Unity3D模型轻量化探索之CATIA

实际问题描述

目前的导入方式，是将CATIA格式模型转为FBX格式，再导入到Unity3D中。在仿真过程的验证中发现，目前的模型占用资源很大，在运行加载过程中反应较慢，在一些性能不佳的计算机上甚至无法运行。另外如果能将模型轻量化，那么在计算机性能的支持下就可以提升3Dmaxs中的模型分辨率，增强模型在Unity3D中的仿真效果。

图１　Skin Track (模型件和轨道的结合体)

思路分析

CGR格式只保存了零件的外形信息，不包含任何参数化的数据，非常符合我们对模型特征的要求。结合04环轨自动钻铆机模型，对图1进行格式转换，并对转换后的FBX文件进行响应测试。FBX 格式是通用的转换格式。

将该文件另存为两个文件，一个是CATProduct格式，另一个是CGR格式。然后将两个文件都经过在3DMaxs中渲染，得到两个FBX文件。在比对二者的文件大小时，发现CGR格式导出的FBX文件明显比CATProduct格式大得多。（如图组2.2）

图组2.2 两种CATIA模型FBX格式转换后内存大小

引出疑问：

为什么信息量少的CGR文件在渲染后得到的FBX文件却很大呢？
占用内存大，是不是评定模型复杂度确定的标准？或说模型在Unity中的响应运行速度与内存本身的大小关系是否有直接关系？与模型中包含的几何信息是否有直接关系？
将两类FBX文件导入到Unity3D中，二者的响应速度表现如何呢？是否存在利用内存换取速度的情况？

解决方法：

通过测量模型导入到Unity中耗时和模型实例化响应耗时对比分析，可知FBX文件的大小直接决定了导入耗时和实例化响应耗时，并且基本符合正比关系，即不存在内存换取速度的情况。（具体测量数据如表１）也就是说如果轻量化模型经过3DMaxs渲染后FBX格式下文件反而变大了，那么在CATIA中的轻量化操作也就没有意义了。

表１　导入和响应耗时时间统计

模型名称	文件大小	导入耗时(s)	实例化耗时(ms)
Skin Track.FBX	27.0MB	15.93	3533.8
Skin Track(Thin).FBX	71.6MB	42.76	16475.4

　　在多次尝试后发现，CGR文件转换成FBX格式时内存总是要比原CATIA格式转换成FBX格式时要大。（如表2所示）在尝试将CATProduct格式文件先转换成CATPart，再转换成CGR格式，最后转换成FBX格式的时候发现文件大小竟然基本吻合。（如表3所示）再次说明了原CATIA格式转FBX格式内存更小。而利用CGR格式进行轻量化模型，以达到减少Unity3D资源消耗的目标是不可行的。

表2 三种模型转FBX格式后占用内存大小对比（单位 KB）

模型格式/名	Skin Track （CATProduct）	Skin of Equipment （CATPart）	Track of Equipment （CATProduct）
原CATIA格式	951	31716	946
轻CGR格式	7136	6456	1182
原FBX格式	27729	4141	23561
轻FBX格式	73388	6390	65257

表3 两种CATIA格式转FBX格式后占用内存大小对比（单位 KB）

模型名／格式	Skin Track（CATProduct）	Skin Track（CATpart）
原CATIA格式	951	143484
轻CGR格式	7136	43055
原FBX格式	27729	27948
轻FBX格式	73388	72339

总结与思考

通过对比实验，我们发现由CATIA文件转换成的CGR轻量化文件，在转FBX格式时，所占内存空间反而会变大。我认为是CATIA文件与FBX格式之间的转换算法和CGR轻量化文件与FBX格式之间的转换算法不同导致的。