Cesium原理篇：3D Tiles（2）數據結構

      上一節介紹3D Tiles渲染調度的時候，咱們提到目前Cesium支持的Cesium3DTileContent目前支持以下類型：

• Batched3DModel3DTileContent

• Instanced3DModel3DTileContent

• PointCloud3DTileContent

• Composite3DTileContent

      其中Composite3DTileContent是複合數據，PointCloud3DTileContent是隻包含FeatureTable和BatchTable的點雲數據（從官方給的數據結構來看，我沒有親自測試）。本節主要以Batched3DModel3DTileContent和Instanced3DModel3DTileContent兩種類型，介紹一下3DTiles的數據結構和核心技術點。

渲染

      結合上一節，先給出一個流程圖，建議大圖邊看邊思考。其中紅線是代表狀態變化。TileContent是一個抽象概念，具體是它的繼承類Batched3DModel或Instanced3DModel來完成具體的功能，而每個具體的Content會根據本身的數據結構的差別而有所差異。

 

      3D Tiles也是基於狀態，從UNLOADING開始，經過一系列的request，完成最初的數據加載過程，結束LOADING狀態，進入Pocessing過程，也就是數據解析。數據解析完後進入READY狀態，經過selectTile，最終調用Content對應的update方法，構造最終的drawcommand，加入渲染隊列。固然，若是有須要釋放的Tile，則在unloadTiles中處理。細心的人會發現Pocessing和Ready狀態。最終調用的都是update方法。這裏解釋一下：3D Tiles中主要的數據部分就是glTF，而glTF也是基於狀態管理的，不管是glTF的解析仍是構造DrawCommand，只是state不一樣，都是在update方法中完成的。如上圖，這裏也用橙色箭頭作了說明。

      如上給出了一個相對完整的過程，Content的內容主要是glTF，這塊咱們以前也介紹過，因此下面主要集中在b3dm中BatchTable和FeatureTable。

Batched3DModel3DTileContent

      先看看數據結構的大概佈局：

 

      如上，一個header頭，用來講明該數據的類型，佈局和具體數據內容。看一下body部分，glTF，之前介紹過。因此，只剩下batchTable了。若是你看看Cesium之Batch篇，你會發現，其實Cesium很早就已經在用batchTable概念了。

      在這裏，Cesium3DTileBatchTable和以前的BatchTable在思路上都是同樣的，都是將屬性值保存到紋理中來來使用。但Cesium3DTileBatchTable提供了一個規範的流程，讓用戶經過表達式的方式，很容易的建立出這張tile_batchTexture這裏。

 

      如上是batchtable的內容，以及3d tiles給出的文檔信息，其實batchtable就是一個json對象。同時，batchTable會根據該json的長度（id個數）建立一張對應的tile_batchTexture，用於存儲對應的屬性。同時，有多少個id就有有多少個對應的Cesium3DTileFeature對象，這能夠認爲是batchtable的訪問器，以id爲惟一標識負責batchtable的讀寫操做。

      有了數據以及數據的讀寫方法，就須要提供如何讀寫的規範，這就是Cesium3DTileStyle類的責任。目前默認指定根據json指定顏色，好比根據json對象中的高度值，實現一個根據高度值指定對應顏色的範圍分段效果。固然，若是你知道如何修改shader，那你能夠修改代碼建立本身須要的映射關係，實現對應的效果。

 

      如圖，從字面意義來看，指定了範圍分段的規範，用到了Height屬性，根據conditions中對應的Height區間映射到對應的顏色。咱們用肉眼看懂了，那代碼是如何完成這個語義解析呢？

 

 

      如上是這個語義解析樹的類結構，也是解析過程的一個示意圖，最終每個條件都封裝爲一個statement，實現本身的判斷標準。

      每次遍歷樹上全部statements，找到知足條件的Node。對比時先看左邊Node節點的left，所用的屬性爲Height，這樣，經過feature對應id找到batchTable的Height值，知足條件則獲取對應的color：purple，不知足就繼續。

      前面提到feature至關於一個訪問器，獲取該值後，直接傳到batchtable對應的batchValues，其中這就是該紋理對應的imageData。Feature對這個讀寫操做進行了屬性封裝，方便用戶的調用。

Instanced3DModel3DtileContent

      仍是先看看Cesium給出的佈局結構：

 

      batchTable，glTF這些都是已有的內容，讓咱們眼前一亮的是featureTable，Cesium提供了Cesium3DTileFeatureTable來封裝。

      佔是一個具體的featureTable內容。不難理解這個數據的實例化內容就是Position，Cesium經過ModelInstanceCollection來實現Model的實例化，咱們以前在Cesium之Instance中介紹過。這裏咱們重點看看Position實例化矩陣的推導原理，強化一下理解的深度。

      如上是對應的Shader和相關的uniform片斷。灰選部分是相機的視圖矩陣，而rtcTransform則是中心點(_center)對應的矩陣，czm_instanced_model是傳入的實例化矩陣，czm_instanced_nodeTransform不討論，是父子節點之間相對位置對應的矩陣。根據Shader的公式，咱們不可貴出，a_position是相對模型中心點的相對位置，而czm_instanced_model則是當前單個模型的中心點對應模型集合中心點的矩陣。

      查看了一下Instanced3DModel3DTileContent實例化對應矩陣的計算過程，數據存儲時仍是每個模型中心點的經緯度信息，在內部轉成相對集合中心點的相對矩陣。

      關於Content就介紹到這，結合上一篇，應該能對3DTile有一個全面的瞭解。下次以我的的經驗來談一下3D Tile好和很差的部分，看成完結篇。