3D 模型轻量化

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近来，基于 3D 模型在影视作品、数字旅游项目诸多 3D 视觉领域都取得了优越展示效果，受到了广泛关注。然而，3D 模型通常参数量大、复杂度高、兼容性差，制约了在实际应用中的部署和使用，尤其在资源受限的设备或对实时性、交互性要求很高的场景中。因此，模型的“轻量化”研究成为了 3D 界关注的热点。

1、什么是模型轻量化？

轻量化是 BIM 行业所熟知的一个概念，其大概含义是指对三维模型中的几何数据进行压缩，以达到快速存储和流畅传输的目的。

三维模型轻量化是指对三维模型进行优化处理，以减少其存储空间和计算资源的占用，从而提高处理速度和系统性能的一种技术。在实际应用中，由于三维模型包含大量的顶点、面片和纹理等数据，因此需要借助三维模型轻量化技术来降低数据量，以便更好地适应各种场景和需求。

2、模型轻量化的方法

3D 模型轻量化是指减少 3D 模型的文件大小，以便在需要更快的数据传输或更快的渲染速度时使用。以下是几种常见的 3D 模型轻量化方法：

移除不必要的细节：模型中可能存在一些细节，但这些细节对于渲染或使用模型并不重要。通过移除这些不必要的细节，可以大大减小模型的大小。

优化模型结构：对模型的拓扑结构进行优化可以大幅度减小文件大小。例如，将多边形替换为三角形，删除重复的顶点等。

减少纹理贴图：纹理贴图通常会增加模型的大小。通过减少纹理的大小和数量，可以减小模型文件的大小。

压缩模型：使用专业的 3D 软件或工具可以将 3D 模型文件压缩成更小的文件大小。

简化模型：将高细节模型简化成低细节模型可以有效地减少文件大小。这可以通过使用 3D 软件中的简化工具完成。

移除隐藏部分：如果 3D 模型的一部分永远不会被看到，可以将其从模型中移除，从而减少文件大小。

3、模型轻量化应用场景

三维模型轻量化技术在很多场景下都有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：

1、游戏开发

在游戏开发中，三维模型轻量化技术可以用于减少游戏内存和加速渲染。通过对游戏中的三维模型进行压缩和简化处理，可以降低游戏的内存占用和提高游戏的运行速度，从而优化游戏体验。

2、虚拟现实和增强现实

在虚拟现实和增强现实领域中，三维模型轻量化技术可以用于减少数据传输、加速图像渲染等方面。由于虚拟现实和增强现实需要实时呈现三维模型，因此通过对模型进行轻量化处理，可以降低数据传输带宽和提高图像渲染速度，从而优化用户体验。

3、三维地图

在三维地图领域中，三维模型轻量化技术可以用于减少数据存储和传输成本。通过对建筑物、街道等三维模型进行简化，可以降低数据量和提高数据传输速度，从而为用户提供更加流畅的地图浏览体验。

4、工业设计

在工业设计领域中，三维模型轻量化技术可以用于减少建模成本和加速产品开发。通过对三维模型进行简化和优化处理，可以降低建模成本和提高产品设计的效率，从而为工业设计带来更多的便利。

三维模型轻量化技术具有广泛的应用场景，其中包括游戏开发、虚拟现实和增强现实、三维地图以及工业设计等多个领域。随着技术的不断发展，三维模型轻量化技术将会在越来越多的领域中得到应用和发展。

4、如何使用 GLTF 编辑器轻量化 3D 模型？

如何实现超大规模的倾斜摄影三维模型的高质量的轻量化压缩，快速高效的处理工具软件非常重要，保证轻量化数据大小合适和质量达标，降低存储和传输成本、提高可视化性能和拓展应用场景。下面介绍如何使用GLTF 编辑器 -NSDT软件对 3D 模型进行轻量化处理。

模型合批（Batching）是一种优化技术，用于在计算机图形渲染中提高性能和效率。它通过将多个模型的渲染操作合并为一次来减少渲染调用的数量，从而提高渲染性能以及压缩模型体积。

下面讲解如何进行模型合拼操作，首先将模型拖入编辑器中，如图所示：

材质合并前

从图中的左侧面板中可以看到该模型中有很多相同材质。

查看模型 FPS 信息，如图所示：

模型合批前，FPS 是 13，渲染效果不太流畅

下一步，材质合批：只需要点击GLTF 编辑器工具栏上第二个按钮【合并相同材质的 Mesh】，编辑器就会自动将模型中相同的材质进行合并，合并完成后将修改后的模型导出到本地 GLB 文件。

材质合并后

下面材质合并前后的 FPS 对比：

模型合批后，FPS 是 47，有着明显的提升

再看模型体积的前后比对，压缩到了原来体积的将近三分之一，如图所示：

5、总结

轻量化为用户提供了全新的模型处理思路，全自动打通了不同行业之间的技术壁垒。同时随着视觉技术、算力和数据等不断完善，模型的复杂度急剧攀升，3D 模型的能耗代价将越来越高，轻量化高效的计算效率和低廉的部署应用成本，能够在未来给更多实际产品及项目中发挥极大优势。除此之外，本地化的轻量化在支持原有服务的同时，还能够更好地保护用户数据及隐私，用户的数据不需要离开设备，即可实现远程优化。

转载：3D模型轻量化 (mvrlink.com)