Как работает 3D ExpertОнОн сокращает количество вызовов отрисовки, объем памяти текстур и время загрузки — от тысяч избыточных материалов до оптимизированного конвейера .opt.

Компания 3D Expert Co.,Ltd. | Осака, Япония | Аитолько 2026

Производственный конвейер: где находится оптимизация материалов и текстур.

Оптимизация материалов и текстур находится на этапе облегчения структуры в конвейере 3D Expert. Вот как эти продукты взаимодействуют друг с другом:

• Плагин для 3D/BIM — В настоящее время доступно 6 нативных надстроек для экспорта в CAD/BIM-платформы (Revit, Bentley, Tekla и др.), построенных на основе официальных API поставщиков. На этом этапе извлекаются исходные геометрические данные, текстуры, материалы, структурные деревья и атрибуты из нативных форматов (.rvt, .dgn и др.) в промежуточный файл GLZIP. Плагин НЕ объединяет материалы и НЕ сжимает текстуры — он сохраняет каждое определение материала и изображение текстуры в точности так, как они были созданы, поэтому механизм облегчения имеет полные данные для работы.
• Генератор файлов Opt — механизм облегчения, в котором происходит слияние материалов и сжатие текстур. Он принимает промежуточные файлы GLZIP (из плагина) или открытые/стандартные форматы (IFC, FBX, STEP, 3DXML и т. д.) и применяет полный конвейер оптимизации: группировка хешей материалов, упаковка атласа текстур, кодирование Basis Universal / KTX2, управление разрешением, упаковка PBR-каналов — всё это на локальном компьютере пользователя. Выходные данные: модель в формате **.opt** + файл базы данных с оптимизированными материалами и встроенными сжатыми текстурами.
• Rapid3D Loader для Three.js — пакет npm, который напрямую считывает файлы .opt. На стороне веб-приложения он встраивает декодер WASM, который преобразует текстуры Basis Universal в собственный сжатый формат WebGL браузера во время загрузки, а затем передает их в Three.js в качестве текстур, предназначенных для работы на графическом процессоре. Исходные пиксельные данные никогда не попадают в основную память.
• 3D Model & Data Assist — настольное приложение для Windows 10+. Оно импортирует файлы GLZIP (из плагина) или открытые форматы, выполняет внутреннее слияние материалов и сжатие текстур, а также немедленно отображает оптимизированную модель с полным запросом свойств — всё в одном интегрированном приложении. Оно НЕ выводит файлы .opt; это инструмент для просмотра конечным пользователем, а не конвертер файлов.

Вкратце: плагин извлекает материалы и текстуры без потерь в формат GLZIP. Opt File Generator объединяет, упаковывает и сжимает их в файлы .opt для веб-развертывания. Rapid3D Loader декодирует сжатые текстуры через WASM для рендеринга в браузере. 3D Model & Data Asst выполняет то же самое объединение и сжатие внутри себя, а затем рендерит на рабочем столе — без вывода в формате .opt.

────────────────────────────────────────────────────────

12 методов — сопоставлены с продуктом

Область 1: Объединение материалов — от тысяч экземпляров до десятков вызовов отрисовки

В модели Revit один и тот же бетонный материал может быть создан 500 раз — по одному разу для каждой плиты перекрытия, стены и колонны, которые на него ссылаются. Каждый экземпляр представляет собой отдельную запись в файле экспорта, и каждый уникальный материал требует отдельного вызова отрисовки в WebGL. Модель из 10 000 элементов с 8 000 экземплярами материалов может привести к более чем 3 000 вызовам отрисовки, тогда как визуальной сцене требуется менее 100 вызовов. Конвейер слияния материалов в 3D Expert устраняет эту избыточность, не теряя ни одной визуальной детали.

1. Группировка материалов на основе хеширования

Визуальные свойства каждого материала — базовый цвет (RGBA), эталонная текстура альбедо, шероховатость, металличность, карта нормалей, цвет излучения, альфа-канал и порог альфа-канала — объединяются в детерминированную хеш-строку. Материалы с одинаковыми хешами группируются в единое общее определение. На практике модель с 8000 экземплярами материалов обычно сводится к 60–150 уникальным материалам. Сокращение происходит без потерь: если два материала выглядят одинаково, они становятся одним; если они различаются по какому-либо видимому каналу, они остаются отдельными.

• Питаться от: Генератор файлов .opt (объединение материалов → вывод в формате .opt)Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (объединение материалов + рендеринг, Windows 10+)

2. Сокращение количества материалов в экземпляре

Помимо группировки на основе хешей, движок исключает переопределение материалов для каждого элемента, дублирующее определение родительского элемента. Когда 200 дверей ссылаются на «Дверь – Сталь» без индивидуальных переопределений, движок сводит их к одному экземпляру материала и 200 ссылкам на геометрию, вместо 200 независимых объектов материала. Это напрямую снижает загрузку буферов униформ на графическом процессоре и накладные расходы на компиляцию шейдеров — основные затраты в сценах WebGL 2 с большим количеством материалов.

• Работает на основе: Opt File Generator (создание экземпляров материалов → вывод в формате .opt). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (создание экземпляров материалов + рендеринг, Windows 10+).

3. Прозрачная изоляция материалов

Прозрачные материалы (стеклянные завесы, водоемы, полупрозрачные панели) нельзя объединять с непрозрачными — для этого требуются отдельные проходы рендеринга с отключенной записью глубины и сортировкой от заднего плана к переднему. Движок автоматически определяет материалы с включенным альфа-смешиванием и выделяет их в отдельную группу прозрачных материалов. Это сохраняет корректное визуальное наложение, позволяя при этом агрессивно объединять большую часть непрозрачных материалов. Фасад больницы с 2000 стеклянными панелями и 6000 непрозрачными элементами преобразуется в 2 группы материалов вместо 8000 экземпляров.

• Работает на основе: Opt File Generator (пакетная обработка материалов с учетом прозрачности → вывод в формате .opt). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (пакетная обработка + рендеринг, Windows 10+).

Область 2: Создание атласа текстур — минимизация привязок текстур

Даже после объединения материалов BIM-модель может по-прежнему ссылаться на сотни отдельных файлов текстур — фотографии фасадов, образцы материалов, карты узоров. В WebGL каждая привязка текстуры представляет собой изменение состояния, которое замедляет работу графического процессора. Атласный движок 3D Expert упаковывает небольшие текстуры в общие атласы, сокращая количество переключений привязки с сотен до нескольких.

4. Автоматическая упаковка атласа

Движок анализирует все размеры текстур и упаковывает совместимые текстуры в атласы, размер которых является степенью двойки (обычно 2048×2048 или 4096×4096). Модель со 180 отдельными образцами материалов размером 256×256 может поместиться в один атлас 4096×4096, что уменьшает количество привязок текстур со 180 до 1. Алгоритм упаковки использует эвристику контейнерной упаковки, которая минимизирует потери пространства, соблюдая при этом требования к исходному разрешению каждой текстуры.

• Питаться от: Генератор файлов .opt (упаковка атласа → вывод в формате .opt) → Rapid3D Loader (выборка с учетом атласа, веб-рендеринг). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (упаковка атласа + рендеринг, Windows 10+)

5. Репараметризация УФ-излучения

При упаковке текстур в атлас UV-координаты каждой сетки должны быть переназначены, чтобы указывать на правильную подобласть. Движок автоматически преобразует UV-координаты на этапе облегчения — ручное редактирование UV-координат не требуется. Переназначение является точным: пиксель, взятый из атласа, соответствует пикселю, который был бы взят из исходной отдельной текстуры, что гарантирует отсутствие визуальных различий.

• Работает на основе: Opt File Generator (переназначение UV-координат + упаковка атласа → вывод в формате .opt). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (переназначение UV-координат + рендеринг, Windows 10+).

6. Прокладка атласа и предотвращение кровотечений

Растекание текстуры — когда выбранный тексель из одной субтекстуры проникает в соседнюю — является распространенным артефактом в простых реализациях атласов. Движок добавляет настраиваемый отступ (2–4 текселя) между субтекстурами и ограничивает UV-координаты внутренней безопасной областью. На расстоянии, где переходы на уровне мип-объектов могут затягивать тексели из соседних областей, отступ обеспечивает чистую фильтрацию. Это особенно важно для BIM-фасадов, где даже один пиксель, выходящий за пределы текстуры, может создать впечатление, что оконная рама имеет неправильный материал.

• Питаться от: Генератор файлов .opt (упаковка атласа с добавлением форматированного текста → вывод в формате .opt) → Rapid3D Loader (выборка атласа с добавлением отступов, веб-рендеринг). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Asst (атлас с отступами + рендеринг, Windows 10+)

Область 3: Сжатие форматов текстур — уменьшение объема используемой памяти

Исходные текстуры в BIM-моделях обычно хранятся в виде файлов PNG или JPEG. На графическом процессоре они декомпрессируются в полный несжатый формат RGBA — одна текстура фасада размером 4096×4096 пикселей занимает 64 МБ памяти графического процессора в декодированном виде. 3D Expert использует собственные сжатые форматы текстур графического процессора, которые остаются сжатыми в памяти графического процессора, уменьшая занимаемое пространство в 6–10 раз с минимальной потерей воспринимаемого качества.

7. Базовая универсальная кодировка / KTX2

Текстуры преобразуются в Basis Universal, промежуточный сжатый формат, упакованный в контейнер KTX2. Basis Universal может быть быстро преобразован во время загрузки в собственный формат GPU любой платформы — ETC2 для WebGL, BC7 для настольных версий WebGL2, ASTC для мобильных устройств. Текстура размером 4096×4096, которая в несжатом виде занимала бы 64 МБ, в формате Basis уменьшается до 5–8 МБ. В браузере декодер WASM в Rapid3D Loader обрабатывает преобразование за миллисекунды, передавая результат в WebGL в виде CompressedTexture2D — необработанные пиксельные данные никогда не попадают в память JavaScript.

• Работает на основе: Opt File Generator (кодирование Basis/KTX2 → вывод в формате .opt) → Rapid3D Loader (транскодирование WASM → собственный формат GPU, веб-рендеринг). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (сжатие текстур + рендеринг, Windows 10+).

8. Уровни разрешения и адаптивные мипмапы

Не каждая текстура должна иметь разрешение 4096×4096. Например, для материала потолочной плитки, рассматриваемого с высоты собственного роста, редко требуется разрешение больше 512×512. Движок оценивает вероятное расстояние просмотра каждой текстуры и применяет ступенчатые ограничения разрешения: текстуры фасадов сохраняют разрешение 4096, материалы интерьера снижаются до 2048, повторяющиеся узоры (бетон, ковер) — до 1024 или 512. Для каждой текстуры генерируются полные цепочки мипмапов, что позволяет графическому процессору считывать данные с более низким разрешением на расстоянии, дополнительно уменьшая пропускную способность памяти. Пользователи могут настроить максимальное разрешение глобально или для каждого класса материалов.

• Питаться от: Генератор файлов .opt (уровни разрешения + генерация мипмапов → вывод в формате .opt) → Rapid3D Loader (сэмплирование с учетом мипмапов, веб-рендеринг). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (управление разрешением + рендеринг, Windows 10+)

9. Упаковка каналов PBR

Современные PBR-материалы часто используют три отдельные текстуры в оттенках серого: шероховатость, металличность и затенение окружающей среды (AO). Хранение их в виде трех текстур размером 1024×1024 пикселей требует трех привязок текстур и в три раза больше памяти. Движок упаковывает их в каналы R, G и B одной текстуры RGB — это в 3 раза уменьшает как количество текстур, так и объем памяти, без потери качества (данные в оттенках серого отображаются 1:1 на один цветовой канал). Модель с 50 наборами PBR-материалов использует от 150 текстур до 50.

• Работает на основе: Opt File Generator (упаковка каналов → вывод .opt) → Rapid3D Loader (PBR-сэмплирование с учетом каналов, веб-рендеринг). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Asst (упаковка каналов + рендеринг, Windows 10+).

Область 4: Контроль точности и интеграция конвейера — «Последняя миля»

Объединение материалов и сжатие текстур — мощные инструменты, но только если их можно настроить для каждого проекта индивидуально. Визуальный макет для презентации клиенту требует иных настроек сжатия, чем модель для установки на объекте, воспроизводимая на планшете. 3D Expert предоставляет комплексные средства управления, позволяющие один раз установить компромисс между качеством и сжатием и применить его ко всему конвейеру обработки материалов и текстур.

10. Настраиваемые профили сжатия

Все методы сжатия — агрессивность слияния материалов, максимальный размер атласа, базовый уровень качества, ограничения уровней разрешения — доступны в качестве параметров в профилях сжатия. Профиль «Презентация» может устанавливать базовое качество на 80, максимальное количество текстур 4096 и включать все оптимизации. Профиль «Поле для планшетов» может ограничивать количество текстур до 2048, устанавливать базовое качество на 50 и применять агрессивную упаковку каналов. Профили сохраняются и используются повторно в разных проектах, обеспечивая стабильное качество выходного изображения.

• Питаться от: Генератор файлов .opt (пакетная обработка на основе профилей → вывод в формате .opt)Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (интерактивный выбор профиля + рендеринг, Windows 10+)

11. Дедупликация текстур

В BIM-моделях часто встречаются дубликаты текстурных файлов — один и тот же рисунок кирпичной кладки, загруженный под тремя разными именами, или образец материала, скопированный в связанные модели. Система вычисляет хеши всех текстурных изображений и помечает почти дубликаты. Идентичные текстуры объединяются в один файл; почти дубликаты (одно и то же изображение, разное разрешение) объединяются в версию с самым высоким разрешением. Модель, содержащая 2500 текстурных файлов, после дедупликации может содержать всего 800 уникальных изображений — это трехкратное сокращение количества файлов и объема занимаемого дискового пространства/памяти.

• Работает на основе: Opt File Generator (дедупликация текстур → вывод в формате .opt) → Rapid3D Loader (загрузка дедуплицированных текстур, веб-рендеринг). Альтернатива для настольных компьютеров: 3D Model & Data Assist (дедупликация текстур + рендеринг, Windows 10+).

12. Целостность данных о материалах на всем технологическом тракте

Слияние материалов и сжатие текстур происходят не изолированно — они синхронизированы с базой данных атрибутов. При объединении 200 элементов в одну группу материалов исходная ссылка на материал каждого элемента сохраняется в базе данных атрибутов. При щелчке по любому элементу в браузере (через Rapid3D Loader) или на компьютере (через 3D Model & Data Asst) по-прежнему отображается правильное название материала, свойства и данные производителя из исходной модели. Визуальная оптимизация незаметна для пользователя; инженерные данные остаются неизменными.

• Работает на основе: плагина 3D/BIM (извлечение материалов/атрибутов → GLZIP) → генератора файлов Opt (объединение материалов + сжатие текстур, синхронизация базы данных атрибутов → .opt) → Rapid3D Loader (запрос материалов по клику, веб-рендеринг). Альтернатива для настольных компьютеров: плагин 3D/BIM (извлечение) → 3D Model & Data Assist (облегчение кода + запрос атрибутов + рендеринг, Windows 10+)

────────────────────────────────────────────────────────

Собираем воедино: какой продукт для каких нужд?

Двенадцать методов оптимизации материалов и текстур составляют общую основу. Выбор продукта зависит от того, где будет использоваться ваша модель и какой уровень контроля вам необходим:

• Создание веб-платформы BIM, где критически важны быстрая загрузка и низкий расход памяти?
  → Используйте плагин 3D/BIM для извлечения материалов и текстур из исходных форматов в GLZIP, затем запустите Opt File Generator с оптимизированным для веб-среды профилем сжатия (базовое качество 60–70, максимальное количество текстур 2048, включена упаковка атласа). Выход: .opt + DB. Загрузите с помощью Rapid3D Loader для Three.js, который автоматически обрабатывает перекодирование текстур WASM и выборку с учетом атласа.
• Предоставляете ли вы клиентам BIM-модели на настольных компьютерах или ноутбуках на строительной площадке?
  → Используйте плагин 3D/BIM для извлечения данных, затем передайте клиенту файл 3D Model & Data Assist (Windows 10+). Клиент импортирует файлы GLZIP или открытые форматы (IFC, FBX и т. д.), приложение автоматически применяет слияние материалов и сжатие текстур, а затем выполняет рендеринг — всё в одном инструменте. Файлы .opt не требуются.
• Как преобразовать файлы открытых форматов (IFC, FBX, STEP, 3DXML) без собственной лицензии САПР?
  → Пропустите плагин. Передавайте файлы открытых форматов непосредственно в Opt File Generator для пакетного объединения материалов и сжатия текстур (выход: .opt для веб-сайта) или в 3D Model & Data Assist для интерактивной оптимизации и просмотра на рабочем столе.
• Вам нужна доставка как веб-версии, так и десктопной версии из одного и того же источника?
  → Для веб-версии: извлечение с помощью плагина (встроенный) или импорт файлов открытых форматов → Opt File Generator (объединение материалов + сжатие текстур → .opt) → Rapid3D Loader. Для настольных компьютеров: импорт GLZIP или файлов открытых форматов в 3D Model & Data Assist (Windows 10+) — программа выполняет внутреннее объединение и сжатие, а затем рендеринг. Те же оптимизации материалов/текстур, но разные целевые платформы развертывания.

────────────────────────────────────────────────────────

Заключение: Почему именно материалы являются настоящим узким местом?

Слияние материалов и сжатие текстур — наиболее недооцененные методы облегчения BIM-моделей. Большинство инструментов фокусируются на геометрии — уменьшении размера сетки, сжатии Draco, LOD — и рассматривают материалы как второстепенный параметр. Но в реальных BIM-моделях именно материалы и текстуры являются узким местом производительности. Модель с идеально сжатой геометрией, но с 8000 неоптимизированными экземплярами материалов и 2500 необработанными текстурами, все равно будет тормозить графический процессор, исчерпывать память и обеспечивать плохой пользовательский опыт.

Конвейер обработки данных 3D Expert, состоящий из 12 методов, систематически решает эту проблему: группировка материалов на основе хеширования сокращает количество вызовов отрисовки, упаковка атласов устраняет накладные расходы на привязку текстур, кодирование Basis Universal уменьшает объем памяти GPU в 6–10 раз, упаковка каналов сокращает количество PBR-текстур в 3 раза, а дедупликация текстур полностью удаляет избыточные файлы. Каждый метод интегрирован в механизм облегчения модели, а не добавлен в качестве постобработки, и каждый метод сохраняет данные атрибутов, которые делают BIM-модель чем-то большим, чем просто сеткой.

В результате: модель, которая загружается за секунды, а не за минуты; рендерится со скоростью 60 кадров в секунду, а не 12; и потребляет на 50–80% меньше памяти — независимо от того, отображается ли она через Rapid3D Loader в браузере или просматривается в 3D Model & Data Asst на настольном компьютере. В этом разница между моделью, которая хорошо демонстрируется в демоверсиях, и моделью, которая поставляется в продажу.

────────────────────────────────────────────────────────

О компании 3D Expert Co., Ltd.

Компания 3D Expert Co., Ltd., со штаб-квартирой в Осаке, Япония, разрабатывает высокопроизводительное программное обеспечение 3D/BIM для мировой строительной отрасли. В наш продуктовый портфель входят:

• Плагин для 3D/BIM — В настоящее время доступно 6 надстроек для экспорта в CAD/BIM-платформы, построенных на основе официальных API поставщиков. Выполняет извлечение геометрии, текстур, материалов, структурных деревьев и атрибутов без потерь из исходных форматов (.rvt, .dgn и т. д.). Выходной файл: промежуточный GLZIP. НЕ выполняет сжатие или облегчение.
• Генератор файлов Opt — настольный инструмент для пакетной обработки файлов, позволяющий упростить их структуру. Принимает промежуточные файлы GLZIP (из плагина) или файлы открытых форматов (IFC, FBX, STEP, 3DXML и т. д.) и применяет сжатие Draco, слияние материалов, упаковку атласов текстур, кодирование Basis Universal / KTX2, упаковку PBR-каналов и генерацию LOD — всё это на локальном компьютере пользователя. Выходные данные: модель в формате .opt + база данных. Это ЕДИНСТВЕННЫЙ продукт, который создает файлы .opt.
• 3D Model & Data Assist — нативное настольное приложение для Windows 10+. Импортирует файлы GLZIP (из плагина) или открытые форматы, выполняет ту же самую оптимизацию (Draco, объединение материалов, сжатие текстур, LOD) и рендерит модель с полным запросом свойств — всё в одном интегрированном приложении. НЕ выводит файлы .opt.

Rapid3D Loader для Three.js — npm-пакет (opt-rapid3d-loader) со встроенным WASM-декодером для геометрии Draco и текстур Basis Universal, прогрессивной потоковой передачей фрагментов и полным набором API для взаимодействия. Непосредственно считывает и загружает модели в формате .opt (созданные с помощью Opt File Generator) в сцены Three.js.

Узнайте больше или начните бесплатную пробную версию на сайте https://www.opt3ds.com/

Контакт: info@3dexpert.jp

---

© 2010–2026 3D Expert Co.,Ltd. Все права защищены.