3D Tiles là gì? Giải thích toàn diện từ khái niệm cơ bản đến xu hướng mới và các trường hợp ứng dụng

Trong những năm gần đây, dữ liệu không gian 3D ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong việc xây dựng digital twin đô thị, metaverse và smart city. Tuy nhiên, các mô hình đô thị 3D có độ chính xác cao hoặc dữ liệu point cloud thu được từ quá trình quét laser thường có dung lượng rất lớn, khiến việc hiển thị và thao tác mượt mà trên trình duyệt web hoặc thiết bị di động trở nên khó khăn.

3D Tiles, một tiêu chuẩn mở, được phát triển nhằm giải quyết vấn đề này.

Bài viết này sẽ giải thích 3D Tiles là gì, cơ chế hoạt động, điểm khác biệt so với tile 2D truyền thống, đặc điểm của từng phiên bản, cũng như các trường hợp ứng dụng thực tế.

Tổng quan cơ bản về 3D Tiles

3D Tiles là một tiêu chuẩn dữ liệu được thiết kế để truyền tải theo luồng và kết xuất hiệu quả các tập dữ liệu địa không gian 3D có quy mô rất lớn, từ terabyte đến petabyte, trên các ứng dụng web, desktop và di động.

Tiêu chuẩn này ban đầu được phát triển dưới sự dẫn dắt của CesiumGS và sau đó được Open Geospatial Consortium, hay OGC, chính thức công nhận là một Tiêu chuẩn Cộng đồng.

Mục tiêu của 3D Tiles là phân phối hiệu quả nhiều loại dữ liệu 3D khác nhau, bao gồm:

• Mô hình BIM
• Địa hình
• Dữ liệu photogrammetry
• Point cloud
• Mô hình đô thị 3D
• Các đối tượng địa không gian có metadata

Thay vì yêu cầu thiết bị của người dùng tải toàn bộ dữ liệu cùng một lúc, hệ thống chỉ tải những phần cần thiết theo vị trí và góc nhìn hiện tại của camera.

Vì sao cần có 3D Tiles?

Có thể hiểu rõ hơn vai trò của 3D Tiles khi so sánh nó với các tile 2D truyền thống, chẳng hạn như XYZ Tiles thường được sử dụng trong bản đồ web.

Cách tiếp cận của tile 2D truyền thống

Trong bản đồ 2D, bề mặt Trái Đất thường được chia thành các ô theo kinh độ và vĩ độ bằng cấu trúc quadtree.

Tùy theo mức zoom, hệ thống sẽ phân phối:

• Tile ảnh như PNG hoặc JPEG
• Tile vector như MVT

Tuy nhiên, không gian 3D còn có thêm chiều cao theo trục Z.

Dữ liệu cần hiển thị sẽ thay đổi động tùy theo:

• Vị trí camera
• Khoảng cách đến đối tượng
• Góc nghiêng của camera
• Hướng quan sát
• Phạm vi đang xuất hiện trên màn hình

Cách tiếp cận của 3D Tiles

3D Tiles không chỉ chia dữ liệu trên một mặt phẳng. Tiêu chuẩn này cho phép phân chia toàn bộ không gian ba chiều thành các vùng bao có cấu trúc phân cấp.

Khi camera ở gần hoặc người dùng phóng to một khu vực, viewer sẽ tải mô hình 3D có độ chi tiết cao, bao gồm hình học phức tạp và texture có độ phân giải cao.

Khi camera ở xa hoặc người dùng thu nhỏ để quan sát một vùng rộng, viewer sẽ tải hình học đơn giản hơn hoặc dữ liệu có độ phân giải thấp hơn.

Nhờ đó, hệ thống không cần tải những dữ liệu không xuất hiện trên màn hình mà chỉ lấy và kết xuất những phần thực sự cần thiết cho góc nhìn hiện tại.

Các cơ chế cốt lõi của 3D Tiles

3D Tiles có thể kết xuất nhanh các tập dữ liệu lớn nhờ một số cơ chế kỹ thuật quan trọng.

1. HLOD – Hierarchical Level of Detail

HLOD, hay cấp độ chi tiết phân cấp, là một trong những khái niệm quan trọng nhất của 3D Tiles.

Dựa trên khoảng cách từ camera và giá trị geometric error, tức sai số hình học phát sinh do đơn giản hóa mô hình, viewer sẽ tự động xác định cấp độ chi tiết phù hợp để tải.

Cơ chế này tương tự như việc di chuyển từ gốc cây đến các nhánh và lá.

Ban đầu, viewer có thể hiển thị parent tile đại diện cho một khu vực rộng với độ chi tiết thấp. Khi người dùng tiến lại gần, parent tile được thay thế hoặc bổ sung bằng các child tile có phạm vi nhỏ hơn nhưng chi tiết cao hơn.

2. Phân chia không gian linh hoạt bằng Bounding Volume

Khi phân chia không gian, 3D Tiles không bị giới hạn trong một hệ thống lưới cố định.

Bounding volume, hay thể tích bao, có thể được xác định linh hoạt theo hình dạng, mật độ và đặc điểm của dữ liệu.

Các loại bounding volume chính bao gồm:

Box

Một hình hộp chữ nhật có thể xoay theo hướng của dữ liệu.

Loại này phù hợp với:

• Nhóm tòa nhà
• Một khu phố
• Đường giao thông
• Mô hình công trình
• Các đối tượng có phương hướng đặc biệt

Sphere

Một hình cầu được xác định bằng tâm và bán kính.

Loại này phù hợp với:

• Dữ liệu trên phạm vi rộng
• Đánh giá khoảng cách nhanh
• Các đối tượng được quan sát từ nhiều hướng

Region

Một vùng được xác định bằng giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của:

• Kinh độ
• Vĩ độ
• Độ cao

Region phù hợp với những khu vực địa lý rộng và có thể bao quanh dữ liệu theo độ cong của Trái Đất.

3. tileset.json đóng vai trò là tệp chỉ mục

Toàn bộ tập dữ liệu 3D Tiles được quản lý thông qua một tệp có tên tileset.json.

Tệp này mô tả các thông tin như:

• Cấu trúc cây phân cấp của các tile
• Vị trí và kích thước của bounding volume
• Geometric error của từng tile
• Quan hệ giữa parent tile và child tile
• Đường dẫn đến nội dung thực tế được tham chiếu bởi từng tile
• Transformation và metadata liên quan

Viewer đọc tileset.json để xác định tile nào cần được tải và kết xuất theo góc nhìn hiện tại của camera.

Sự khác nhau giữa 3D Tiles 1.0 và 1.1

3D Tiles đã tiếp tục phát triển qua nhiều phiên bản. Phiên bản 1.1 hiện đại hóa đáng kể phương pháp quản lý nội dung và metadata.

Các trường hợp ứng dụng chính

3D Tiles đã được sử dụng làm hạ tầng nền tảng trong nhiều dự án thương mại và công cộng.

1. Project PLATEAU của Nhật Bản

Project PLATEAU là một sáng kiến của Chính phủ Nhật Bản nhằm phát triển các mô hình đô thị 3D mở và hỗ trợ quá trình xây dựng digital twin đô thị trên toàn quốc.

Một trong những định dạng chính được sử dụng để phân phối dữ liệu PLATEAU hiệu quả trên web là 3D Tiles.

Người dùng có thể xem các tòa nhà 3D cùng với các thuộc tính như:

• Mục đích sử dụng của tòa nhà
• Năm xây dựng
• Thông tin quy hoạch đô thị
• Cấu trúc công trình
• Thông tin liên quan đến thiên tai
• Các thuộc tính địa lý và đô thị khác

2. Google Photorealistic 3D Tiles

Google Maps Platform cung cấp dữ liệu địa lý 3D có tính chân thực cao thông qua định dạng 3D Tiles.

Các nhà phát triển có thể truyền tải dữ liệu bản đồ 3D chất lượng cao của Google vào các renderer tương thích như:

• CesiumJS
• Cesium for Unreal
• Các môi trường hỗ trợ tiêu chuẩn OGC 3D Tiles

Dữ liệu này có thể được sử dụng để phát triển:

• Ứng dụng quy hoạch
• Công cụ khám phá không gian ảo
• Trải nghiệm dựa trên vị trí
• Mô phỏng đô thị
• Digital twin
• Nội dung 3D có tính nhập vai

3. Digital twin trong lĩnh vực hạ tầng và xây dựng

Các công trình hạ tầng quy mô lớn như đường bộ, đường hầm, đập nước và công trường xây dựng có thể được ghi nhận bằng:

• Drone photogrammetry
• Laser scanning
• LiDAR
• Point cloud có hàng trăm triệu điểm

Khi chuyển đổi các dữ liệu này sang 3D Tiles, đội ngũ dự án có thể chia sẻ và kiểm tra chúng trên trình duyệt để phục vụ:

• Quản lý tiến độ thi công
• Kiểm tra hạ tầng
• Lập kế hoạch bảo trì
• Hợp tác từ xa
• So sánh thiết kế với hiện trạng thực tế
• Quản lý tài sản công trình

Các rendering engine chính hỗ trợ 3D Tiles

Vì 3D Tiles là một tiêu chuẩn mở và không phụ thuộc vào một nền tảng cụ thể, nó được hỗ trợ bởi nhiều framework và engine khác nhau.

CesiumJS

CesiumJS là thư viện JavaScript mã nguồn mở do Cesium phát triển.

Đây là một trong những thư viện mạnh nhất để kết xuất 3D Tiles trên trình duyệt web.

CesiumJS hỗ trợ:

• Lựa chọn tile
• Streaming dữ liệu
• Điều khiển cấp độ chi tiết
• Styling
• Truy cập metadata
• Tương tác với dữ liệu địa không gian
• Kết hợp nhiều tileset trong cùng một scene

Cesium for Unreal, Unity và Omniverse

Cesium cung cấp các plugin giúp truyền tải dữ liệu địa không gian có độ chính xác cao vào game engine và nền tảng mô phỏng.

Các plugin này cho phép sử dụng 3D Tiles trong:

• Game có bối cảnh địa lý thực tế
• Simulator
• Hệ thống đào tạo
• Công cụ quy hoạch đô thị
• Ứng dụng digital twin
• Mô phỏng công trình và hạ tầng

deck.gl và loaders.gl

Đây là các framework trực quan hóa dữ liệu ban đầu được phát triển bởi Uber.

Chúng hỗ trợ tải và hiển thị dữ liệu địa không gian quy mô lớn, bao gồm cả 3D Tiles.

ArcGIS của Esri

Các sản phẩm ArcGIS cung cấp chức năng nhập, chuyển đổi và trực quan hóa nhiều loại dữ liệu địa không gian 3D.

Phạm vi hỗ trợ 3D Tiles và các chức năng có thể khác nhau tùy theo sản phẩm và phiên bản ArcGIS được sử dụng.

Khả năng hỗ trợ glTF

3D Tiles không chỉ đơn giản là cơ chế chia không gian 3D thành nhiều phần nhỏ để giảm tải.

Với 3D Tiles 1.1, các asset glTF và GLB tiêu chuẩn có thể được tham chiếu trực tiếp, đồng thời structured metadata có thể được liên kết với các đối tượng ở nhiều cấp độ khác nhau.

Nhờ đó, mô hình 3D có thể được kết hợp với nhiều loại thông tin thực tế như:

• Vật liệu
• Nhiệt độ
• Dữ liệu cảm biến
• Dữ liệu dân số
• Giá trị bất động sản
• Trạng thái thiết bị
• Lịch sử bảo trì
• Dữ liệu môi trường

Các ứng dụng có thể lọc, tạo style, truy vấn hoặc phân tích những thông tin này một cách động trên web.

Điều này giúp 3D Tiles phát triển từ một định dạng trực quan hóa 3D thành nền tảng thực tế cho các hệ thống digital twin.

Đối với các nhà phát triển làm việc trong lĩnh vực ứng dụng địa không gian hoặc smart city, việc hiểu rõ 3D Tiles ngày càng trở nên quan trọng.

PLATEAU cũng phân phối dữ liệu theo đơn vị tile

Project PLATEAU phân phối dữ liệu mô hình đô thị 3D nguồn chủ yếu ở định dạng CityGML.

Các tệp CityGML có thể được chia theo đơn vị regional mesh nhằm phục vụ việc quản lý và phân phối dữ liệu.

Khi dữ liệu được chuyển đổi để hiển thị trên web, chúng có thể được chuyển sang 3D Tiles với cấu trúc tile phân cấp.

Trong một web viewer:

• Khu vực có mật độ công trình cao có thể được chia thành các tile nhỏ hơn
• Khu vực có ít dữ liệu hơn có thể được quản lý bằng các tile lớn hơn
• Viewer lựa chọn mức chi tiết dựa trên vị trí và khoảng cách của camera

Cấu trúc phân cấp này giúp giảm lượng dữ liệu phải tải tại từng thời điểm.

Các tòa nhà nằm trên ranh giới tile được xử lý như thế nào?

Một tòa nhà dài như ga Tokyo có thể nằm trên ranh giới của một regional mesh hoặc một tile.

Nếu tòa nhà bị chia vật lý tại mọi ranh giới tile, nhiều vấn đề có thể phát sinh:

• Người dùng chỉ chọn được một phần của tòa nhà
• Texture bị lệch tại vị trí nối
• Metadata bị trùng lặp hoặc không nhất quán
• Khó quản lý tòa nhà như một đối tượng semantic duy nhất

Vì vậy, hệ thống chuyển đổi dữ liệu có thể cố gắng duy trì toàn bộ tòa nhà như một đối tượng hoàn chỉnh trong phạm vi có thể.

Tuy nhiên, phương pháp cụ thể phụ thuộc vào pipeline tạo tile và thiết kế của từng tập dữ liệu.

Một phương pháp có thể là gán toàn bộ đối tượng cho một tile dựa trên:

• Trọng tâm
• Representative point
• Anchor point
• Một quy tắc không gian khác

Một phương pháp khác là xác định bounding volume lớn hơn ranh giới phân chia ban đầu để toàn bộ đối tượng được bao phủ trong bounding volume của tile.

3D Tiles cho phép các bounding volume của những tile lân cận chồng lấn trong không gian. Chúng không bắt buộc phải tạo thành một hệ lưới không chồng lấn hoàn toàn.

Tuy nhiên, bản thân tiêu chuẩn 3D Tiles không quy định một thuật toán duy nhất để gán tất cả các tòa nhà vào tile.

Vì sao có thể chọn riêng từng tòa nhà?

Dữ liệu PLATEAU không nhất thiết phải chứa một tệp có tên như Tokyo-Station.obj.

Thay vào đó, một tile có thể chứa nhiều building feature.

Nếu identifier và metadata ở cấp feature được giữ lại trong quá trình chuyển đổi, viewer như CesiumJS có thể nhận biết tòa nhà được chọn như một feature độc lập.

Ví dụ, khi người dùng nhấp vào ga Tokyo, viewer có thể:

• Xác định tòa nhà đã chọn
• Highlight toàn bộ feature
• Lấy ID của đối tượng
• Hiển thị thuộc tính như cấu trúc, mục đích sử dụng hoặc năm xây dựng

Khả năng duy trì danh tính và metadata ở cấp feature là một trong những lý do khiến 3D Tiles phù hợp với smart city và digital twin.

Phương pháp phân chia tile linh hoạt

Các tập dữ liệu 3D Tiles không bị giới hạn bởi một phương pháp chia tile 2D cố định như Web Mercator XYZ Tiles.

Mỗi tileset có thể sử dụng một cấu trúc phân chia không gian phù hợp với:

• Hình dạng dữ liệu
• Mật độ dữ liệu
• Phạm vi địa lý
• Cách dữ liệu được sử dụng
• Yêu cầu về hiệu suất

Sự linh hoạt này là một trong những điểm mạnh quan trọng nhất của tiêu chuẩn.

Vì sao không chỉ sử dụng Web Mercator Tiles?

Trong các bản đồ web 2D như Google Maps hoặc Mapbox, bề mặt Trái Đất được chiếu lên một mặt phẳng hình vuông và liên tục chia thành bốn ô nhỏ hơn bằng quadtree.

Cách tiếp cận này rất hiệu quả cho ảnh bản đồ và dữ liệu vector 2D.

Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng phương pháp chia không gian hai chiều cho mọi loại dữ liệu 3D, một số hạn chế sẽ xuất hiện.

1. Khó thể hiện sự phân chia theo chiều cao

Web Mercator Tiles chủ yếu phân chia không gian theo chiều ngang.

Một ga tàu điện ngầm, một tòa nhà cao tầng và tuyến bay của máy bay có thể cùng nằm tại một vị trí kinh độ và vĩ độ nhưng tồn tại ở các độ cao hoàn toàn khác nhau.

Nếu toàn bộ dữ liệu này luôn được đưa vào cùng một tile theo chiều ngang, tile có thể trở nên rất lớn.

Đối với dữ liệu thể tích, phương pháp phân chia ba chiều như octree có thể phù hợp hơn.

2. Biến dạng lớn gần hai cực

Phép chiếu Web Mercator làm tăng mức độ biến dạng khi tiến gần đến Bắc Cực và Nam Cực.

Do đó, nó không phù hợp để trở thành hệ thống biểu diễn duy nhất cho mọi loại dữ liệu 3D trên phạm vi toàn cầu.

3D Tiles có thể biểu diễn nội dung địa không gian trong hệ tọa độ 3D toàn cầu và sử dụng bounding volume phù hợp với độ cong của Trái Đất.

3. Mật độ dữ liệu khác nhau đáng kể theo từng khu vực

Mật độ dữ liệu tại mỗi địa điểm có thể khác biệt rất lớn.

Một tile giữa Thái Bình Dương có thể gần như không chứa dữ liệu, trong khi một tile tại trung tâm Shinjuku có thể chứa hàng nghìn tòa nhà phức tạp.

Việc chia đều cả hai khu vực theo cùng một quy tắc có thể không hiệu quả.

3D Tiles thiết kế bounding volume theo hình dạng dữ liệu

Thay vì buộc mọi tập dữ liệu phải nằm trong một hệ lưới cố định, 3D Tiles cho phép tileset xác định bounding volume phù hợp với dữ liệu.

Mỗi loại bounding volume có thể được lựa chọn theo đặc điểm của tập dữ liệu.

Box

Oriented box có thể bao sát:

• Một tòa nhà
• Một con đường nghiêng
• Một mô hình kỹ thuật
• Một nhóm công trình có hướng đặc biệt

Không giống axis-aligned bounding box thông thường, box trong 3D Tiles có thể xoay theo hướng của dữ liệu.

Sphere

Sphere được xác định bằng tâm và bán kính.

Nó phù hợp với việc kiểm tra nhanh:

• Khả năng nhìn thấy của tile
• Khoảng cách từ camera
• Dữ liệu được quan sát từ nhiều hướng

Region

Region được xác định bằng giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của:

• Kinh độ
• Vĩ độ
• Độ cao

Nó phù hợp để bao quanh các khu vực đô thị hoặc địa lý rộng theo độ cong của Trái Đất.

Những nơi không có dữ liệu liên quan không nhất thiết phải tạo tile chứa nội dung.

Ví dụ về phương pháp tiling của các dịch vụ khác nhau

Do 3D Tiles cho phép cấu trúc không gian linh hoạt, mỗi loại dữ liệu có thể sử dụng một phương pháp phân chia khác nhau.

Mô hình đô thị 3D PLATEAU

Dữ liệu CityGML nguồn của PLATEAU có thể được phân phối theo các đơn vị regional mesh.

Khi được chuyển đổi sang 3D Tiles, khu vực có mật độ tòa nhà cao có thể tiếp tục được chia thành các child tile nhỏ hơn, tạo ra một cấu trúc cây phân cấp phù hợp với việc hiển thị trên web.

Google Photorealistic 3D Tiles

Google cung cấp dữ liệu địa không gian 3D chân thực thông qua một tileset theo tiêu chuẩn OGC 3D Tiles.

Nhà phát triển truy cập dữ liệu thông qua root tileset URL. Renderer tương thích sẽ yêu cầu các child tile cần thiết khi người dùng di chuyển trong bản đồ.

Thuật toán phân chia nội bộ cụ thể của Google không được mô tả đầy đủ trong tài liệu API công khai.

Point cloud hoặc photogrammetry của công trường được chụp bằng drone

Một công trường được ghi nhận bằng drone không nhất thiết phải tuân theo hệ lưới kinh độ và vĩ độ toàn cầu.

Dữ liệu có thể được chia theo một hệ tọa độ cục bộ dựa trên:

• Ranh giới công trường
• Mật độ point cloud
• Hình dạng khu vực khảo sát
• Vị trí các đối tượng chính

Photogrammetry mesh hoặc point cloud sau đó có thể được chia tile theo mật độ và hình dạng thực tế của công trường.

Vì sao nhiều loại dữ liệu 3D có thể được kết hợp trong cùng một scene?

Nếu 3D Tiles bị giới hạn bởi một quy tắc chia tile duy nhất giống Web Mercator, việc tích hợp dữ liệu như point cloud cục bộ, BIM trong nhà và mô hình đô thị toàn cầu sẽ trở nên khó khăn hơn.

Thay vào đó, mỗi tileset tự định nghĩa:

• Cấu trúc phân cấp không gian
• Bounding volume
• Geometric error
• Nội dung tham chiếu
• Transformation
• Metadata

Viewer tương thích sẽ diễn giải từng tileset một cách độc lập và đặt nội dung vào cùng một không gian tọa độ 3D.

Thiết kế linh hoạt này giúp kết hợp các tập dữ liệu có nguồn gốc và quy mô rất khác nhau trong cùng một môi trường digital twin.

Chồng nhiều tileset có phương pháp phân chia khác nhau

Các thư viện như CesiumJS có thể tải nhiều 3D Tiles tileset trong cùng một scene.

Mỗi tileset duy trì cấu trúc phân cấp riêng và tự đánh giá cấp độ chi tiết cần thiết dựa trên góc nhìn hiện tại của camera.

Điều này cho phép kết hợp những tập dữ liệu được quản lý hoàn toàn độc lập.

SSE – Screen-Space Error và chuyển đổi LOD độc lập

CesiumJS sử dụng một chỉ số gọi là Screen-Space Error, viết tắt là SSE, để xác định khi nào một tile cần được thay thế bằng các child tile có độ chi tiết cao hơn.

Việc tính toán có thể xem xét các thông tin như:

• Vị trí camera
• Góc camera
• Field of view
• Geometric error của tile
• Khoảng cách từ camera đến tile
• Độ phân giải màn hình

Có thể hình dung quy trình ở mức khái niệm như sau:

Vị trí, hướng và mức zoom chung của camera
   │
   ├── 3D Tiles A: Các tòa nhà PLATEAU
   │      └── Chọn và tải LOD phù hợp từ tile tree riêng
   │
   └── 3D Tiles B: Point cloud drone của doanh nghiệp
          └── Chọn và tải LOD phù hợp từ tile tree riêng

Thông tin camera được dùng chung, nhưng mỗi tileset đánh giá cấu trúc của chính nó dựa trên geometric error và bounding volume riêng.

Vì vậy, các tòa nhà PLATEAU ở nền có thể tiếp tục hiển thị ở mức chi tiết tương đối thấp, trong khi point cloud có độ phân giải cao ở trung tâm màn hình được chuyển sang LOD chi tiết nhất.

Vì sao các cấu trúc tile khác nhau không xung đột?

Các tập dữ liệu 3D Tiles có thể sử dụng những cách phân chia không gian hoàn toàn khác nhau.

Một tập dữ liệu có thể dựa trên regional mesh của thành phố, trong khi một tập khác dựa trên ranh giới của công trường được khảo sát bằng drone.

Chúng vẫn có thể được kết xuất cùng nhau vì viewer không yêu cầu ranh giới tile của các tileset phải trùng khớp.

Ở mức khái niệm, quá trình kết xuất của CesiumJS thực hiện các bước như:

1. Lấy góc nhìn hiện tại của camera.
2. Duyệt qua từng 3D Tiles tileset đã được thêm vào scene.
3. Đánh giá tile nào cần thiết trong từng tileset.
4. Tải bất đồng bộ nội dung được tham chiếu.
5. Chuẩn bị dữ liệu để kết xuất trên GPU.
6. Hiển thị nội dung có thể nhìn thấy trong scene chung.

Đối với renderer, nội dung đó có thể là:

• Tòa nhà PLATEAU
• Drone photogrammetry
• Mô hình BIM
• Point cloud
• Thiết bị hạ tầng
• Mô hình đô thị khác

Mỗi tileset cung cấp hướng dẫn riêng thông qua cấu trúc tileset và các nội dung được tham chiếu.

Các điều khiển độc lập dành cho nhà phát triển

Thiết kế này cho phép nhà phát triển điều khiển từng tileset riêng biệt.

Hiển thị hoặc ẩn từng tileset

Nhà phát triển có thể ẩn các tòa nhà PLATEAU và chỉ hiển thị point cloud hoặc mô hình BIM của doanh nghiệp.

Việc này có thể được kiểm soát bằng các thuộc tính như show.

Điều chỉnh chất lượng kết xuất của từng tileset

CesiumJS cung cấp thuộc tính maximumScreenSpaceError.

Nói chung:

• Giá trị cao hơn cho phép giữ lại tile có độ chi tiết thấp lâu hơn, giúp giảm tải nhưng làm giảm chất lượng hình ảnh
• Giá trị thấp hơn khiến viewer yêu cầu tile chi tiết sớm hơn, cải thiện chất lượng nhưng tăng lượng dữ liệu và tải xử lý

Ví dụ:

• Các tòa nhà PLATEAU ở nền có thể sử dụng SSE cao hơn để giảm tải kết xuất
• Mô hình BIM của công trường là nội dung chính có thể sử dụng SSE thấp hơn để hiển thị hình học chi tiết từ khoảng cách xa hơn

Nhờ đó, nhà phát triển có thể gán mức ưu tiên khác nhau về hiệu suất và chất lượng cho từng tập dữ liệu.

Kết luận: 3D Tiles mở ra tương lai nào cho digital twin?

Trong bản đồ số 2D truyền thống, doanh nghiệp có thể tạo ra giá trị mới bằng cách chồng các polygon, marker và dữ liệu kinh doanh của mình lên ảnh vệ tinh hoặc bản đồ nền.

Với 3D Tiles, các lớp dữ liệu không gian ba chiều được quản lý độc lập cũng có thể được kết hợp tự do trên web theo cách tương tự.

Điểm đổi mới thực sự của 3D Tiles không chỉ nằm ở việc giúp dữ liệu lớn dễ truyền tải hơn.

Các thế mạnh của tiêu chuẩn còn bao gồm:

• Cấu trúc không gian phân cấp linh hoạt, không bị giới hạn bởi một phương pháp chia tile 2D cố định
• Bounding volume có thể điều chỉnh theo hình dạng và mật độ dữ liệu
• Lựa chọn cấp độ chi tiết dựa trên geometric error và screen-space error
• Structured metadata giúp duy trì thông tin semantic
• Khả năng kết hợp các tập dữ liệu 3D được tạo độc lập trong cùng một scene

Nhờ những nguyên tắc thiết kế này, các dữ liệu có nguồn gốc và quy mô hoàn toàn khác nhau có thể được kết hợp, bao gồm:

• Dữ liệu đô thị mở quy mô quốc gia của Project PLATEAU
• Dữ liệu địa lý 3D chân thực của Google
• Công trường được chụp bằng drone
• Point cloud
• Mô hình BIM
• Dữ liệu cảm biến
• Dữ liệu hạ tầng cục bộ
• Các lớp thông tin vận hành

Khi spatial computing và smart city ngày càng được triển khai rộng rãi trong xã hội, 3D Tiles đang phát triển vượt ra ngoài vai trò của một định dạng trực quan hóa đơn thuần.

Nó đang trở thành một hạ tầng chung để biểu diễn, phân tích và mô phỏng thế giới thực trong không gian số.

Đối với các nhà phát triển và tổ chức tham gia vào ứng dụng địa không gian hoặc dự án chuyển đổi số đô thị, việc hiểu đặc điểm của 3D Tiles và sử dụng tiêu chuẩn này một cách phù hợp có thể trở thành lợi thế lớn trong quá trình xây dựng các dịch vụ số thế hệ tiếp theo.