glb数据格式

glb数据格式

glb 文件格式只包含一个glb 文件，文件按照二进制存储，占空间小

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glTF Viewer (donmccurdy.com)

glbxz.com 模型网

GLTF 编辑器 -NSDT

参考资料

完整的介绍文档可以参考以下几个

GLB文件 (sarkuya.com)

glTF 2.0 - Blender 4.2 手册

GLB (fileformat.com)

glTF Tutorial | glTF-Tutorials (khronos.org)

文件格式

开始正文介绍，二进制的glb文件打开后结构如下：

整体结构的包含一个文件头，一个Json的chunk，一个bin的chunk存储图像，动画，纹理等

header

头部数据长度12个字节

#读取12个字节，按照小端，转换为无符号整数
header = f.read(12)
magic, version, length = struct.unpack('<III', header)

名称	说明	数值	解释
magic	魔术字	0x46546C67	对应ascII码glTF
version	版本	2	GITF的版本
length	长度	746776	包括文件头的文件总长度

chunk0

一个glb文件可以存在多个chunk，但是chunk0是必须的，其格式是固定的

# 读取8个字节，存储字节总长度和chunk类型，按照字节长度截取数据存储为chunkdata
chunk_header = f.read(8)
chunk_length, chunk_type = struct.unpack('<II', chunk_header)
if chunk_type != 0x4E4F534A:raise ValueError("Expected JSON chunk.")json_chunk = f.read(chunk_length)
gltf_data = json.loads(json_chunk.decode('utf-8'))

名称	说明	数值
chunkLength	字节总长度	7420（测试值）
chunkType	数据类型	0x4E4F534A，对应ascII是JSON
chunkData	数据	JSON数据

#使用该指令可以将无符号整数转ascII，对应值是JSON
chunk_type.to_bytes(4, byteorder='little').decode('ascii')

chunkData

已知数据格式为JSON，所以将数据按照utf-8编码转换为对应的数据JSON数据，并打印出来

gltf_data = json.loads(json_chunk.decode('utf-8'))
print(json.dumps(gltf_data, indent=4))

对应打印值对应如下：

接下来对JSON结构进行解释，其加载顺序对应是scenes、nodes、meshes、accessors、bufferViews、buffers、materials、textures、images。其中每个mesh包括一个bufferViews和一个materials。每一层的递进都有数组下标来确定，结构存储在buffer中，纹理存储在image中

名称	说明	包含	声明
scenes	场景	nodes
nodes	节点	mesh、translation、chidren，camera、skin
meshes	网格	attributes、indices、material	网格所需数据
accessors	访问器	bufferView、componentType、count、type	缓冲器索引，数据类型，大小
bufferViews	缓冲器	buffer、byteOffset、byteLength、target	buffer对应得位置
buffers	缓冲数据	byteLength，uri、name	buffer的字节长度
materials	材质	baseColorTexture、metallicFactor、roughnessFactor、extensions	材质参数，以及纹理索引
textures	纹理	source，sampler	照片索引和采样器索引
images	照片	name、uri、bufferView、mimeType	纹理文件索引，文件格式
samplers	采样器	magFilter、minFilter	放大缩小时滤波器

scenes

对应模型得场景，一般模型一个场景，即默认场景；

每个场景包含一个node字段，指定了sence的根节点，

下图包含一个scene对象，该对应指定了一个索引为2的node节点

nodes

节点，所有的节点构成scene，可以包含网格mesh、变换translation，子节点children，相机camera、纹理skin等

名称	说明
mesh	网格信息 存放网格索引
children	子节点，该节点包含的子节点
translation	平移信息
rotation	旋转信息，四元数
scale	缩放信息
name	节点名
matrix	局部变换矩阵，16浮点矩阵数组，平移，旋转，尺度

下图node包含

一个mesh，其索引值为0

一个子节点children，索引为0，并且包含了其变化参数translation，对应节点名称为rtc

一个子节点children，索引为1，并且包含了对应姿态matrix，对应节点名称为rootNode

所以根据使用得关系是rootnode给了rtc一个属性matrix，然后rtc给了mesh一个属性translation，等于mesh继承了器各个属性

meshes

meshes网格，包含构建一个网格所需要的数据"primitives"数组，，其包含的属性值有

• attributes：包含"NORMAL"、“POSITION”、“TEXCOORD_0”、“TANGENT”、“JOINTS_0”、“WEIGHTS_0”等数据的索引
• indices：存储属性accessors的数组索引
• material：存储属性material材质的数组索引

名称	说明，对应于accessors索引
NORMAL	顶点的法线
POSITION	顶点的位置
TEXCOORD_0	顶点的uv坐标
TANGENT	顶点的切线
JOINTS_0	顶点受骨骼节点的约束
WEIGHTS_0	顶点受骨骼节点约束的权重

该mesh包含7个网格，其中第一个网格包含顶点位置索引0，对应uv坐标索引1；对应accessors索引2，材质索引0

accessors

accessors访问器：是访问buffer的中间件，是bufferView和mesh之间的桥梁，表明bufferView的索引

名称	说明
bufferView	在bufferViews中的索引
componentType	数据类型 5120：byte； 5121：ubyte；5122：short； 5123：ushort；5124：int； 5125：uint； 5126：float； 5130：double
count	数据个数
type	数据类型， ‘SCALAR’: 1,标量 ‘VEC2’: 2,‘VEC3’: 3,‘VEC4’: 4, 对应n维向量 ‘MAT2’: 4,‘MAT3’: 9‘MAT4’: 16, //n2维矩阵
max	所有的数据中最大值
min	所有的数据中最小值

该accessors 访问器包含多个中间件，其中
第一个中间件，对应bufferviews索引1，float类型，共9185个三维向量数据，最大最小值对应如下

第二个中间件，对应bufferviews索引2，float类型，共9185个二维向量数据，最大最小值对应如下

第三个中间件，对应bufferviews索引3，ushort类型，共18297个标量数据，最大最小值对应如下

bufferViews

bufferViews表明数据在buffer中的具体位置

名称	说明
buffer	buffer数据的索引
byteOffset	buffer的字节偏移量
byteLength	buffer的字节长度
target	缓冲类型， 顶点属性 vertex attributes，34962，代表ARRAY_BUFFER 顶点索引 vertex indices, 34963，代表ELEMENT_ARRAY_BUFFER

该bufferViews包含多个buffer

第一个buffer，数据索引0，偏移量0，字节长度56332

第二个buffer，数据索引0，偏移量56332，字节长度110220，缓冲类型：属性

第三个buffer，数据索引0，偏移量166552，字节长度73480，缓冲类型：属性

第四个buffer，数据索引0，偏移量240032，字节长度36594，缓冲类型：属性

buffers

buffers是buffer数组，每一个buffer存放真是数据，通常包含bytelength、uri、name字段，后两个不是必须的，将各属性打包成字节，通过偏移地址标记

名称	说明
byteLength	buffer字节长度
uri	buffer的二进制文件地址（非必须）
name	名称（非必须）

该buffers包含一个buffer

该buffer的字节长度为739328

materials

materials包含了模型绘制时需要的纹理信息

基础颜色必须包含使用 sRGB 光电传递函数编码的 8 位值，因此 RGB 值在用于任何计算之前必须解码为实际线性值。

金属度和粗糙度属性的纹理打包纹理中。其绿色通道包含粗糙度值，蓝色通道包含金属度值。此纹理必须使用线性传递函数进行编码，并且每个通道可以使用超过 8 位的位

名称	说明
pbrMetallicRoughness	PBR相关参数
baseColorTexture	基础颜色，index对应texture的索引
metallicFactor	0~1，材质的金属度
roughnessFactor	0~1，材质的粗糙度
extensions	扩展库属性

扩展属性

名称	说明
KHR_draco_mesh_compression	glTF 格式几何压缩库
KHR_lights_punctual	场景灯光，光源
KHR_materials_anisotropy	材料各项异性
KHR_materials_clearcoat	材料透明层
KHR_materials_emissive_strength	材料发光的颜色和强度
KHR_materials_ior	材料折射率
KHR_materials_iridescence	材料薄膜厚度和折射率
KHR_materials_sheen	材料光泽
KHR_materials_specular	材料粗糙度中的镜面反射和镜面颜色
KHR_materials_transmission	薄壳材料的光学透明度
KHR_materials_unlit	无光照着色模型

该材料属性，其包含多个PBR属性，

第一个PBR金属模型粗糙度，基础颜色索引0，金属度0，粗糙度0.5，扩展属性是无光照着色模型

第二个PBR金属模型粗糙度，基础颜色索引1，金属度0，粗糙度0.5，扩展属性是无光照着色模型

第三个PBR金属模型粗糙度，基础颜色索引2，金属度0，粗糙度0.5，扩展属性是无光照着色模型

textures

textures对应纹理信息，用于渲染对象的：纹理由材料引用以定义基本物体的颜色以及物理特性

包含两个参数source 对应纹理照片；sampler采样器

名称	说明
source	照片纹理
sampler	采样器

textures包含多个纹理

第一个纹理，照片索引0，采样器索引0

第二个纹理，照片索引1，采样器索引1

第三个纹理，照片索引2，采样器索引2

images

图片资源

名称	说明
name	名称
uri	指向纹理文件（对glb文件为空，通过给出的"bufferView"的索引）
bufferView	纹理对应的索引
mimeType	图片格式

该images图片资源包括7个

图片1，图片索引0，图片格式jpeg

图片2，图片索引4，图片格式jpeg

图片3，图片索引8，图片格式jpeg

samplers

采样器，对应照片的滤波和环绕方式

名称	说明
magFilter	模型放大时，纹理滤波方式
minFilter	模型缩小时，纹理滤波方式
wrapS	纹理环绕方式
wrapT	纹理环绕方式

滤波方式

名称	值	说明
GL_NEAREST	9728	最临近插值（临近那个就是那个，单色）
GL_LINEAR	9729	线性插值（使用周围多个线性插值，混合色）
GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST	9984	最邻近的mipmap级别，临近插值采样
GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST	9985	最邻近的mipmap级别，线性插值采样
GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR	9986	两个最匹配像素的mipmap间线性插值，使用临近插值采样
GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR	9987	两个最匹配像素的mipmap间线性插值，使用线性插值采样

环绕方式

对纹理坐标范围超出对应纹理时的处理方式，即就是纹理坐标范围是0~1，当纹理坐标超出该值的处理方式

名称	值	说明
GL_CLAMP_TO_EDGE	33071	忽略边缘，超出部分直接使用边缘纹理，1.1处纹理使用1
GL_MIRRORED_REPEAT	33648	重复纹理，不过重复的图片是镜像方式的
GL_REPEAT	10497	重复纹理，即1.1处纹理和0.1处纹理一致

该处的采样器集合samplers，包含多个采样器，其采样器对应值一致

模型放大时滤波器使用线性插值，模型缩小时滤波器使用线性插值。