用户轻松将 GLB 文件转换为 3D Tiles 格式，并通过层次化的渲染策略来优化大规模三维模型的展示。无论是城市建模、地理信息可视化还是虚拟现实应用，这种方式都提供了一种高效且灵活的解决方案。
