Mars3D(含Cesium)数据及服务篇：单体小模型转为glTF格式

glTF是用于小场景的三维模型。 Cesium支持包含关键帧（key-frame）动画、骨骼（skinning）动画的glTF格式的三维模型，并且支持模型节点（node）的拾取。 glTF是 Khronos Group 定义的一个基于web上的新兴三维模型格式行业标准。Khronos Group是WebGL和 COLLADA的背后财团。

#1. 三维模型源数据的设计要求

#1.1 建模设计要求

无论是通过什么工具来设计建模，最终obj等格式即可。设计时需要主要的地方，有以下几点：

模型单位：三维模型采用米（m）作为单位，模型大小与物体的真实大小要接近，比如车辆的长度在几米到十几米长，不要生产成100米、1000米的大小。
模型方向：车辆等具备方向的模型时，车头朝向南
模型中心点：模型需要将视角效果的中心放在X=0,Y=0,Z=0的原点位置，XY轴方向居中，Z轴方向都放0上面（如下图所示）。
材质要求：使用 Standard 标准材质,材质类型使用 Blinn。程序纹理尽量只使用位图，有些程序纹理FBX导出时会报错出问题导致灰色材质（并不是全部的程序纹理）（例：Color Correction），纹理图片不能再Max中进行裁剪，FBX不支持。

#纹理图片

纹理图片必须是jpg，png等web兼容格式，图片名称不要有中文。
能够完整反映模型的外观，精度控制合理，在保证三维模型视觉效果的前提下，减少模型点面数和材质数量，贴图尽量烘焙整合减少贴图数量，贴图分辨率最大不超2048×2048（能小则小，能压缩就压缩，PNG图片可以尝试用Photoshop导出8位色彩的），做到数据量的精简。
所有的纹理使用同一个顶点数据。可以使用多重纹理把uv的作用最大化，但是所有纹理只能分享同一个纹理坐标。
尽量使用纹理合并集( texture atlases 多个小纹理和到一张大纹理上）而不是很多独立纹理。这样会使文件下载次数最小化，并且使引擎批量渲染，会提升不少性能。
使用mipmaping。这个会提升显示效果和渲染性能，尤其是对大的纹理合并集，否则会产生很多内存碎片（ poor memory coherence）。
如果贴图在cesium里不透明，有可能是blend属性没有开启造成的，修改修改模型的属性。

#几何体

不要包含任何比不需要的顶点元素。虽然导出Collada dae会增大一点点，但是对glTF确增大了很多。因为glTF不支持顶点属性的索引（ per-attribute indices），所有的顶点属性都是和顶点个数一致。
尽量减少节点（node）和三角网（mesh）的个数。通常一个大的三角网渲染效率要比很多个小的三角网效率高。
尽量把模型身上的修改器塌陷掉，特别是UVW展开与自动展开UVs，如不塌陷掉在后期转换中处理后预览时可能会看到双重模型。

#1.1 交付物数据及格式要求

#如果交付提供max原始文件【建议】

如果是max文件，注意同时发送所有贴图材质。可以在max里重新指定贴图路径，选中所有的贴图后，把路径更改为当前机器上的贴图所在位置路径。

#如果交付物是提供obj格式文件

按下面参数设置步骤操作导出数据即可，同样注意别丢失材质贴图文件。

#2. 单体小模型转为glTF格式

转换工具： obj转gltf fbx转glTF dae转gltf gltf转glb max导出gltf插件

下面介绍其中2种比较常用的工具:

#2.1 使用obj2gltf工具

请确认处理机器安装有Node环境，如果没有请下载安装 Node下载地址

obj2gltf工具主要是将obj数据转换成gltf2.0格式数据，如果您是其它格式数据可以通过3dmax软件另存导出obj格式数据。

Github上下载或clone仓库，打开本地的obj2gltf-master文件夹

git clone https://github.com/CesiumGS/obj2gltf.git

在obj2gltf-master目录下，输入命令：npm install或 cnpm install 安装依赖包

npm install

执行数据转换，命令行如下：

node bin/obj2gltf.js -i data/test.obj -b

#命令行支持的参数:

参数	说明	必选项	默认值
`-h`, `--help`	显示帮助	否
`-i`, `--input`	obj文件的路径。	✅ 必须
`-o`, `--output`	转换后的glTF或glb文件的路径。	否
`-b`, `--binary`	保存为二进制glTF (.glb)。	否	`false`
`-s`, `--separate`	写出单独的缓冲区和纹理，而不是将它们嵌入到glTF文件中。	否	`false`
`-t`, `--separateTextures`	只写出单独的纹理。	否	`false`
`--checkTransparency`	通过查看每个像素的alpha通道来做一个更详尽的纹理透明度检查。默认情况下，纹理是不透明的。	否	`false`
`--secure`	防止转换器读取输入obj目录之外的纹理或mtl文件。	否	`false`
`--packOcclusion`	在金属粗糙纹理的红色通道中填充遮挡纹理。	否	`false`
`--metallicRoughness`	mtl文件中的值已经是金属粗糙度PBR值，不应该应用转换步骤。金属存储在Ks和map_Ks槽中，粗糙度存储在Ns和map_Ns槽中。	否	`false`
`--specularGlossiness`	Tmtl文件中的值已经是镜面光泽度PBR值，不应该应用转换步骤。镜面光泽度存储在k和map_Ks槽中，光泽度存储在n和map_Ns槽中。glTF将被保存为`khr_materials_pbrspeculargloss`扩展名。	否	`false`
`--unlit`	glTF将以KHR_materials_unlit扩展名保存。	否	`false`
`--metallicRoughnessOcclusionTexture`	到金属粗糙遮挡纹理的路径，它应该覆盖.mtl文件中的纹理，其中遮挡存储在红色通道中，粗糙存储在绿色通道中，金属存储在蓝色通道中。模型将保存为pbrMetallicRoughness材质。在.mtl不存在或没有设置为使用PBR材料的工作流中，这通常是很方便的。适用于单一材料的模型。	否
`--specularGlossinessTexture`	高光光泽度纹理的路径应该覆盖。mtl文件中的纹理，高光颜色存储在红色、绿色和蓝色通道中，高光光泽度存储在alpha通道中。使用khr_materials_pbrspeculargloss扩展，模型将和材质一起保存。	否
`--occlusionTexture`	遮挡纹理的路径，它应该覆盖.mtl文件中的纹理。	否
`--normalTexture`	普通纹理的路径，它应该覆盖.mtl文件中的纹理。	否
`--baseColorTexture`	baseColor/diffuse纹理的路径，它应该覆盖.mtl文件中的纹理。	否
`--emissiveTexture`	应该覆盖.mtl文件中的纹理的发射纹理的路径。	否
`--alphaTexture`	alpha纹理的路径，应该覆盖。mtl文件中的纹理。	否

#2.2 dae转gltf转换工具

需要在3dmax中安装OpenCOLLADA插件，将下载好的COLLADAMaxNew.dle文件复制粘贴到3dsMax的安装目录的plugins文件夹中；打开软件，选择自定义->插件管理器，在空白处点击右键，选择加载新插件在找到插件位置即可，添加完成后，在插件管理器中会出现添加进的插件

打开3dsMax；选择导出，将模型导出为OpenCOLLADA(*.dae)格式

下载COLLADA2GLTF工具下载最新工具包。
进入下载包的目录，启动命令行工具，输入命令： COLLADA2GLTF [.exe] [-i输入] [ -o输出] [选项]

.\COLLADA2GLTF-bin.exe  -i  F:\COLLADA2GLTF\data\weilan.DAE

#命令行支持的参数:

参数	默认值	必选项	说明
-i, --input		必须 ✅	输入COLLADA文件的路径
-o, --output	output/${input}.gltf	否	输出glTF文件的路径
--basepath	输入路径的父路径	否	使用此作为引用路径解析外部uri
-s, --separate	false	否	输出单独的二进制缓冲区，着色器和纹理
-t, --separateTextures	false	否	分别输出纹理
-b, --binary	false	否	输出二进制glTF(.glb)
-m, --materialsCommon	false	否	使用KHR_materials_common扩展名输出材料
-v, --version		否	输出glTF版本(例如:“1.0”、“2.0”)
-d, --dracoCompression	false	否	Output meshes using Draco compression extension
--qp		否	Quantization bits used for position attributes in Draco compression extension
--qn		否	Quantization bits used for normal attributes in Draco compression extension
--qt		否	Quantization bits used for texcoord attributes in Draco compression extension
--qc		否	Quantization bits used for color attributes in Draco compression extension
--qj		否	Quantization bits used for joint indice and weight attributes in Draco compression extension
--metallicRoughnessTextures		否	Paths to images to use as the PBR metallicRoughness textures
--specularGlossiness	false	否	output PBR materials with the KHR_materials_pbrSpecularGlossiness extension
--lockOcclusionMetallicRoughness	false	否	Set `metallicRoughnessTexture` to be the same as the `occlusionTexture` in materials where an ambient texture is defined
--doubleSided	false	否	Force all materials to be double sided. When this value is true, back-face culling is disabled and double sided lighting is enabled
--preserveUnusedSemantics	false	否	Don't optimize out primitive semantics and their data, even if they aren't used.

#3. 处理操作流程完整示例

#3.1 导出obj格式

下面是以3ds Max软件为例，导出为obj格式；

#3.1.1 打开模型并确认模型位置

确认或调整模型中心点位置，如图中所指，需要将模型处于两线交叉口，绘制时处于中心位置；

偏移量会导致模型绘制之后出现偏差；

#3.1.2 导出obj文件

通过3dmax导出文件，根据下图所指引进行导出；

转换后的模型最好放在obj2gltf工具目录的data文件夹下

#3.2 obj格式转换gltf

下面是以obj2gltf工具为例，转换为gltf文件，转换前确保已经按上面步骤安装好obj2gltf；

1. 打开本地的obj2gltf-master文件夹，
1. 执行数据转换，命令行如下图：

node bin/obj2gltf.js -i data/test.obj -b

1. 转换成功后的gltf文件如下：

转换成功之后将.gltf文件放在项目中，

或者放在独立站点服务，可以参考发布三维数据服务。

#6.3 在平台中加载gltf

可以在Gltf模型编辑页面进行验证，是否成功转换，加载成功效果如下图：