glTF

glTF (Graphics Library Transmission Format oder GL Transmission Format, früher bekannt als WebGL Transmissions Format oder WebGL TF) ist ein Standarddateiformat für dreidimensionale Szenen und Modelle . Eine glTF-Datei verwendet eine von zwei möglichen Dateiendungen: .gltf ( JSON / ASCII ) oder .glb ( binär ). Sowohl .gltf- als auch .glb-Dateien können auf externe Binär- und Texturressourcen verweisen. Alternativ können beide Formate in sich abgeschlossen sein, indem Binärdatenpuffer direkt eingebettet werden (als Base64 -kodierte Zeichenketten in .gltf-Dateien oder als rohe Byte-Arrays in .glb-Dateien). ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} Als offener Standard , entwickelt und gepflegt von der Khronos Group , unterstützt glTF die Geometrie, das Erscheinungsbild, die Szenengraphhierarchie und Animationen von 3D-Modellen . ^{[ 4 ]} Ziel ist es, ein schlankes, interoperables Format für die Bereitstellung von 3D-Assets zu schaffen und gleichzeitig die Dateigröße und die Laufzeitverarbeitung durch Anwendungen zu minimieren. ^{[ 4 ] [ 6 ]} Daher haben seine Schöpfer es als das „ JPEG der 3D-Welt“ bezeichnet. ^{[ 4 ]}

Das glTF-Format speichert Daten primär in JSON. Die JSON-Daten können auch Binärdatenblöcke, sogenannte Puffer, enthalten und auf externe Dateien verweisen, beispielsweise zum Speichern von Netzdaten, Bildern usw. ^{[ 7 ]} Das binäre .glb-Format enthält ebenfalls JSON-Text, der jedoch mit binären Chunk-Headern serialisiert wird, um das direkte Anhängen von Datenblöcken an die Datei zu ermöglichen.

Die grundlegenden Bausteine ​​einer glTF- Szene sind Knoten . Knoten sind hierarchisch organisiert, sodass ein Knoten andere Knoten als Kinder definieren kann. Knoten können Transformationen relativ zu ihrem übergeordneten Knoten aufweisen. Knoten können auf Ressourcen wie Meshes , Skins und Kameras verweisen . Meshes können auf Materialien verweisen, die wiederum auf Texturen verweisen , welche wiederum auf Bilder verweisen . Szenen werden mithilfe eines Arrays von Wurzelknoten definiert. ^{[ 8 ]}

Die meisten glTF-Eigenschaften der obersten Ebene verwenden eine flache Hierarchie zur Speicherung. Knoten werden in einem Array gespeichert und über ihren Index referenziert, auch von anderen Knoten. Eine glTF-Szene referenziert ihre Wurzelknoten über ihren Index. Darüber hinaus referenzieren Knoten über ihren Index Meshes, die wiederum über ihren Index Materialien referenzieren, die wiederum über ihren Index Texturen referenzieren, die schließlich über ihren Index Bilder referenzieren. ^{[ 7 ]}

Alle glTF-Datenstrukturen unterstützen die Erweiterung mittels einer JSON-Eigenschaft, wodurch beliebige JSON-Daten hinzugefügt werden können. ^{[ 9 ]}

Mitglieder der COLLADA- Arbeitsgruppe entwickelten das Dateiformat im Jahr 2012. ^{[ 10 ]} Auf der SIGGRAPH 2012 präsentierte Khronos eine Demo von glTF, das damals noch WebGL Transmissions Format (WebGL TF) hieß. ^{[ 5 ]} Am 19. Oktober 2015 veröffentlichte Khronos die glTF-1.0-Spezifikation. ^{[ 5 ]}

Auf der SIGGRAPH 2016 kündigte Oculus die Einführung von glTF an und verwies dabei auf die Ähnlichkeiten zu ihrem ovrscene-Format. ^{[ 6 ] [ 11 ]} Im Oktober 2016 trat Microsoft der Arbeitsgruppe „3D-Formate“ auf der Khronos-Konferenz bei, um an glTF mitzuarbeiten. ^{[ 12 ]}

Die zweite Version, glTF 2.0, wurde im Juni 2017 veröffentlicht und stellt eine vollständige Überarbeitung des Dateiformats gegenüber Version 1.0 dar. Die meisten Tools verwenden mittlerweile Version 2.0. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Basierend auf einem Vorschlag von Fraunhofer ^{[ 13 ]} , der ursprünglich auf der SIGGRAPH 2016 vorgestellt wurde, wurde physikalisch basiertes Rendering (PBR) eingeführt und ersetzte die in glTF 1.0 verwendeten WebGL- Shader . ^{[ 14 ]} Mit glTF 2.0 wurde das GLB-Binärformat in die Basisspezifikation aufgenommen. Weitere Verbesserungen umfassen Sparse-Accessoren und Morph-Targets für Techniken wie Gesichtsanimationen sowie Schema-Anpassungen und Änderungen, die zu Kompatibilitätsproblemen führen können, beispielsweise durch den Ersatz von glTF-Objekteigenschaften auf oberster Ebene durch Arrays für einen schnelleren indexbasierten Zugriff. ^{[ 15 ] Derzeit wird an Import und Export in Unity [ 16 ]} sowie an einem integrierten Multi-Engine-Viewer und -Validator gearbeitet . ^{[ 17 ]}

Am 3. März 2017 kündigte Microsoft an, glTF 2.0 als 3D-Asset-Format für seine gesamte Produktpalette zu verwenden, darunter Paint 3D , 3D Viewer , Remix 3D , Babylon.js und Microsoft Office . Auch Sketchfab kündigte die Unterstützung für glTF 2.0 an. Die Formate glTF und GLB werden von Unternehmen wie DGG, UX3D, Sketchfab, Facebook ^{[ 18 ]} , Microsoft, Meta, Google , Adobe , Box , TurboSquid , Unreal Engine ^{[ 19 ]} , Unity ^{[ 20 ]} und Qt Quick 3D ^{[ 6 ] [ 5 ] [ 21 ] [ 22 ]} genutzt und unterstützt . Das Format gilt als wichtiger Standard für Augmented Reality und lässt sich in Modellierungssoftware wie Autodesk Maya , Autodesk 3ds Max und Poly integrieren ^{[ 23 ] [ 24 ]} .

Im Februar 2020 startete die Smithsonian Institution ihre Open-Access-Initiative und stellte rund 2,8 Millionen 2D-Bilder und 3D-Modelle der Öffentlichkeit zur Verfügung, wobei für die 3D-Modelle glTF verwendet wurde. ^{[ 25 ]}

Im Juli 2022 wurde glTF 2.0 als internationaler Standard ISO / IEC 12113:2022 veröffentlicht. ^{[ 26 ]} Khronos erklärte, regelmäßig Aktualisierungen und neue, weit verbreitete glTF-Funktionen in die überarbeiteten Versionen von ISO/IEC 12113 einzubringen, um langfristige Abweichungen zwischen den ISO/IEC- und Khronos-Spezifikationen zu vermeiden. ^{[ 27 ]}

Die Open-Source-Spielengine Godot unterstützt den Import von glTF 2.0-Dateien ab Version 3.0 und den Export ab Version 4.0. ^{[ 28 ]}

Das glTF-Format lässt sich mit beliebigem JSON erweitern, um neue Daten und Funktionen hinzuzufügen. Erweiterungen können an beliebigen Stellen eines glTF-Dokuments platziert werden, darunter Knoten, Animationen, Materialien, Texturen und das gesamte Dokument. Khronos führt auf GitHub ein unvollständiges Verzeichnis von glTF-Erweiterungen, das alle offiziellen Khronos-Erweiterungen sowie einige Drittanbieter-Erweiterungen umfasst. ^{[ 9 ]}

• PBR- Erweiterungen modellieren das physikalische Erscheinungsbild realer Objekte und ermöglichen es Entwicklern, realistische 3D-Assets mit korrektem Aussehen zu erstellen. Mit der Veröffentlichung neuer PBR-Erweiterungen werden die PBR-Funktionen innerhalb des glTF-Frameworks kontinuierlich erweitert, sodass eine größere Bandbreite an Szenen und Objekten realistisch als 3D-Assets gerendert werden kann. ^{[ 29 ]}

• Die KTX 2.0-Erweiterung für universelle Texturkomprimierung ermöglicht die starke Komprimierung von 3D-Modellen im glTF-Format und die Verwendung nativ unterstützter Texturformate, wodurch die Dateigröße reduziert und die Rendering-Geschwindigkeit erhöht wird. ^{[ 30 ]}

• Draco ist eine glTF-Erweiterung zur Mesh-Komprimierung, die 3D-Meshes komprimiert und dekomprimiert, um die Größe von 3D-Dateien zu reduzieren. Sie komprimiert Vertexattribute, Normalen, Farben und Texturkoordinaten. ^{[ 31 ]}

• Die OMI-Gruppe hat verschiedene glTF-Erweiterungen zur Verbesserung der Interoperabilität von Spiel-Engines entwickelt. Dazu gehören Erweiterungen für physikalische Formen, physikalische Körper, physikalische Gelenke, Audiowiedergabe, Sitze, Spawnpunkte und mehr. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

• Das VRM-Konsortium hat glTF-Erweiterungen für fortschrittliche humanoide 3D-Avatare entwickelt, darunter dynamische Federknochen und Toon-Materialien. ^{[ 34 ] [ 35 ]}

3D Tiles, ein OGC-Community- Standard, baut auf glTF auf und ergänzt es um eine räumliche Datenstruktur, Metadaten und deklarative Formatierung für das Streaming massiver, heterogener 3D-Geodatensätze. ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

VRM, a model format for VR, is built on the .glb format.^[39] It is a 3D humanoid avatar specification and file format.^[40]

Khronos maintains the glTF Sample Viewer for viewing glTF assets. Khronos also maintains the glTF Validator for validating if 3D models conform to the glTF specification.^[41][42]

Khronos maintains a glTF Compressor tool to interactively optimize and fine-tune compression settings for glTF assets using KTX 2.0 textures^[43].

glTF loaders are in open-source WebGL engines^[44] including PlayCanvas, Three.js, Babylon.js, Cesium,^[45] PEX,^[46] xeogl,^[47] and A-Frame.^[48] The Godot game engine supports and recommends the glTF format, with both import and export support.^[49][50]

Open-source glTF converters are available from COLLADA, FBX, and OBJ.^[51]Assimp can import and export glTF.

glTF files can also be directly exported from a variety of 3D editors, such as Blender, Unity (using the glTFast importer/exporter),^[52]Freecad, Vectary, Autodesk 3ds Max (natively or using Verge3D exporter^[53]), Autodesk Maya (using babylon.js exporter^[54]), Autodesk Inventor, Modo, Houdini,^[55]Paint 3D, Godot, and Substance Painter.^[56]

Für Programmiersprachen wie JavaScript , Node.js , C++ , C# , Python , Haskell , Java , Go , Rust , Haxe , Ada und TypeScript sind Open-Source-Bibliotheken für glTF verfügbar . Khronos führt auf seiner Ökosystem-Website eine Liste dieser Bibliotheken und weiterer verwandter Anwendungen. ^{[ 57 ]}

Die Khronos 3D Commerce Working Group veröffentlichte 2020 Richtlinien zur Asset-Erstellung, die Best Practices für die Verwendung des glTF-Dateiformats im 3D-Handel beschreiben. ^{[ 58 ]} Im Jahr 2025 veröffentlichte die Working Group die Richtlinien zur Asset-Erstellung 2.0, eine kontinuierlich aktualisierte Ressource mit zusätzlichen Hinweisen zu Geometrie, Mesh-Optimierung, UV-Maps, Texturen, Material-/PBR-Performance und Weboptimierung. ^{[ 59 ]}

Die Khronos PBR Neutral Tone Mappers-Spezifikation ist ein Tone Mapper, der entwickelt wurde, um die Grundfarbe, den Farbton und die Sättigung eines Objekts bei Verwendung von PBR-Rendering unter Graustufenbeleuchtung originalgetreu wiederzugeben und so eine marken- und produktgenaue Farbdarstellung zu unterstützen. ^{[ 60 ]}

Khronos pflegt den glTF Asset Auditor, mit dem Einzelhändler und Werbetechnologieplattformen 3D-Assets entweder anhand eines Standard-Auditprofils, das den 2020 3D Commerce Asset Creation Guidelines nachempfunden ist, oder eines von der Zielanwendung definierten benutzerdefinierten Profils validieren können. ^{[ 61 ]}

• COLLADA
• Open Game Engine Exchange
• JSON
• Alembic (Computergrafik)
• Universelle Szenenbeschreibung

• Offizielle Website
• glTF-Spezifikation