兼容三端,有容乃大—MapGIS M3D数据格式

发布者:管理员 发布时间:2019-09-29 浏览量:232次

“有容乃大”最早见之于明代兵部尚书太子太保袁可立在河南睢州自己“弗过堂”中所著的自勉联。二百年后又有清末民族英雄林则徐题于书室的八字联:“海纳百川,有容乃大;壁立千仞,无欲则刚。”本意是比喻像大海一样的宽广胸襟。

在目前三维领域应用中总体趋于BS、移动端等轻量级客户端发展,即经过源数据处理,建模并发布为数据服务后,web端/移动端等多端进行应用。而三维建模成果数据量较大,这就造成原来用于桌面端的三维数据格式不能很好的适应当前需要。一方面数据量较大,网络传输对带宽要求较高。另一方面传统的客户端缓存数据格式组织较为复杂并丢失了原始模型单体信息,且不能较好的适应WebGL浏览器客户端、移动端等设备。所以兼容三端,有容乃大的MapGIS的M3D数据格式顺应而生。

三维数据共享流程

 M3D作为MapGIS定义的针对多端应用的三维数据交换格式,对海量三维数据进行网格划分与分层组织,采用流式传输模式,实现了三维数据多端一体的高效解析和渲染。

M3D技术优势

M3D如何实现多端一体的高效解析和渲染?

优化数据分块策略

为改善异构3D数据集的流式传输和渲染性能,M3D会将原始分散的模型数据进行分块合并。传统的分块策略都是基于四叉树,八叉树等规则网分块,这样导致在模型密集的地方导致单个数据块中的数据过多,数据量大,而数据稀疏的地方也是同样的分块大小但数据较小,造成数据分配严重不均匀。M3D采用改进版K-D树对数据进行组织重构,使得数据块的数据量相对均衡,并且还会把数据进行聚合操作,进一步将少数据分块。

在数据组织方面,传统的分开合并会造成数据单体信息的丢失,M3D在数据合并时仍会记录数据要素的单体信息,可保证合并后的数据仍然能进行单体信息的提取、高亮显示、属性查询等操作。

纹理集(纹理合并)技术

纹理集是包含一系列较小图像的图像,通常将较小的图像拼接在一起,使用纹理集可以在使用不同纹理的几何图形之间进行批处理,极大的提升渲染流水线的工作效率。M3D集成了纹理集技术来提高渲染性能,采用纹理集的思路,对第一步中分块后的模型数据中的纹理进行纹理的合并、纹理坐标的重算,生成新的纹理集,通过测试发现可以显著的提升三维数据的渲染效率。

纹理集效果示意图

多级LOD模型支持

M3D引入LOD技术来提升三维交互体验,将分块后的数据利用简化算法对地理场景中的各类实体模型进行层次简化,构建视点无关的层次模型;以达到在近处绘制其较精细的层次,在远处绘制其较概况的层次,降低显卡绘制的负担,获得高效率的渲染效果。

高效压缩算法

为进一步减少分块分级后数据的大小,M3D采用高效压缩算法对数据的顶点法向等几何信息进行压缩处理,客户端在渲染时进行动态解压。这将进一步减少数据的大小更利于网络传输。

应用示例

200G倾斜摄影数据和地质体数据发布为数据服务,无插件web端预览效果;

地上景观,地下管线,地质体M3D格式数据的web端的应用示例:

通过M3D数据格式,MapGIS实现了高压缩比,流式传输的高效网络传输模式;按数据分布特征进行精细网格划分的多级LOD模型;全面支持无插件三维客户端,保证WebGL无缝融合;支持单体化查询、支持高亮选择、支持修改对象颜色、批量修改对象可见性;桌面端、浏览器端、移动端的一体化应用模式的五大特性。同时支持将地质体,管线,景观模型,ogsb等多种数据转换成M3D,极大的提高数据显示效率。基于M3D数据格式,从服务端数据服务发布,到多种客户端加载应用,形成了一套完整的B/S应用解决方案。 

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