STEP、IGES、STL各类3D模型转换为适用Web的glb，gltf格式并压缩

  • 格式介绍
    • STEP和IGES格式
    • STL格式
    • GLTF格式
  • 输出GLTF格式的思路
    • 环境安装
    • 实现转换（方法1）
      • pythonocc读取转换STP/IGS/STL
      • stl2gltf（将STL转换为GLTF）
    • 实现转换（方法2）
      • 使用在线转换网址得到GLB文件
    • GLB文件压缩
  • 总结

格式介绍

STEP和IGES格式

简单来说，这俩都是CAD的一种文件标准，STEP比IGES出现得更晚一些，由于IGES格式的最新版本是96年发布的，现在多由更高效的STEP等新格式替代，不支持材质。
IGES 可以安装 iges viewer 免费工具查看。下载链接：https://igsviewer.com/download.aspx

但是，现行主流的web3d库，比如 three.js、Babylon 均不支持 STEP 和 IGES 模型，需要解决这个问题有两个思路：

  • 深入了解格式含义，编写代码给对应库提交对应的解析方案（想法很好，但是实践不易）
  • 将格式转换为适合web展示的格式，比如称为3d界JPG的 GLTF 格式（本文就是讲这个的）

STL格式

STL格式更多出现在3D打印中，只能用来表示封闭的体或者面，且文件内部都用三角形表示，所以转换精度比较粗的话，看起来效果比较诡异，包括 Ascii 编码和二进制两种编码模式，一般采用二进制，因为体积相对较小，并且与STEP和IGES一样不支持材质
比如同一个模型（STEP大小：4.81M），转换精度不同可能就是如下两种效果
粗精度（Ascii编码：3.7M）；细精度（Ascii编码：63.3M，二进制编码：12.1M）

GLTF格式

简单来说，就是最小化的把模型资源整理起来，称为3d模型界的JPG，支持材质贴图等，在各个Web3D库中得到了广泛支持，具体怎么加载这里就不赘述了，网上demo很多

Github上的格式介绍和相关技术汇总 https://github.com/mrdoob/three.js/pull/14308
GLTF的详细介绍中文资料： https://zhuanlan.zhihu.com/p/65265611

输出GLTF格式的思路

使用 pythonocc 将 STEP/IGES/Ascii的STL文件 统一转换为二进制模式的 STL，
再使用 stl2gltf 将STL转换转换为 gltf 格式，
最后使用 gltf-pipeline 将glb文件压缩输出即可

环境安装

  • pythonocc环境
    Pythonocc是python的CAD，安装和使用都很方便，转换脚本简单明了
    • 下载并安装AnaConda
      https://www.anaconda.com/distribution/#download-section
    • 创建 pythonocc 环境
      在 Anaconda Prompt 中执行安装命令
      conda create -n pythonocct -c dlr-sc -c pythonocc pythonocc-core=7.4.0rc1
  • gltf-pipeline环境
    • 下载并安装nodejs
      https://nodejs.org/zh-cn/
    • 安装gltf-pipeline
      npm install -g gltf-pipeline

实现转换（方法1）

pythonocc读取转换STP/IGS/STL

  • 在 Anaconda Prompt 中执行进入环境命令
    activate pythonocct
  • STP转换为 STL 文件（StpConverter.py） 
    import os
from OCC.Extend.DataExchange import read_iges_file,read_step_file,write_stl_fileinput_file = 'temp2.stp'
output_file = 'out.stl'
if not os.path.exists(input_file):print('Input file need exists')exit()shapes=read_step_file(input_file)
write_stl_file(shapes, output_file, 'binary', 0.03, 0.5)
  • IGES转换为 STL 文件（IgsConverter.py） 
    import os
from OCC.Extend.DataExchange import read_iges_file,read_step_file,write_stl_fileinput_file = 'temp2.igs'
output_file = 'out2.stl'
if not os.path.exists(input_file):print('Input file need exists')exit()shapes=read_iges_file(input_file)
write_stl_file(shapes, output_file, 'binary', 0.03, 0.5)

stl2gltf（将STL转换为GLTF）

将二进制模式的 STL 文件转换为 GLTF 文件，支持浏览器本地转换、Python脚本以及C++源码

  • stl2gltf.py
  • 执行转换命令
    python stl2gltf.py out.stl out.glb -b

实现转换（方法2）

使用在线转换网址得到GLB文件

3D模型在线转换

GLB文件压缩

直接转换出来的 glb 文件可能比较大，对于WEB来说还是太大了，需使用 gltf-pipeline 进行文件压缩

  • 执行压缩命令
    gltf-pipeline -i out.glb -o out.glb -b -d
  • glb/gltf格式模型文件压缩–gltf-pipeline相关参数说明

总结

初次接触经验不足，欢迎批评指正，感谢「藏锋入鞘」的文章引导！

本文参考CSDN博主「藏锋入鞘」的原创文章，原文链接：https://blog.csdn.net/qq_34177812/article/details/104726405