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Cesium支持的全球数字孪生
上次，我们介绍了Cesium的历史，该产品于2012年开源，2024年被Bentley Systems收购。 这次，让我们来梳理一下Cesium在数字孪生领域中的作用。
“数字孪生”一词指的是一种在计算机上再现真实城市、基础设施和设施，并用于模拟和决策的系统。 这里重要的是，许多自称数字孪生的服务并不是从零创建地图或构建数据;相反，他们利用Cesium的技术实现数据的平滑三维渲染，并高效分发大量数据。 换句话说，铯作为支持建筑的基础工作，通过数字孪生实现。 我上次提到的Terria，也依赖CesiumJS进行3D渲染。
如何传递海量的3D数据——3dtiles
试图将整座城市建筑、地形和点云数据加载到浏览器中，会导致数据量庞大且不切实际。 为解决这一挑战，铯于2015年设计了一套名为“3dtiles”的系统。
3dtiles将三维数据划分为具有层级结构的“瓷砖”，只有具有所需细节水平的瓷砖才会根据屏幕上显示的面积和距离加载。 通过在靠近时显示详细数据，远离时显示简化数据，这被称为LOD（细节级别），即使是大城市规模的数据也能流畅处理。 一个关键特点是，不仅建筑物等人工物体，地形、点云和利用摄影测量的3D网格也能在同一框架内处理。
该机制于2018年被采纳为开放地理空间联盟（OGC）的社区标准，2023年3D Tiles 1.1的新版本获批，推动了3D Tiles 2.0的持续开发。 许多数字孪生平台被采用的原因之一是它们已成为开放的行业标准，而非特定公司的专有格式。
如今，参与数字孪生的人通常将3D瓷砖作为标准格式，但大约在2020年，当数字孪生在日本出现时，3D瓷砖仅为少数人所知。 毫不夸张地说，日本数字孪生得益于3D瓷砖技术的发展。
glTF被称为“3D JPEG”
被称为“glTF”的格式在3D Tiles 1.1中新近占据了核心地位。 glTF 由 Khronos Group 开发，该组织是 3DCG 行业的标准化机构，是一种常见的格式，用于轻度高效地与 3D 模型交互，有时被称为“JPEG 的 3D 版本”。
此前，3D 瓦片以独特的格式（如 b3dm、i3dm 和 pnts）分别定义建筑和点云的使用，但在 1.1 版本中，瓦片内容统一于 glTF。 这提高了与现有3DCG行业工具（如游戏引擎）的兼容性，并使得与除铯以外的软件集成更加便捷。 此外，3D Tiles 2.0 已发展以处理体素、矢量数据和高斯散片等多种数据格式。
PLATEAU与东京数字孪生的运作方式
PLATEAU是一个日本三维城市模型开发项目，采用CityGML格式创建数据，该格式是城市规划的国际标准，但目前不适合在网页浏览器中显示。 因此，该过程涉及使用如 FME 或 Ceisum 专用数据转换程序（Cesium Tiling Pipeline）等工具将 CityGML 转换为 3D 瓷砖格式，并通过基于 CesiumJS 的查看器进行传输。 在PLATEAU VIEW和东京及数字孪生实现项目查看器中展示的3D城市模型背后，隐藏着这些转变的机制。