3dTiles 数据规范详解[4.1] b3dm瓦片二进制数据文件结构【转】
3dTiles 数据规范详解[4.1] b3dm瓦片二进制数据文件结构
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B3dm，Batched 3D Model，成批量的三维模型的意思。
倾斜摄影数据（例如osgb）、BIM数据（如rvt）、传统三维模型（如obj、dae、3dMax制作的模型等），均可创建此类瓦片。
瓦片文件二进制布局（文件结构）
① 文件头：占28字节（byte）
位于b3dm文件最开头的28个字节，是7个属性数据：
| 属性的官方名称 | 字节长 | 类型 | 含义 |
|---|---|---|---|
magic |
4 | string（或char[4]） | 该瓦片文件的类型，在b3dm中是 "b3dm" |
version |
4 | uint32 | 该瓦片的版本，目前限定是 1. |
byteLength |
4 | uint32 | 该瓦片文件的文件大小，单位：byte |
featureTableJSONByteLength |
4 | uint32 | 要素表的JSON文本（二进制形式）长度 |
featureTableBinaryByteLength |
4 | uint32 | 要素表的二进制数据长度 |
batchTableJSONByteLength |
4 | uint32 | 批量表的JSON文本（二进制形式）长度 |
batchTableBinaryByteLength |
4 | uint32 | 批量表的二进制数据长度 |
其中，
byteLength = 28 + featureTableJSONByteLength + featureTableBinaryByteLength + batchTableJSONByteLength + batchTableBinaryByteLength + glb的字节长度
② 要素表
回顾上篇，我说的是
要素表，记录的是整个瓦片渲染相关的数据，而不是渲染所需的数据。
那么，b3dm瓦片中的要素表会记录哪些数据呢？
全局属性
什么是全局属性？即对于瓦片每一个三维模型（或BATCH、要素）或者直接对当前瓦片有效的数据，在b3dm中，要素表有以下全局属性：
| 属性名 | 属性数据类型 | 属性描述 | 是否必须存在 |
|---|---|---|---|
BATCH_LENGTH |
uint32 | 当前瓦片文件内三维模型（BATCH、要素）的个数 | yes |
RTC_CENTER |
float32[3] | 如果模型的坐标是相对坐标，那么相对坐标的中心即此 | no |
注意，如果glb模型并不需要属性数据，即要素表和批量表有可能是空表，那么 BATCH_LENGTH 的值应设为 0 .
*要素属性
对于每个模型（BATCH、要素）各自独立的数据。在b3dm中没有。
我们回忆一下要素表的定义：与渲染相关的数据。
b3dm瓦片与渲染相关的数据都在glb中了，所以b3dm并不需要存储每个模型各自独立的数据，即不存在要素属性。
在i3dm、pnts两种瓦片中，要素属性会非常多。
全局属性存在哪里？
全局属性存储在 要素表的JSON中，见下文：
JSON头部数据
由上图可知，文件头28字节数据之后是要素表，要素表前部是 长达 featureTableJSONByteLength 字节的二进制JSON文本，利用各种语言内置的API可以将这段二进制数据转换为字符串，然后解析为JSON对象。
例如，这里解析了一个b3dm文件的 要素表JSON：
{
"BATCH_LENGTH": 4
}
那么，此b3dm瓦片就有4个模型（4个要素，或4个BATCH），其 batchId 是0、1、2、3.
要素表的二进制本体数据
无。
注：
当要素表的 JSON 数据以引用二进制体的方式出现时，数据才会记录在要素表的二进制本体数据中，此时JSON记录的是字节偏移量等信息。
但是在b3dm瓦片中，要素表只需要JSON就可以了，不需要自找麻烦再引用二进制数据，因为
BATCH_LENGTH和RTC_CENTER都相对好记录，一个是数值，一个是3元素的数组。在下面的要介绍批量表中，就会出现 JSON 数据引用二进制体的情况了。在 i3dm 和 pnts 瓦片中，要素表 JSON就会大量引用其二进制体。
③ 批量表
批量表记录的是每个模型的属性数据，以及扩展数据（扩展数据以后再谈）。
要素表和批量表唯一的联系就是 BATCH_LENGTH，在 i3dm 中叫 INSTANCE_LENGTH，在 pnts 中叫 POINTS_LENGTH。
这很好理解，要素表记录了有多少个模型（BATCH、要素），那么批量表每个属性就有多少个值。
JSON头部数据
先上一份批量表的JSON看看：
{
"height" : {
"byteOffset" : 0,
"componentType" : "FLOAT",
"type" : "SCALAR"
},
"geographic" : {
"byteOffset" : 40,
"componentType" : "DOUBLE",
"type" : "VEC3"
},
}
这个批量表的JSON有两个属性：height、geographic，字面义即模型的高度值、地理坐标值。
height 属性通过其 componentType 指定数据的值类型为 FLOAT，通过其 type 指定数据的元素类型为 SCALAR（即标量）。
geographic 属性通过其 componentType 指定数据的的值类型是 DOUBLE，通过其 type 指定数据的元素类型为 VEC3（即3个double数字构成的三维向量）。
byteOffset ，即这个属性值在 二进制本体数据 中从哪个字节开始存储。
从上表可以看出，height 属性跨越 0 ~ 39 字节，一共40个字节。
通过 FeatureTableJSON 可以获取 BATCH_LENGTH 为10，那么就有10个模型，对应的，这 40 个字节就存储了10个 height 值，查相关资料得知，FLOAT类型的数据字节长度为 4，刚好 4 byte × 10 = 40 byte，即 height 属性的全部数据的总长。
geographic 属性也同理，VEC3 代表一个 geographic 有3个 DOUBLE 类型的数字，一个 DOUBLE 数值占 8byte，那么 geographic 一共数据总长是：
type × componentType × BATCH_LENGTH = 3 × 8byte × 10 = 240 byte.
事实上，两个属性的总长是 40 + 240 = 280 byte，与 b3dm 文件头中的第七个属性 batchTableBinaryByteLength = 280 是一致的。
二进制本体数据
二进制本体数据即批量表中每个属性的顺次存储。
能不能不写二进制本体数据？
可以。如果你觉得数据量比较小，可以直接把数据写在 BatchTableJSON 中，还是以上述两个数据为例：
{
"height": [10.0, 20.0, 15.0, ...], // 太长了不写那么多，一共10个
"geographic": [
[113.42, 23.10, 102.1],
[111.08, 22.98, 24.94],
// 太长不写
]
}
但是，读者请一定注意这一点：同样是一个数字，二进制的JSON文本大多数时候体积会比二进制数据大。因为JSON文本还包括括号、逗号、冒号等JSON文本必须的符号。对于属性数据相当大的情况，建议使用 JSON引用二进制本体数据的组织形式，此时JSON充当的角色是元数据。
注意：对于属性的值类型是 JSON 中的 object、string、bool 类型，则必须存于 JSON 中，因为二进制体只能存 标量、234维向量四种类型的数字数据。
④ 内嵌的glb
本部分略，对glb数据感兴趣的读者可自行查阅 glTF 数据规范。
关于两大数据表如何与glb每一个顶点进行关联的，在前篇也有简略介绍。可以参考官方的说明：
⑤ 字节对齐与编码端序
JSON二进制文本对齐
FeatureTableJSON、BatchTableJSON的二进制文本，最后一个字节相对于整个b3dm文件来说，偏移量必须是8的倍数。
如果不对齐，必须用二进制空格（即 0x20）填够。
你问我为啥不对起始偏移量也要求 8byte 对齐？因为 FeatureTableJSON 之前是28byte的 文件头，为了凑齐8倍数对齐，文件头和 FeatureTableJSON 还要塞4个字节填满，那就有点多余了。
末尾对齐，即 (28 + ftJSON长)能整除8，(28 + ftTable长 + btJSON长)能整除8.
数据体的起始、末尾对齐
二进制数据体，无论是要素表、批量表，首个字节相对于b3dm文件的字节偏移量，必须是8的倍数，结束字节的字节偏移量，也必须是8的倍数。
如果不满足，可以填充任意数据字节满足此要求。
特别的，二进制数据体中，每一个属性值的第一个数值的第一个字节的偏移量，相对于整个b3dm文件，必须是其 componentType 的倍数，如果不满足，则必须用空白字节填满。
例如，上述 height 属性所在的批量表二进制数据体，理所当然位于批量表JSON之后，而批量表的JSON又是8byte对齐的，假设批量表的数据体起始字节是800，那么 height 的第一个值起始字节就是 800，由于 height 属性的 componentType 是 FLOAT，即 4字节，800 ÷ 4 能整除，所以没有问题。
但是，假如 换一个属性，其 componentType 是 BYTE，即 1字节，那么假设第二个属性的 componentType 是 DOUBLE，即 8字节，就会出现 第二个属性的第一个值起始偏移量是810，810 ÷ 8 并不能整除，必须补齐 6个空白字节，以满足第二个属性第一个值的起始偏移量是 810+6 = 816字节。
编码端序
要素表、批量表的二进制数据，无论是JSON还是数据体，均使用小端序编码（LittleEndian）。
⑥ 扩展数据（extensions）与额外补充信息（extras）
其实，无论是要素表，还是批量表，都允许在JSON中存在扩展数据，以扩充当前瓦片模型的功能，而并不是单一的一个一个模型顺次存储在瓦片文件、glb中。
有关扩展数据，在以后会专门出一篇博客介绍。
