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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
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。