谷歌地图的3d街景使用的是什么数据格式？

谷歌地图的3D街景（Google Street View）以及3D城市模型使用的不是公开标准格式，而是 Google 自定义的私有格式，以下是它们背后的主要数据格式和技术细节（基于公开资料与技术逆向分析）：

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🌐 一、3D 街景（Street View）

1. 图像部分

• 格式：JPEG、WebP、或类似压缩格式（部分使用 JPEG XR、JPEG 2000）

• 全景格式：Equirectangular（等距矩形投影），常见尺寸为 13312x6656 或类似的宽高比。

• Tile 切片方式：

  • 图像被切片成瓦片（Tiles），根据缩放级别分层加载，类似于 Google Maps 瓦片地图。
  • 切片 URL 通常通过 token+坐标的方式组合，需解码 API 请求。

2. 元数据（Metadata）

• 格式：JSON 或 Protocol Buffers（protobuf）序列化格式

• 包含：

  • 相机位置（GPS）
  • 朝向、视场角（pitch, yaw, fov）
  • 拍摄时间、设备信息
  • 邻近街景的 ID 列表（用于导航）

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🏙️ 二、3D 城市模型（Google Earth 或 Maps 的倾斜摄影模型）

1. 模型部分

• 格式：Google 使用的是一种叫做 “glTF-like” 的私有格式，非标准 glTF，但结构类似

• 实际内部结构常见为：

  • .bin 或 .pb（protobuf 二进制），包含 mesh 顶点、索引、纹理坐标等
  • .json 或 manifest 描述文件（可类比 glTF 的 scene tree）
  • 高度优化与压缩（经常使用 Google Draco、Zstandard 等压缩）

2. 瓦片划分（Tiling System）

• 类似于 Cesium 3D Tiles 的金字塔瓦片结构（类似于 quadtree/octree）
• 每个区域以瓦片（tile）划分，每块 tile 内包含多个 mesh 与材质贴图

3. 材质贴图

• 使用压缩纹理（如 WebP、Basis、JPEG），并进行多级 mipmapping 优化网络加载速度

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🛑 注意

谷歌并没有公开其3D模型和街景的完整格式规范，这些数据基本上都通过加密 API 或数据流加密保护，不开放下载与二次利用。部分开源项目（例如 google-maps-3d-hack）通过逆向工程获取了部分解码逻辑，但需谨慎使用，可能违反服务条款。

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🔄 与标准格式对比（参考）

数据类型	Google 内部格式（私有）	类似标准格式
街景全景图像	Equirectangular JPEG/WebP	JPEG, equirectangular
3D Mesh	Protobuf + Binary	glTF, 3D Tiles
材质贴图	WebP / Basis	JPEG, PNG, KTX2
瓦片结构	自定义 tile LOD 树结构	Cesium 3D Tiles

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好的，我们来详细解析一下 Google 地图中 3D Mesh 使用的 Protobuf + Binary 私有格式，以及与其类似的标准格式 glTF 和 3D Tiles，从结构、用途、优势、实现方式等方面进行对比。

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✅ 一、Google 3D Mesh 使用的格式（Protobuf + Binary）

Google Earth 或 Google Maps 中的 3D 建筑、地形模型，使用了如下结构：

1. 数据结构

• 元信息：使用 Protocol Buffers (Protobuf) 编码
• 模型数据（Mesh、纹理）：使用二进制数据（.bin），通常是自定义结构体布局
• 切片结构：基于 四叉树（Quadtree） 或 八叉树（Octree） 空间分层

2. 典型组成

文件类型	内容说明
.pb 或 .pbf	Protobuf 序列化的元信息（如 tile 索引、LOD、边界框、相机）
.bin 或 .mesh	实际的顶点坐标、法线、索引、纹理坐标等
.jpg/.webp	纹理图
.manifest 或 .json	根节点引用和层级说明

Google 使用自家优化方案对这些数据进行了压缩、加密和混淆。

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✅ 二、glTF（GL Transmission Format）

glTF 是 Khronos Group 推出的现代 3D 模型标准，被称为“3D 场景的 JPEG”。

1. 格式类型

文件类型	说明
.gltf	JSON 格式描述文件，引用外部资源
.glb	二进制封装版 glTF，包含所有资源
.bin	外部二进制缓冲区（用于顶点、索引、法线等）
.jpg/.png	外部纹理贴图

2. 核心特性

• 支持网格（Mesh）、材质（PBR）、动画、骨骼、相机、节点树
• 支持 Draco 压缩、KTX2 纹理压缩
• 体积小，适合网络传输（Web-friendly）

3. 示例结构（gltf JSON）：

{"asset": { "version": "2.0" },"scenes": [{ "nodes": [0] }],"nodes": [{ "mesh": 0 }],"meshes": [{"primitives": [{"attributes": {"POSITION": 0,"NORMAL": 1,"TEXCOORD_0": 2},"indices": 3,"material": 0}]}]
}

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✅ 三、3D Tiles（由 Cesium 推出）

专为大规模地理空间数据（如城市模型、倾斜摄影）优化的格式，适用于：

• 城市级别 3D 建模
• 大量 Tile 的 LOD 加载

1. 组成文件

文件类型	说明
tileset.json	瓦片层级、空间结构、每个 tile 的 bounding volume
.b3dm	包含 glTF 的 3D Mesh + Metadata（Binary glTF + Batch data）
.i3dm	Instanced glTF（适用于大量重复模型）
.pnts	点云格式
.cmpt	多类型组合格式（如多个 b3dm）

2. 瓦片机制（LOD）

• 每个 tile 包含一部分区域的模型
• 根据相机距离自动加载不同分辨率
• 具备 culling、boundingVolume 等性能优化机制

3. b3dm 文件结构

Header (28 bytes)
├─ magic: 'b3dm'
├─ version: 1
├─ byteLength
├─ featureTableJsonLength
├─ batchTableJsonLength
├─ glb: 二进制 glTF 数据体

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🧠 总结对比

特性	Google 私有格式	glTF	3D Tiles
是否开放	❌ 否	✅ 是	✅ 是
是否支持瓦片LOD	✅ 是	❌ 无（需自建结构）	✅ 是（原生支持）
文件结构	Protobuf + Binary + Texture	JSON + BIN + Texture	JSON + 多种 Tile 格式
网络友好	✅ 高度优化	✅ 网络优先	✅ 为 WebGIS 设计
使用场景	Google Earth/Maps	Web 3D 模型展示	Cesium / 地理数据

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🔧 开发者建议

目标	建议使用
浏览器显示 3D 模型	glTF / glb（如 three.js, babylon.js）
GIS 城市级 3D 数据	3D Tiles（如 CesiumJS）
模拟 Google Earth 效果	自建 3D Tiles + 倾斜摄影 模型
解码 Google 格式	高难度，不建议（需逆向 protobuf，违反 ToS）

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