3D文件压缩库——Draco简析

3D文件压缩库——Draco简析

今年1月份时，google发布了名为“Draco”的3D图形开源压缩库，下载了其代码来看了下，感觉虽然暂时用不到，但还是有前途的，故简单做下分析。

注：Draco 代码地址： 
https://github.com/google/draco

基本使用

编译

cmake . + make 编译源码，生成 draco_encoder 和 draco_decoder 两个可执行文件

编码/压缩

使用 draco_encoder 压缩 obj 或 ply 的文件：

./draco_encoder -i torusknot.obj

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结果如下：

Encoder options:
  Compression level = 5
  Positions: Quantization = 14 bits
  Texture coordinates: Quantization = 12 bits
  Normals: Quantization = 10 bits

Encoded mesh saved to torusknot.obj.drc (3 ms to encode)

Encoded size = 2272 bytes

1）Compression level：这个决定后续选用什么算法进行压缩，值越高，速度越慢，压缩效果越好。 
（2）Positions: Quantization = 14 bits：顶点属性值是由浮点转换为整数再编码的，14位表示用(1<<14)（即2的14次方）去乘浮点数，然后取整。

解码

./draco_decoder -i torusknot.obj.drc -o torusknot.obj

这里必须指定obj的输出文件，不然会解成ply格式，这样 面 的信息就没了。

原理

3D文件格式

一个3D模型文件，一般包含顶点、面、材质、动画等各种引擎渲染所需要的信息。 
ply文件格式只包含顶点信息，而obj文件包含顶点信息和面的信息。 
这两者的联系如图所示： 

顶点信息就是该点的物体坐标、法线向量、纹理坐标等，如果绑定了骨骼，还有各块骨骼的权重。 
面的信息指怎么由顶点围成面，它是一系列顶点索引的集合。如 f1: 0,1,2 表示由 x0, x1, x2 三个点围成一个面。

但这两种格式都不满足3D项目的需求，我们所用的模型文件还需要材质信息，动画信息等，因此在项目中想用draco，必须将其改造一下。

流程与算法

这里只列obj文件格式的编码流程图： 

这里面采用的是如下文献的算法: 
http://www.cc.gatech.edu/~jarek/papers/CornerTableSMI.pdf 
它用 edge breaker 算法去压缩面的信息，并产生 CornerTable，用平行四边形差分方式压缩顶点属性信息。

Draco 里面还有其他的压缩顶点属性值的算法，如kd-tree、差分等，详细见各种 PredictionScheme，不多述。

Draco作用

1､Draco 在当前的VR、AR生态下，基本上没有直接使用的价值，想用它必须理解原理并修改源码。 
2､Draco 里面有比较好的mesh压缩方案，有利于游戏引擎公司基于该代码优化自己的模型设计。 
3､Draco 所能压缩的只是3D模型文件中的一部分，而3D相关的资源大头（图片）还是一个老大难的问题。

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