什么是3D模型，什么是GLTF，又如何使用GLTF文件

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在本文中，映维网将与大家学习何谓3D模型，如何在项目中使用它们，以及如何为它们制作动画

（映维网 2018年10月22日）在本文中，映维网将与大家学习何谓3D模型，如何在项目中使用它们，以及如何为它们制作动画。

1. 什么是3D模型

你可能记得我们在几何图形研讨会的最后添加了一个基于gltf-模型组件的鸭子模型。这个模型是一系列由三角形（一种网格）组成的几何图形对象集合，结合了纹理和内部动画。这个模型是Blender，Maya或Tinkercad等3D建模程序的输出。

VR中的所有一切都包含几何图形。这种几何图形定义了形状。它们可能看起来像是抽象的形状，比如说球体或圆柱体，但其背后是由三角形组成，因为只有这样计算机才知道如何进行绘制。使用a-sphere这样的A-Frame组件来将抽象形状转换为三角形。然而，有些形状过于复杂，无法用简单的数学进行描述。所以，我们必须使用3D建模工具来绘制这些形状。

3D建模工具非常强大，但它们需要大量的经验，而且它们输出的文件通常不能直接用于Web。相反，我们必须将从原生格式转换为适合Web的模式：GLTF。

2. 什么是GLTF？

GLTF代表Graphics Language Transmission Format（图形语言传输格式）。这种跨平台格式已成为Web上的3D对象标准。它由OpenGL和Vulkan背后的3D图形标准组织Khronos所定义，这使得GLTF基本上成为3D模型的JPG格式：Web导出的通用标准。

A-Frame和ThreeJS原生支持GLTF。尽管一些3D Web框架支持特定于平台的模型格式，如FBX和OBJ，但几乎每个框架都支持GLTF。如果有人要为你提供3D模型，你可以请求他们提供GLTF格式的版本。

3. 使用GLTF文件

要在A-Frame项目中使用GLTF，只需将其作为场景中的asset引用，然后通过gltf-model组件将其附加到实体即可。

重新混合这个故障项目示例。其中存在一个包含鸭子模型的实体。

当模型出现在场景后，你就可以使用a-animation组件执行简单的动画。尝试通过添加以下代码来令鸭子旋转：

这将随时间修改旋转属性。要令动画更短或更快，请更改持续时间属性。

a-animation只能处理非常简单的动画。对于更复杂的移动，如沿路径设置对象动画，则可以使用Tween.js或aframe-animation-component。它们允许你将动画链接到序列之中。但它们同样存在限制。它们只能作为一个整体移动或旋转对象。它们不能移动对象的某一部分，比如说人体模型的手臂。

4. Internal Animation

仅为模型一部分制作动画实际上需要由创建模型的建模程序完成。大多数工具都内置了动画支持。你可以为奔跑，就座，跳跃，睡眠等操作添加标准动画。这称为internal animation或canned animation。然后，你可以使用另一个组件在项目中播放这些预制动画：Don McCurdy的animation-mixer组件。

首先将animation mixer组件添加到项目中，然后加载这个模型。

现在更改实体以使用这个新模型，并设置旋转和位置：

将animation-mixer组件添加到实体之中：

好了，现在这个大锅开始冒泡了。

5. 多个Clip

如果模型中存在多个动画又该如何？例如，这个Hero Knight模型包含多个用于站立，奔跑和砍杀等的动画。我们将其称为clip。要在它们之间进行选择，你必须使用animation-mixer组件的clip属性。

但有一个问题。在选择clip之前，我们需要找出模型中clip的名称。我们需要一种工具来检查模型并为我们提供相应的信息。我强烈推荐Don McCurdy的glTF Viewer。

下载一个GLTF文件，将文件夹拖到这个网页，然后点击右上角控件的“Animation”部分。这将为你提供每个动画的名称，并支持你进行相应的的预览。

在考虑好想用的clip后，只需在animation-mixer组件设置clip属性即可，比如说这样：

具体示例请点击这里查看。

6. 修改GLTF

GLTF是一种输出格式，类似于JPG和PNG。它们不适合编辑。如果你想编辑照片，可以使用Photoshop的原生文件格式PSD，并在完成后仅导出到JPG。GLTF与之类似。它们是输出格式，这意味着我们无法直接修改它们。

但我们可以做几件事情。尽管我们通常无法改变材质和颜色，但我们可以修改位置，大小和旋转。

模型经常都不会出现在我们想要的位置上。你可能希望它摆在场景的中心，但是当你浏览它的时候，对象在视觉上似乎总是偏向一侧。这是因为模型在保存时没有居中。你可以使用wrapper来解决问题。

首先，在模型上设置位置，将其置放于中心。然后添加一个wrapper实体并使用它来定位对象。它看起来像这样：

7. 二进制GLTF

GLTF文件实际上不是单个文件。相反，它们是包含JSON文档的文件夹，然后还有一些图片，以及其他包含几何图形，纹理，凹凸贴图等的文件夹。其他文件夹都是通过一个相对URLS进行引用，因此你一般可以将文件夹转储到Web服务器上，直接引用GLTF文件，其余资源将正确加载。

但如果你使用的是CDN而非自己的Web服务器，则可能无法控制相对URL，而且它们会出现问题。相反，你可以将GLTF转换为名为GLB的二进制格式，一个包含所有资源的单个文件。然后，这个单个文件可以放在你的CDN上并直接引用。

要获取GLB文件，你可以直接从3D建模程序中导出它们，也可以使用工具将GLTF转换为GLB。你可以使用这个非常好的基于网络的转换器：MakeGLB。只需将包含GLTF文件的文件夹拖到页面，然后它就会生成并下载GLB文件。接下来将GLB文件上传到Glitch项目的Assets部分。然后选择asset的URL并在主文档中予以引用。

当你把asset添加到glitch项目时，glitch会将?numbers增补至asset url。这在某种程度上混淆了GLTF加载器，后者将拒绝加载它。删除?number部分，它应该就能正常工作了。或者，将response-type =“arraybuffer”添加到a-asset-item，就像上面的代码一样。

8. 从其他格式转换

最好使用创建模型的建模工具从其他格式转换。许多建模者已经可以导出GLTF或拥有可以执行这一操作的插件。例如，这个链接是Blender的一个插件。如果建模者无法直接导出GLTF，或者你没有创建它的建模软件，则可以使用命令行工具来执行这个操作。

这个工具可以将OBJ文件转换至GLTF，而这个工具可以将其转换至Collada文件。这个工具则可以转换FBX文件，但我发现它比较难使用，因为它采用原生代码。

我已经尝试了其中几种工具，并且它们的效果不错，但由于原始格式和目标格式之间的差异，有时会出现错误。如果你有原始工具模型，如果可能请总是使用它的GLTF导出器。

如果需要验证生成的GLTF文件是否正确，可以尝试使用此验证器：glTF Validator。

这个官方的GLTF页面同样列出了一系列的转换器和其他工具。

9. 下一步

随着GLTF变得越来越流行，以GLTF格式查找模型将变得越来越容易。SketchFab会自动将其网站上的所有模型转换为GLTF。尝试搜索#medievalfantasyscene标签，它们是Mozilla赞助的17年Sketchfab竞赛的模型。

Google Poly则是另一个GLTF文件来源。

我还在OpenGameArt和Kenney的asset中找到了很多文件，特别是游戏文件。其中大多数都不是GLTF格式，因此你需要转换它们。

学习使用3D建模程序并非易事，而且超出了本文的范围。但Blender这个完整的开源3D建模器是优秀的入门工具，或者Tinkercad，一个来自Autodesk的免费网络工具。

10. 练习

1. 定位这个imp_character的三个实例。通过a-animation左右摇摆它们，令它们同步跳舞。
2. 在Sketchfab上寻找一个有创意的，包含动画授权模型，将其转换为GLB，然后将其上传到项目的asset并使用它。