Model 3D z programu CAD jest za ciężki do konfiguratora w przeglądarce - jak go przygotować

Model z programu CAD jest za ciężki do konfiguratora, bo powstał do produkcji, a nie do wyświetlania: zawiera każdą śrubę, otwór i spaw, a przeglądarka na telefonie musi to wszystko pobrać, zapisać w pamięci karty graficznej i narysować przy każdym obrocie. Rozwiązaniem nie jest mocniejszy serwer, tylko osobna, lekka wersja modelu w formacie glTF/GLB albo model budowany w kodzie z parametrów produktu.

Po czym poznać, że model z CAD jest za ciężki?

Najprościej po zachowaniu konfiguratora na telefonie średniej klasy. Jeśli model ładuje się wyraźnie dłużej niż reszta strony, a obracanie przycina, przyczyną jest zwykle sam plik, a nie kod konfiguratora.

• plik modelu waży więcej niż wszystkie zdjęcia na stronie razem, choć produkt jest prosty, np. garaż albo wiata,
• na komputerze konfigurator działa płynnie, a na telefonie przycina albo karta przeładowuje się w trakcie,
• narzędzia przeglądarki pokazują bardzo dużą liczbę trójkątów i osobnych obiektów w scenie,
• po zmianie koloru albo wymiaru obraz zatrzymuje się na chwilę.

Dlaczego model z programu CAD nie nadaje się wprost do przeglądarki?

Bo program konstrukcyjny opisuje produkt z dokładnością potrzebną w warsztacie, a przeglądarka potrzebuje tylko tego, co widać z kilku metrów. Każdy detal, którego klient nie zobaczy, i tak trzeba pobrać, rozpakować i narysować.

Każda śruba i każdy otwór

Pliki STEP, IGES czy eksporty z programów do konstrukcji stalowych zawierają wkręty, nakrętki, otwory montażowe, uszczelki i łączniki. Przy hali stalowej to ogromna liczba drobnych części na ramach, płatwiach i ryglach. Klient ogląda bryłę, kolor, dach i bramy, a żadnej z tych śrub nie rozróżni na ekranie telefonu.

Krzywizny zamienione na trójkąty

Przeglądarka nie rysuje powierzchni opisanych matematycznie, tylko siatkę trójkątów. Przy eksporcie każdy otwór, zaokrąglenie i przetłoczenie blachy trapezowej zamienia się w gęstą siatkę, a domyślne ustawienia eksportu dają zwykle dokładność potrzebną do produkcji, a nie do ekranu.

Ukryte części i mnóstwo osobnych obiektów

Model złożeniowy zawiera elementy schowane wewnątrz innych: kotwy, wzmocnienia pod blachą, wewnętrzne części zamków i zawiasów. Do tego każdy element jest osobnym obiektem z własnym materiałem, a każdy taki obiekt to osobne polecenie rysowania dla karty graficznej. Pliki BIM w formacie IFC dokładają jeszcze dane, które w konfiguratorze są zbędne, np. właściwości materiałowe i opisy elementów.

Jednostki, osie i materiały

Format glTF przyjmuje metry i oś Y skierowaną w górę, a programy CAD często pracują w milimetrach i z osią Z w górę. Źle przeliczony model jest tysiąc razy za duży albo leży na boku. Materiały z CAD rzadko mają parametry potrzebne do realistycznego wyświetlania, więc i tak trzeba je przygotować od nowa jako materiały PBR.

Jak przygotować model z CAD do konfiguratora 3D?

Model z CAD traktuj jako źródło wymiarów, a do konfiguratora przygotuj osobną, uproszczoną wersję w formacie GLB. Poniżej najważniejsze techniki, od tych, które zwykle dają najwięcej.

Instancje mają największe znaczenie przy halach stalowych i ogrodzeniach, w których te same elementy powtarzają się dziesiątki razy. Zamiast zapisywać każdą płatew jako osobną kopię geometrii, konfigurator przechowuje jeden model i listę pozycji, a karta graficzna rysuje wszystkie kopie w jednym poleceniu. W three.js służy do tego InstancedMesh, a w formacie glTF rozszerzenie EXT_mesh_gpu_instancing.

Kompresja Draco zwykle mocniej zmniejsza plik geometrii, a Meshopt szybciej się rozpakowuje. Obie wymagają dekodera w przeglądarce, więc warto porównać je na własnym modelu i patrzeć na czas pojawienia się modelu na telefonie, a nie tylko na rozmiar pliku. Tekstury KTX2 pozostają skompresowane także w pamięci karty graficznej, czego nie dają pliki JPG i PNG. Całość można przygotować np. narzędziem glTF-Transform.

Od producenta potrzebne są zwykle: plik CAD lub rysunki z wymiarami, przekroje profili, rodzaje blach i pokryć, zdjęcia detali z bliska oraz próbki kolorów. Lepiej przekazać je na starcie w komplecie, bo brak rysunku bramy czy zdjęcia obróbki potrafi zatrzymać przygotowanie modelu, a dorabianie detali po fakcie oznacza ponowną optymalizację całego pliku.

Kiedy lepiej zbudować model w kodzie, zamiast konwertować CAD?

Gdy produkt zmienia wymiary. Jeśli klient wpisuje szerokość, długość i wysokość, model parametryczny budowany w kodzie z reguł produktu jest lżejszy i łatwiejszy w utrzymaniu niż zestaw przekonwertowanych plików dla kolejnych rozmiarów.

Przy hali stalowej konfigurator może ustawić ramy w zadanym rozstawie, dodać płatwie i rygle jako instancje i pokryć ściany blachą o długości wyliczonej z wymiarów. Pliki z CAD przydają się wtedy jako źródło przekrojów profili, rozstawów i detali, a gotowe modele GLB zostają tylko dla elementów o stałej formie, np. bram, drzwi, okien i świetlików. Jak takie podejście wygląda przy obiektach wielkogabarytowych, pokazujemy na stronie konfiguratora 3D hal stalowych.

Co sprawdzić przed wgraniem modelu? Lista kontrolna

• model nie zawiera śrub, kotew ani części schowanych wewnątrz innych,
• jednostką są metry, oś Y wskazuje górę, a punkt zero leży na poziomie podłoża,
• elementy w tym samym materiale są połączone, a powtarzalne zapisane jako instancje,
• plik jest w formacie GLB z kompresją Draco lub Meshopt,
• tekstury mają umiarkowaną rozdzielczość i są zapisane w KTX2, a kolory w sRGB,
• materiały mają ustawioną chropowatość i metaliczność,
• model działa płynnie na telefonie średniej klasy, nie tylko na komputerze.

Modele, tekstury i sposób ich ładowania planujemy razem z całym wdrożeniem konfiguratora 3D na stronę. Ten problem jest jednym z naszej listy 50 problemów z konfiguratorem 3D produktu, w której opisujemy też tekstury, kolory i działanie konfiguratora na telefonach.