3D模型文件格式之《DAE格式介绍》
DAE（Collada）3D模型文件格式详解
DAE是Digital Asset Exchange（数字资产交换）的缩写，是Collada（COLLAborative Design Activity）标准的文件格式，是一种基于XML的开放标准3D模型交换格式。
基本特性
- 文件扩展名: .dae
- MIME类型:
model/vnd.collada+xml - 开发组织: 最初由索尼开发，现由Khronos Group维护
- 最新标准: Collada 1.5.0（ISO/PAS 17506:2012）
文件结构
DAE文件是XML格式的文本文件，主要包含以下核心部分：
xml
<COLLADA xmlns="http://www.collada.org/2005/11/COLLADASchema" version="1.4.1"><asset><!-- 元数据信息 --></asset><library_images><!-- 纹理图像定义 --></library_images><library_materials><!-- 材质定义 --></library_materials><library_effects><!-- 着色效果 --></library_effects><library_geometries><!-- 几何数据 --></library_geometries><library_controllers><!-- 蒙皮和变形数据 --></library_controllers><library_visual_scenes><!-- 场景层次结构 --></library_visual_scenes><scene><!-- 主场景引用 --></scene>
</COLLADA>核心功能
1. 几何数据表示
- 支持三角形/多边形网格
- 包含顶点位置、法线、UV坐标等
- 示例几何定义：
xml
<geometry id="cube-geom"><mesh><source id="cube-positions"><float_array count="24">1 1 1 1 1 -1 ...</float_array><technique_common><accessor count="8" stride="3"><param name="X" type="float"/><param name="Y" type="float"/><param name="Z" type="float"/></accessor></technique_common></source><vertices id="cube-vertices"><input semantic="POSITION" source="#cube-positions"/></vertices><triangles count="12" material="Material1"><input offset="0" semantic="VERTEX" source="#cube-vertices"/><p>0 1 2 0 2 3 ...</p></triangles></mesh>
</geometry>2. 材质与纹理
- 支持Phong/Blinn着色模型
- 可定义漫反射/镜面反射/环境光等材质属性
- 支持多纹理贴图
3. 动画系统
- 关键帧动画
- 骨骼动画
- 变形动画
- 示例动画定义：
xml
<library_animations><animation id="Armature_rotate"><source id="Armature_rotate-input"><float_array count="3">0 2.5 5</float_array></source><source id="Armature_rotate-output"><float_array count="12">0 0 1 0 0 90 0 0 180</float_array></source><sampler><input semantic="INPUT" source="#Armature_rotate-input"/><input semantic="OUTPUT" source="#Armature_rotate-output"/></sampler><channel source="#Armature_rotate-sampler" target="Armature/rotation"/></animation>
</library_animations>优势特点
-
跨平台兼容性
- 被大多数3D软件支持（Maya、Blender、3ds Max等）
- 游戏引擎原生支持（Unity、Unreal Engine）
-
完整场景描述
- 不仅包含几何数据，还能保存整个场景层次
- 支持灯光、相机、动画等完整信息
-
可扩展性
- 通过
<extra>标签支持自定义数据 - 可添加物理属性、自定义着色器等
- 通过
-
人类可读
- XML格式便于调试和手动编辑
- 相比二进制格式更易版本控制
应用领域
- 游戏开发：资源交换标准格式
- 影视制作：跨软件管道交换
- AR/VR：3D内容传输格式
- 3D打印：支持颜色/材质信息
- GIS系统：复杂3D模型交换
软件支持
| 软件/引擎 | 导入支持 | 导出支持 | 备注 |
|---|---|---|---|
| Blender | ✓ | ✓ | 完整支持 |
| Maya | ✓ | ✓ | 需插件 |
| 3ds Max | ✓ | ✓ | 需插件 |
| Unity | ✓ | ✓ | 完整支持 |
| Unreal Engine | ✓ | ✓ | 需转换 |
| SketchUp | ✓ | ✗ | 仅导入 |
| AutoCAD | ✓ | ✗ | 有限支持 |
技术限制
- 文件体积：XML格式比二进制格式更占用空间
- 解析性能：需要更多计算资源解析XML
- 高级特性：不支持某些高级渲染特性（如PBR材质需扩展）
- 版本差异：不同Collada版本实现可能有差异
优化建议
- 压缩处理：使用
.dae.zip格式减少传输体积 - 简化场景：导出前优化模型面数和纹理
- 验证文件：使用Collada验证工具检查兼容性
- 使用实例化：对重复对象使用实例引用减少文件大小
Collada DAE作为开放标准的3D交换格式，在需要跨平台协作和长期存档的场景中仍然是重要选择，特别适合需要保留完整场景信息的项目。