GB T 36341.3-2018 信息技术 形状建模信息表示 第3部分：流式传输.pdf

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1、书书书目次前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 流式文件格式 概述 文件头 标识域 节点 基本传输单元 结束单元 流式文件生成 流式编码 传输准备 流式传输过程 网络传输过程 要求 流式文件解码犌犅犜前言信息技术形状建模信息表示分为个部分：第部分：框架和基本组件；第部分：特征约束；第部分：流式传输；第部分：存储格式。本部分为的第部分。本部分按照给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由全国信息技术标准化技术委员会（）提出并归口。本部分起草单位：杭州师范大学、中国电子技术标准化研究院、北京大学、北京邮电大学、广州玖的数码科技有

2、限公司、山东大学、同济大学、星土数据科技（上海）有限公司、浙江工商大学、浙江工业大学。本部分主要起草人：潘志庚、汪国平、王聪、刘复昌、赵海英、马珊珊、杨庄媛、彭京亮、贾金原、刘奕彤、董浩、丁丹丹、杨柏林、潘翔、谭欣、桂凯、朱玉祥。犌犅犜信息技术形状建模信息表示第部分：流式传输 范围的本部分规定了形状建模信息表示中的流式传输文件格式和流式传输过程。本部分适用于辅助设计、三维动画、虚拟现实、增强现实或混合现实、三维数字医学、三维数字娱乐、电子商务等领域的三维模型在互联网上的渐进传输。 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期

3、的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 信息技术形状建模信息表示第部分：框架和基础组件 术语和定义界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 嵌入式多分辨率犲犿犫犲犱犱犲犱犿狌犾狋犻狉犲狊狅犾狌狋犻狅狀对于信息（常指多媒体信息）进行多分辨率表示的一种方式。在这种方式的表示中，较低分辨率的表示内嵌于较高分辨率的表示之内，较高分辨率的表示以增量的方式构建于较低分辨率的表示之上。 流式传输狊狋狉犲犪犿狋狉犪狀狊犿犻狊狊犻狅狀将三维模型以嵌入式多分辨率的方式进行编码，然后根据用户需求做出响应的一种从服务端向用户端进行连续传输的方式。主要目的是为了减少用户交互时的初始等待时间，在传输过程中

4、可以随时停止传输，并能从已接收的数据重构出某一细节层次的模型。 标识域犻犱犲狀狋犻犳犻犲犱犳犻犲犾犱控制数据信息传输的字段，用于确定传输内容、传输优先级、传输可靠性、数据长度等。 节点狀狅犱犲组织场景的一种资源单元，用来存放数据信息的对象，由基本特征线框节点、基网格节点、细化节点等组成。 服务质量狇狌犪犾犻狋狔狅犳狊犲狉狏犻犮犲用于解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等规定。犌犅犜 细节层次犾犲狏犲犾狅犳犱犲狋犪犻犾一种保存模型中不同细节级别的层次结构。 缩略语下列缩略语适用于本文件。：细节层次（）：服务质量（） 流式文件格式 概述流式文件应包含三个部分

5、：文件头、文件体、文件尾。文件头包含版本号、传输许可、传输单元总数与扩展区域四部分；文件体由传输过程中最小传输单元构成，传输单元包含标识域和节点，标识域包含如下五部分：控制序列：定义用户所需的传输优先级。服务质量：确定传输的差错控制与时延。传输单元编号：本传输单元的编号。数据种类：指明传输的是基本特征线框，基模型还是细化信息。节点长度：指明标识域后所接节点的长度（字节数）。文件尾为结束单元，标识传输停止。具体格式见图。图 流式文件 文件头文件头的名称为，可确定文件基本信息。版本号为文件的标识号，传输许可代表可以传输的标识，属性见表。犌犅犜表 文件头定义属性名数据类型备注字节数版本号传输许可，传

6、输单元总数确定开始引用的节点扩展区域 标识域标识域的名称为，用于控制数据信息的传输，属性见表。表 标识域定义属性名数据类型备注字节数控制序列：最高优先级：较高优先级：低优先级：其他服务质量：无丢失，无差错，时延：无丢失，无差错，时延：允许丢失，无差错，时延：允许丢失，无差错，时延的其他情况传输单元编号数据种类：基本特征线框：基网格：细化信息节点长度节点长度（字节数）节点压缩：无压缩：拓扑手术压缩：二进制压缩数据编码：二进制编码：汉明码：曼彻斯特编码 节点 节点定义节点的名称为，是组织场景的一种资源单元，用来存放数据信息，属性见表。犌犅犜表 节点定义属性名数据类型备注字节数传输单元编号节点数据表

7、中的传输单元编号应该与其对应的标识域的传输单元编号保持一致。 基本特征线框节点数据表中时，表中节点数据存储的是基本特征线框中点与边的信息。基本特征线框节点数据的名称为，用于确定模型边界特征，在传输中优先传输。其属性见表。表 基本特征线框节点数据定义属性名数据类型备注字节数点点个数点坐标列表边边个数边端点列表 基网格节点数据表中时，表中节点数据存储的是基网格的信息。基网格节点数据的名称为，是对于原始网格一个最低分辨率的近似，在传输中优先传输。其属性见表。表 基网格节点数据定义属性名数据类型备注字节数压缩方法：无压缩：无损压缩：有损压缩基网格编码数据长度基网格编码数据按照压缩方法，编码后的基网格数

8、据当表中的时，基网格编码数据属性见表。犌犅犜表 基网格编码数据定义属性名数据类型备注字节数点点个数点坐标列表点法向列表面面个数面顶点列表如果需要存储更多的属性比如纹理坐标，存储非三角的多边形网格，使用不同的三维网格压缩方法等，都可以通过定义表中的压缩方法（）且定义相应的基网格编码数据（）来实现。因此，基网格节点数据的定义（表）具有可扩展性。 细化节点数据表中时，表中节点数据存储的是模型的细化信息。细化节点数据的名称为，用于对上一个分辨率的模型进行增量式的细化。其属性见表。表 细化节点数据定义属性名数据类型备注字节数压缩方法：无压缩：三角网格压缩：位置压缩：法向信息压缩：面片信息细化编码数据长度

9、细化编码数据按照压缩方法，编码后的细化数据当表中的时，细化编码数据属性见表。表 细化编码数据定义属性名数据类型备注字节数点点个数点坐标列表点法向列表面面个数面顶点列表如果需要存储更多的属性比如纹理坐标，存储非三角的多边形网格，使用不同的三维网格压缩方法犌犅犜等，都可以通过定义表中的压缩方法（）且定义相应的细化编码数据（）来实现。因此，细化节点数据的定义（表）具有可扩展性。 基本传输单元基本传输单元由标识域与节点两部分构成，是封装后用于传输的数据包，可用于渐进式传输。 结束单元结束单元的名称为，表示标识传输的结束，属性见表。表 结束单元定义属性名数据类型备注字节数索引取值判别位取值 流式文件生成

10、 流式编码在流式传输前，需要对资源文件进行编码，为流式传输提供封包支持。第一步，通过顶点清除法、边折叠方法对于原始三维模型进行连续简化，一次简化可以减少源模型的条边和个面，并最终简化到无法进行收缩的原始网格模型。每个步骤记录边收缩操作造成删除的点号和增加的点号及其三维坐标。对于此连续简化的过程求逆，得到一个从最低分辨率模型开始，对于模型进行连续渐进细化的过程。第二步，如果需要，从原始模型中提取出基本特征线框，并为其构建一个标识域及一个节点（参考表，表，表），此标识域和节点构成一个基本传输单元。第三步，对基网格采用拓扑手术（，）编码方式，构建顶点生成树，选定三角网格中的一点作为顶点树的根节点，包

11、含该节点的单连通域即为第一层边界。依此类推，第犖层的三角形就是不属于小于犖的任何三角形层，且包含一个或多个第犖层边界顶点的三角形集合。在使树的分支最少的前提下，选择犖层边界边中的最近顶点和犖层边界边中的最近顶点连接成为跨越边，即可将所有边界环连通而构造成顶点生成树，以三角形树最左侧为起始位置，按照向右遍历的方向顺序进行编码，当检测到为叶节点，则停止遍历，转入下一棵子树，逐层进行编码。编码后为该节点构建一个标识域及一个节点（参考表，表，表，表），此标识域和节点构成一个基本传输单元。第四步，依照渐进细化的顺序，对于每一个或者每连续多个细化操作进行编码（网格采用编码方式，纹理坐标采用二进制编码方式）

12、，并为其构建一个标识域及一个节点（参考表，表，表，表），此标识域和节点构成一个基本传输单元。第五步，构建文件头和结束单元。第六步，将上述过程中构建的文件头、一个或多个基本传输单元以及结束单元顺次拼接，序列化到存储介质中。流式编码的流程见图。犌犅犜图 编码封装流程 传输准备传输流程如下：第一步，服务端与用户端建立会话。第二步，根据用户端请求，得到请求的传输单元序号，并获得存储系统中的存储地址，按照该地址读入相应资源文件编码后的流式文件。第三步，发送流式文件中的传输单元。如果用户端无优先级需求，封装顺序为文件头、标识域、节点、结束单元。服务端封装时按给定的优先级顺序进行流式传输。如果用户端发出优先

13、级请求，封装顺序按优先级进行排序，并将优先级写入标识域中的控制序列属性。用户端发出请求后，将发送窗口中的数据发送后置空，根据用户端需求确定模型序列的优先级，分别向服务端发送申请，服务端收集用户端请求，按照用户端需求的优先级顺序送入发送窗口，至用户端请求部分传输完毕。 流式传输过程 网络传输过程模型的传输过程是将资源文件中所有实体的网格转换成数据流。用户端发出传输请求，服务端响应请求；服务端根据前文定义的格式，依次解析文件内容，并编码成一系列基本传输单元；根据索引文件的定义以及该基本传输单元对网络传输的要求，按照控制序列中优先级顺序进行传输；传输结束。犌犅犜流式传输的基本流程见图。图 流式传输流

14、程 犙狅犛要求要求规定了对应的数据在传输时，需要保证的传输质量。传输质量包括数据包传输过程中发生的丢失、传输时延、差错检测等情况下的最低标准，如表。表 犙狅犛要求要求基本特征线框所用等级，索引、网格顶点坐标要求无丢失，无差错，在下时延基网格节点数据传输所用等级，空间坐标、纹理坐标及连接约束条件要求无丢失，无差错，在下时延细化信息节点数据传输所用等级，纹理贴图允许丢失，无差错，在下时延其他网格信息及附属信息传输所用等级，允许丢失，无差错，在下时延的其他情况对于流式传输中不同的，服务端采用相应的优先等级。一般来说，在三维模型的传输过程中，首先传输基本特征线框，为，优先传输；随后传输基网格节点数据，

15、最后是细化信息节点数据。正常情况下，细化操作的前后顺序要进行保持，即不能选择性的传输部分细化操作或者打乱它们的顺序，犌犅犜否则解码失败。 流式文件解码流式文件解码是用户端接收流式文件并解压，按照已接收的数据重构出某一模型的流程。流式文件解码流程如下：第一步，用户端接收流式文件，将文件头读入，获得文件的版本号、传输单元总数与扩展区域，信息可供客户端应用层使用。第二步，读入每个基本传输单元，根据标识域中的数据种类以及传输单元编号进行解码（见表）。如果是的值是“”，则表示该数据域为基本特征线框；如果的值是“”，则表示该数据域为基网格，采用方式进行点分裂、边扩张；如果的值是“”，则表示该数据域为细化信息，其中网格信息采用方式进行解码，纹理坐标采用二进制方式进行解码。第三步，结束服务器与用户端会话。犌犅犜