在線工具推薦：3D數(shù)字孿生場景編輯器?-?GLTF/GLB材質(zhì)紋理編輯器?-?3D模型在線轉(zhuǎn)換?-?Three.js AI自動紋理開發(fā)包?-?YOLO 虛幻合成數(shù)據(jù)生成器?-?三維模型預(yù)覽圖生成器?-?3D模型語義搜索引擎

近來，基于3D模型在影視作品、數(shù)字旅游項(xiàng)目諸多3D視覺領(lǐng)域都取得了優(yōu)越展示效果，受到了廣泛關(guān)注。然而，3D模型通常參數(shù)量大、復(fù)雜度高、兼容性差，制約了在實(shí)際應(yīng)用中的部署和使用，尤其在資源受限的設(shè)備或?qū)?shí)時性、交互性要求很高的場景中。因此，模型的“輕量化”研究成為了3D界關(guān)注的熱點(diǎn)。

1、什么是模型輕量化？

輕量化是BIM行業(yè)所熟知的一個概念，其大概含義是指對三維模型中的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以達(dá)到快速存儲和流暢傳輸?shù)哪康摹?/p>

三維模型輕量化是指對三維模型進(jìn)行優(yōu)化處理，以減少其存儲空間和計(jì)算資源的占用，從而提高處理速度和系統(tǒng)性能的一種技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于三維模型包含大量的頂點(diǎn)、面片和紋理等數(shù)據(jù)，因此需要借助三維模型輕量化技術(shù)來降低數(shù)據(jù)量，以便更好地適應(yīng)各種場景和需求。

2、模型輕量化的方法

3D模型輕量化是指減少3D模型的文件大小，以便在需要更快的數(shù)據(jù)傳輸或更快的渲染速度時使用。以下是幾種常見的3D模型輕量化方法：

移除不必要的細(xì)節(jié)：模型中可能存在一些細(xì)節(jié)，但這些細(xì)節(jié)對于渲染或使用模型并不重要。通過移除這些不必要的細(xì)節(jié)，可以大大減小模型的大小。

優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)：對模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化可以大幅度減小文件大小。例如，將多邊形替換為三角形，刪除重復(fù)的頂點(diǎn)等。

減少紋理貼圖：紋理貼圖通常會增加模型的大小。通過減少紋理的大小和數(shù)量，可以減小模型文件的大小。

壓縮模型：使用專業(yè)的3D軟件或工具可以將3D模型文件壓縮成更小的文件大小。

簡化模型：將高細(xì)節(jié)模型簡化成低細(xì)節(jié)模型可以有效地減少文件大小。這可以通過使用3D軟件中的簡化工具完成。

移除隱藏部分：如果3D模型的一部分永遠(yuǎn)不會被看到，可以將其從模型中移除，從而減少文件大小。

3、模型輕量化應(yīng)用場景

三維模型輕量化技術(shù)在很多場景下都有著廣泛的應(yīng)用，以下是一些常見的應(yīng)用場景：

1、游戲開發(fā)

在游戲開發(fā)中，三維模型輕量化技術(shù)可以用于減少游戲內(nèi)存和加速渲染。通過對游戲中的三維模型進(jìn)行壓縮和簡化處理，可以降低游戲的內(nèi)存占用和提高游戲的運(yùn)行速度，從而優(yōu)化游戲體驗(yàn)。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

在虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中，三維模型輕量化技術(shù)可以用于減少數(shù)據(jù)傳輸、加速圖像渲染等方面。由于虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)需要實(shí)時呈現(xiàn)三維模型，因此通過對模型進(jìn)行輕量化處理，可以降低數(shù)據(jù)傳輸帶寬和提高圖像渲染速度，從而優(yōu)化用戶體驗(yàn)。

3、三維地圖

在三維地圖領(lǐng)域中，三維模型輕量化技術(shù)可以用于減少數(shù)據(jù)存儲和傳輸成本。通過對建筑物、街道等三維模型進(jìn)行簡化，可以降低數(shù)據(jù)量和提高數(shù)據(jù)傳輸速度，從而為用戶提供更加流暢的地圖瀏覽體驗(yàn)。

4、工業(yè)設(shè)計(jì)

在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，三維模型輕量化技術(shù)可以用于減少建模成本和加速產(chǎn)品開發(fā)。通過對三維模型進(jìn)行簡化和優(yōu)化處理，可以降低建模成本和提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率，從而為工業(yè)設(shè)計(jì)帶來更多的便利。

三維模型輕量化技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用場景，其中包括游戲開發(fā)、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、三維地圖以及工業(yè)設(shè)計(jì)等多個領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，三維模型輕量化技術(shù)將會在越來越多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用和發(fā)展。

4、如何使用GLTF 編輯器輕量化3D模型？

如何實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模的傾斜攝影三維模型的高質(zhì)量的輕量化壓縮，快速高效的處理工具軟件非常重要，保證輕量化數(shù)據(jù)大小合適和質(zhì)量達(dá)標(biāo)，降低存儲和傳輸成本、提高可視化性能和拓展應(yīng)用場景。下面介紹如何使用GLTF 編輯器 -NSDT軟件對3D模型進(jìn)行輕量化處理。

模型合批（Batching）是一種優(yōu)化技術(shù)，用于在計(jì)算機(jī)圖形渲染中提高性能和效率。它通過將多個模型的渲染操作合并為一次來減少渲染調(diào)用的數(shù)量，從而提高渲染性能以及壓縮模型體積。

下面講解如何進(jìn)行模型合拼操作，首先將模型拖入編輯器中，如圖所示：

材質(zhì)合并前

從圖中的左側(cè)面板中可以看到該模型中有很多相同材質(zhì)。

查看模型FPS信息，如圖所示：

模型合批前，FPS是13，渲染效果不太流暢

下一步，材質(zhì)合批：只需要點(diǎn)擊GLTF 編輯器工具欄上第二個按鈕【合并相同材質(zhì)的Mesh】，編輯器就會自動將模型中相同的材質(zhì)進(jìn)行合并，合并完成后將修改后的模型導(dǎo)出到本地GLB文件。

材質(zhì)合并后

下面材質(zhì)合并前后的FPS對比：

模型合批后，FPS是47，有著明顯的提升

再看模型體積的前后比對，壓縮到了原來體積的將近三分之一，如圖所示：

5、總結(jié)

輕量化為用戶提供了全新的模型處理思路，全自動打通了不同行業(yè)之間的技術(shù)壁壘。同時隨著視覺技術(shù)、算力和數(shù)據(jù)等不斷完善，模型的復(fù)雜度急劇攀升，3D模型的能耗代價將越來越高，輕量化高效的計(jì)算效率和低廉的部署應(yīng)用成本，能夠在未來給更多實(shí)際產(chǎn)品及項(xiàng)目中發(fā)揮極大優(yōu)勢。除此之外，本地化的輕量化在支持原有服務(wù)的同時，還能夠更好地保護(hù)用戶數(shù)據(jù)及隱私，用戶的數(shù)據(jù)不需要離開設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程優(yōu)化。

轉(zhuǎn)載：3D模型輕量化 (mvrlink.com)