3D Tiles批处理表(Batch Table)数据格式标准规范
specification 3D Tiles
3D Tiles specification
发布日期:   2021-04-23
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概述

批处理表是瓦片二进制体的一个组成部分，包含瓦片中每个要素的应用程序特定属性。在运行时查询这些属性以声明样式和任何应用程序特定的用法，例如填充 UI 或发出 REST API 请求。一些示例批处理表属性是建筑物高度，地理坐标和数据库主键。

批处理表用于以下数据格式：

文件结构

批处理表由两部分组成：JSON 头和可选的小端字节序二进制主体。JSON 描述了属性，这些属性的值可以直接在 JSON 中定义为数组，也可以引用二进制主体中的部分。将长数字数组存储在二进制体中的效率更高。下图显示了批处理表布局：

当瓦片数据包含批处理表时，批处理表将紧随瓦片的要素表之后。文件头还将包含 batchTableJSONByteLength 和 batchTableBinaryByteLength 的 uint32 字段，可用于提取批处理表的各个部分。

结构填充

JSON 头必须以 8 个字节为界结束，否则，在 JSON 头尾部填充空格（0x20）以满足此要求。

二进制体必须以 8 个字节为界开始和结束。为了满足此要求，可以用任意值填充空白部分。

二进制属性必须以一个字节偏移量开始，该字节偏移量是必须是属性隐含类型大小的倍数。例如，组件的某个元素有 4 个字节长度的属性 FLOAT ，因此必须以 4 的倍数计算偏移量。为了满足此要求，可以用任意值填充空白部分。

JSON 头

批处理表值可以两种不同的方式在 JSON 标头中表示：

  1. 值的数组，例如，"name" : ['name1', 'name2', 'name3']或"height" : [10.0, 20.0, 15.0]。

    • 数组元素可以是任何有效的 JSON 数据类型，包括对象和数组。元素可能是null。

    • 每个数组的长度等于 batchLength，以每种数据格式指定。这是数据中要素的数量。例如，batchLength 可以是 b3dm 数据中的模型数，i3dm 数据中的实例数，或 pnts 数据中的点数（或对象数）。

  2. 引用数据的二进制体，通过byteOffset表示对象，componentType 和 type 属性，例如，"height" : { "byteOffset" : 24, "componentType" : "FLOAT", "type" : "SCALAR"}。

    • byteOffset 指定相对于二进制主体从零开始的偏移量。 byteOffset 的值必须是该属性componentType字节大小的倍数 ，例如，属性具有组件类型 FLOAT 的 byteOffset 的值必须是4的倍数。
    • componentType 是组件特定的数据类型。允许的值是"BYTE"，"UNSIGNED_BYTE"，"SHORT"，"UNSIGNED_SHORT"，"INT"，"UNSIGNED_INT"，"FLOAT"，和"DOUBLE"。
    • type 指定属性是标量还是向量。允许的值是"SCALAR"，"VEC2"，"VEC3"，和"VEC4"。

批处理表 JSON 是 UTF-8 的 JSON 字符串。

注意：在 JavaScript 中，可以使用ArrayBuffer的TextDecoderJavaScript API 来提取 Batch Table JSON，并使用JSON.parse转换为 JavaScript 对象。

batchId用于访问每个数组中的元素并提取相应的属性。例如，以下批处理表有两个要素的一批属性：

{
  "id": ["unique id", "another unique id"],
  "displayName": ["Building name", "Another building name"],
  "yearBuilt": [1999, 2015],
  "address": [
    { "street": "Main Street", "houseNumber": "1" },
    { "street": "Main Street", "houseNumber": "2" }
  ]
}

要素batchId = 0的属性是：

id[0] = 'unique id'
displayName[0] = 'Building name'
yearBuilt[0] = 1999
address[0] = { street: 'Main Street', houseNumber: '1' }

要素batchId = 1的属性是：

id[1] = 'another unique id'
displayName[1] = 'Another building name'
yearBuilt[1] = 2015
address[1] = { street: 'Main Street', houseNumber: '2' }

完整的 JSON 头定义，详见属性参考。以下是一个完整的 JSON 格式。

JSON:

{
  "$schema": "http://json-schema.org/draft-04/schema",
  "id": "batchTable.schema.json",
  "title": "Batch Table",
  "type": "object",
  "description": "A set of properties defining application-specific metadata for features in a tile.",
  "properties": {
    "extensions": {
      "$ref": "extension.schema.json"
    },
    "extras": {
      "$ref": "extras.schema.json"
    }
  },
  "additionalProperties": {
    "$ref": "#/definitions/property"
  },
  "definitions": {
    "binaryBodyReference": {
      "title": "BinaryBodyReference",
      "type": "object",
      "description": "An object defining the reference to a section of the binary body of the batch table where the property values are stored if not defined directly in the JSON.",
      "properties": {
        "byteOffset": {
          "type": "number",
          "description": "The offset into the buffer in bytes.",
          "minimum": 0
        },
        "componentType": {
          "type": "string",
          "description": "The datatype of components in the property.",
          "enum": [
            "BYTE",
            "UNSIGNED_BYTE",
            "SHORT",
            "UNSIGNED_SHORT",
            "INT",
            "UNSIGNED_INT",
            "FLOAT",
            "DOUBLE"
          ]
        },
        "type": {
          "type": "string",
          "description": "Specifies if the property is a scalar or vector.",
          "enum": ["SCALAR", "VEC2", "VEC3", "VEC4"]
        }
      },
      "required": ["byteOffset", "componentType", "type"]
    },
    "property": {
      "title": "Property",
      "description": "A user-defined property which specifies per-feature application-specific metadata in a tile. Values either can be defined directly in the JSON as an array, or can refer to sections in the binary body with a `BinaryBodyReference` object.",
      "oneOf": [
        { "$ref": "#/definitions/binaryBodyReference" },
        { "type": "array" }
      ]
    }
  }
}

二进制体

当 JSON 头包含对二进制部分的引用时，所提供的 byteOffset 用于索引数据，如下图所示：

可以使用要素长度来数据值batchLength；所需的批量表 IDbatchId; componentType 和 type 定义在 JSON 头中。

下表可用于计算属性的字节大小。

componentType 字节大小
"BYTE" 1
"UNSIGNED_BYTE" 1
"SHORT" 2
"UNSIGNED_SHORT" 2
"INT" 4
"UNSIGNED_INT" 4
"FLOAT" 4
"DOUBLE" 8

type 部件数
"SCALAR" 1
"VEC2" 2
"VEC3" 3
"VEC4" 4

扩展

以下扩展可以应用于批处理表。

3DTILES_batch_table_hierarchy

实例

本节是非规范性的

以下示例访问批处理表 JSON 的"height"和"geographic"的值batchLength的长度是 10：

{
  "height": {
    "byteOffset": 0,
    "componentType": "FLOAT",
    "type": "SCALAR"
  },
  "geographic": {
    "byteOffset": 40,
    "componentType": "DOUBLE",
    "type": "VEC3"
  }
}

获得"height"的值：

var height = batchTableJSON.height
var byteOffset = height.byteOffset
var componentType = height.componentType
var type = height.type

var heightArrayByteLength =
  batchLength * sizeInBytes(componentType) * numberOfComponents(type) // 10 * 4 * 1
var heightArray = new Float32Array(
  batchTableBinary.buffer,
  byteOffset,
  heightArrayByteLength
)
var heightOfFeature = heightArray[batchId]

获得"geographic"的值：

var geographic = batchTableJSON.geographic
var byteOffset = geographic.byteOffset
var componentType = geographic.componentType
var type = geographic.type
var componentSizeInBytes = sizeInBytes(componentType)
var numberOfComponents = numberOfComponents(type)

var geographicArrayByteLength =
  batchLength * componentSizeInBytes * numberOfComponents // 10 * 8 * 3
var geographicArray = new Float64Array(
  batchTableBinary.buffer,
  byteOffset,
  geographicArrayByteLength
)
var geographicOfFeature = positionArray.subarray(
  batchId * numberOfComponents,
  batchId * numberOfComponents + numberOfComponents
) // Using subarray creates a view into the array, and not a new array.

CesiumJS 的 3D Tiles 实现了读取批量表的功能，Cesium3DTileBatchTable.js。

属性参考

批处理表
二进制体引用
属性

批处理表

一组属性，用于定义数据中要素的应用程序特定元数据。

类型 描述 是否必须
extensions object 特定扩展对象的字典对象 No
extras any 应用程序的特定数据 No

允许其他属性。

二进制体引用

一个对象，用于定义对要素表的二进制主体部分的引用，如果未在 JSON 头中直接定义属性值，则在该部分存储。

类型 描述 是否必须
byteOffset number 缓冲区的偏移量（以字节为单位） ✅ Yes
componentType string 属性所属部分的数据类型 ✅ Yes
type string 指定属性是标量还是向量 ✅ Yes

允许其他属性。

属性

用户定义的属性，用于在数据中指定每个功能的特定于应用程序的元数据。值可以直接在 JSON 中定义为数组，也可以使用 二进制体引用 对象引用二进制主体中的部分。

JSON 参考，见上面。

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