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  • 三维模型格式

    千次阅读 2018-12-08 21:24:00
    无人机航拍的影像经过建模软件处理产出之时,有很多成果的数据需要我们去选择输出,对于新手而言,如何选择数据格式呢?他们之间有什么区别?...目前市面上生产的倾斜模型,尤其Smart3D处理的倾斜摄影...

    无人机航拍的影像经过建模软件处理产出之时,有很多成果的数据需要我们去选择输出,对于新手而言,如何选择数据格式呢?他们之间有什么区别?分别是应用在哪些个领域?

    今天,我分别以OSGB,OBJ,FBX,STL等格式作说明介绍,另外人工模型以3DS为例,让大家知道这些格式都是什么来头,都有哪些优缺点,都是应用在哪些行业中。

    一、OSGB

    目前市面上生产的倾斜模型,尤其Smart3D处理的倾斜摄影三维模型数据的组织方式一般是二进制存贮的、带有嵌入式链接纹理数据(.jpg)的OSGB格式。Open Scene Gragh Binary是OSGB的全称,这里的Binary是二进制的意思。

    此类数据文件碎、数量多、高级别金字塔文件大等特点难以形成高效、标准的网络发布方案,从而无法实现不同地域、不同部门之间数据共享。这里小编给出如下三个方式可以实现加载浏览:

    1、将OSGB的成果文件夹Data文件夹压缩为ZIP压缩包,选择“上传作品”—“无人机倾斜摄影三维模型”,点击上传,即可网络发布:

    2、将分块的OSGB成果文件创建一个S3C索引,通过在Acute3DViewer里加载浏览。具体的方法教程可以参照Smart3D系列教程7之《手动配置S3C索引加载全部的瓦片数据》,大家可以在QQ交流群493644137,群文件中下载学习。

    3、将OSGB的成果文件夹Data文件夹在LocaSpaceViewer “倾斜摄影”—“数据转换”中打开,生成lfp文件即可加载浏览:

    在倾斜摄影三维数据中,OSGB数据居多,这里给大家列举一个此数据格式的倾斜模型:

    二、OBJ

    OBJ文件是Alias|Wavefront公司为它的一套基于工作站的3D建模和动画软件"AdvancedVisualizer"开发的一种标准3D模型文件格式,很适合用于3D软件模型之间的互导,也可以通过Maya读写。比如Smart3D里面生成的模型需要修饰,可以输出OBJ格式,之后就可以导入到3dsMax进行处理;或者在3dsMax中建了一个模型,想把它调到Maya里面渲染或动画,导出OBJ文件就是一种很好的选择。

    OBJ文件一般包括三个子文件,分别是.obj、.mtl、.jpg,除了模型文件,还需要.jpg纹理文件,结构如下图:

    目前几乎所有知名的3D软件都支持OBJ文件的读写,不过其中很多需要通过插件才能实现。另外OBJ文件还是一种文本文件,可以直接用写字板打开进行查看和编辑修改。值得一提的是,Wish3D网站也支持OBJ格式数据的上传加载,上传方式如上述所示。

    OBJ可以是传统模型,也可以是倾斜模型,这里给大家看一个Wish3D网站现有的传统模型:

    三、FBX

    FBX是FilmBoX这套软件所使用的格式,后改称Motionbuilder。因为Motionbuilder扮演的是动作制作的平台,FBX最大的用途是用在诸如在3dsMax、Maya、softimage等软件间进行模型、材质、动作和摄影机信息的互导,这样就可以发挥Max和Maya等软件的优势。

    FBX同样也需要纹理文件,可以说,FBX方案是最好的互导方案。这里,Wish3D网站同样支持FBX格式的数据,案例如下:

    四、STL

    STL文件格式(stereolithography,光固化立体造型术的缩写)是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议,是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。

    STL文件是在计算机图形应用系统中,用于表示三角形网格的一种文件格式。 它的文件格式非常简单, 应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。

    格式简单,只能描述三维物体的几何信息,不支持颜色材质等信息,是计算机图形学处理CG,数字几何处理如CAD,数字几何工业应用,如三维打印机支持的最常见文件格式。

    五、3DS

    3DS是3dsMax建模软件的衍生文件格式,做完MAX的场景文件后可导出成3DS格式,可与其他建模软件兼容,也可用于渲染。结构内容如下图:

    优点就是,不必拘泥于软件版本。比如某3D MAX文件是使用3D MAX2015制作的,那么这个文件无法在3D MAX2014以及更低的版本中打开。而如果想用低版本的文件打开,那么只能选择保存为3DS文件,这样即便是3D MAX08、09版本都是可以打开的。

    Wish3D支持的传统模型中,也涵盖了3DS的数据格式,列举一个网站3DS格式的优秀作品:

    三维模型的数据格式还有很多很多……这里也欢迎大家积极留言交流,补充更多的内容分享!

    转载于:https://www.cnblogs.com/yejianyong/p/10089152.html

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  • 常见三维点云数据格式,包括斯坦福兔子,马,大象,人头等,数据格式已经整理成规则的X坐标空格Y坐标空格Z坐标,方便数据读取与后处理
  • 常见三维点云数据,已经整理数据格式.rar
  • 三维模型格式总结整理

    千次阅读 2018-11-21 18:41:51
    三维模型格式总结整理 1、模型格式多样性 3D模型格式很多,保守估计几十种。如X\dae\obj\3ds\max\ma\mb\c4d\md2\fbx\rwx\wrl\stl\stp\3mf\slprt\dwg\osg\iges…一些机构还会定义自己的模型格式。 2、数字模型应用...

    三维模型格式总结整理

    1、模型格式多样性

    3D模型格式很多,保守估计几十种。如X\dae\obj\3ds\max\ma\mb\c4d\md2\fbx\rwx\wrl\stl\stp\3mf\slprt\dwg\osg\iges…一些机构还会定义自己的模型格式。

    2、数字模型应用的两大主要领域

    总的来说分为两大领域:DCC(Digital Content Creation)领域和CAD/CAM(Computer Aided Design/Manufacturing)领域。前者主要偏向可视化,应用于游戏、影视动画、当前的VR和AR;后者主要面向工业设计制造。

    3、两大领域模型的特点

    DCC软件多以mesh/polygon形式制作模型,通过对顶点、线段、面片网格进行模型的编辑。CAD/CAM软件多以nurbs曲面形式制作模型,通过对样条线的编辑生成曲面模型。两种模型的区别有点像“像素”图像和“矢量”图像的区别。前者长于制作形状怪异细节复杂的有机模型,如怪兽,山洞;后者长于制作表面光滑的机械模型,如汽车外壳。

    4、两类模型精度特点

    总的来说DCC软件生成的模型精度低于CAD软件生成的模型精度。应用到具体行业,游戏模型≈VR\AR模型<影视模型<工业模型。对应的模型顶点数量级别依次是十万级别,百万级别,千万级别。 具有移动平台、实时渲染属性的项目一般用到的都是低模。

    5、常见的建模软件:

    DCC软件:3dsmax\Maya\Blender\Cinema4D\Mono\ZBrush…

    CAD\CAM软件:UG\Pro/E\Solidworks\Catia\autoCAD\Rhino\Alias…

    6、模型格式种类:

    每种软件都有自己的专用格式,如3dsMax的源文件格式为.max;Solidworks的源文件格式为.slprt。此外还有一些通用交换格式,用于不同软件之间互导。DCC领域最常用的通用格式是obj和fbx;CAD\CAM领域最常用的通用格式是stp\iges\stl。但通用格式有一个问题,它总是不能把软件内场景的所有信息导出,而是导出通用格式所支持的那一部分属性。

    7、Unity、Unreal等引擎对模型的要求

    目前来看,主流引擎和DCC领域软件关系比较紧密,这从引擎支持的模型格式可以看出。比如Unity3d官方推荐的模型格式有两类,一类是导出的通用格式,支持fbx\dae\obj\3ds\dxf\skp;另一类是DCC软件原生格式,支持max\maya\blender\cinema4D\Modo\Lightwave。这些两类格式都属于DCC流派。

    8、Obj和fbx的区别

    Fbx可以看做是比obj更高级的模型格式。Obj属于静态模型格式,不支持动画,仅记录模型的网格信息和材质信息(还需外挂mtl文件)。Fbx在此基础上还支持骨骼动画,Morph/Blend shape,顶点动画,高级贴图,相机,灯光等。

    9、模型减面优化

    由于硬件性能等限制,项目中模型的优化工作目前还是普遍常态。模型优化主要有两种方法,一种是由模型师在软件内手动优化,效果好效率及低,不利于批量化生产。另一种方法是软件自动优化,效率高,一般的算法都是以保持模型轮廓为主,普遍存在模型拓扑结构不合理的缺点,不利于后续的编辑,如柔性动画,但我们面向工业维修的话基本都是刚性动画,所以影响不大。大多数主流三维软件都内置减面工具或附带减面插件。另外也有很多独立软件专门做模型优化工作,如:MeshLab:一个开源、可移植和可扩展的三维几何处理系统,主要用于交互处理和非结构化编辑三维三角形网格。官网:http://www.meshlab.net/

    Atangeo:A high-quality, ultra-fast polygon reduction tool。

    官网:http://www.atangeo.com/home

    10、模型格式转换

    格式转化就会用到通用模型格式。CAD\CAM软件—>stp\stl\iges—>obj\fbx

    文章来源 -by 张洪涛

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  • 无人机航拍的影像经过建模软件处理产出之时,有很多成果的数据...这里我分别以OSGB,OBJ,FBX,STL等格式作说明介绍,另外人工模型以3DS为例,让大家知道这些格式都是什么来头,都有哪些优缺点,都是应用在哪些行业中
  • 常见三维文件格式之IGES

    万次阅读 2013-11-20 00:59:06
    IGES文件由五或六段组成: (1)标志(FLAG)段; (2)开始(START)段;...其中,标志段仅出现在二进制或压缩的ASCII文件格式中。 一个IGES文件可以包含任意类型、任意数量的元素,每个元素在元素

    IGES文件由五或六段组成:

    (1)标志(FLAG)段;

    (2)开始(START)段;

    (3)全局(GLOBAL)段;

    (4)元素索引(DIRECTORY ENTRY)段;

    (5)参数数据(PARAMTER DATA)段;

    (6)结束(TERMINATE)段。

    其中,标志段仅出现在二进制或压缩的ASCII文件格式中。

    一个IGES文件可以包含任意类型、任意数量的元素,每个元素在元素索引段和参数数据段各有一项,索引项提供了一个索引以及包含一些数据的描述性属性;参数数据项提供了特定元素的定义。元素索引段中的每一项格式是固定的,参数数据段的每一项是与元素有关的,不同的元素其参数数据项的格式和长度也不同。每个元素的索引项和参数数据项通过双向指针联系在一起。

    文件每行80个字符。每段若干行,每行的第1~72个字符为该段的内容;第73个字符为该段的段码;第74~80个字符为该段每行的序号。段码是这样规定的:字符“B”或“C”表示标志段;“S”表示开始段;“G”表示全局段;“D”表示元素索引段;“P”表示参数数据段;“T”表示结束段。

    1 开始段(Start Section)

    文件开始段可供人阅读的有关该文件的一些前言性质的说明。在第1~72列上可以写入任何的内容的ASCII码字符。一个开始段例子如下:

    1 72

    73 80

    This section is a human readable prologue to the file.

    It can contain an arbitrary number of lines

     

     

    using ASCII characters in columns 1-72

    S0000001

    S0000002

     

     

    S000000N

    图6.7 ASCII码的IGES开始段的格式

    2 全局段(Global Section)

    文件的全局段包含由前置处理器写入、后置处理器处理该文件所需的信息。它描述了IGES文件在使用的参数分隔符、记录分隔符、文件名、IGES版本、直线颜色、单位、建立该文件的时间、作者等信息。详细说明见下表:

    索引

    类型

    描述

    1

    字符串

    参数分隔符(缺省为逗号)

    2

    字符串

    记录分隔符(缺省为分号)

    3

    字符串

    发送系统产品ID

    4

    字符串

    文件名

    5

    字符串

    系统ID

    6

    字符串

    前置处理器版本

    7

    整数

    整数的二进制表示位数

    8

    整数

    发送系统单精度浮点数十进制最大幂次

    9

    整数

    发送系统单精度浮点数有效位数

    10

    整数

    发送系统双精度浮点数十进制最大幂次

    11

    整数

    发送系统双精度浮点数有效位数

    12

    字符串

    接收系统产品ID

    13

    实数

    模型空间比例

    14

    整数

    单位标志

    15

    字符串

    单位

    16

    整数

    直线线宽的最大等级

    17

    实数

    最大直线线宽

    18

    字符串

    交换文件生成的日期和时间,格式13HYYMMDD.HHNNSS,其中

    13表示字符串长度,“H”表示字符串,

    YY年数的末两位

    HH 小时(00-23)

    MM 月(01-12)

    NN 分钟(00-59)

    DD 日(01-31)

    SS 秒(00-59)

    19

    实数

    用户设定的模型等级的最小值

    20

    实数

    模型的近似最大坐标值

    21

    字符串

    作者名

    22

    字符串

    作者单位

    23

    整数

    对应于创建本文件的IGES标准版本号的整数

    24

    整数

    绘图标准

    25

    字符串

    创建或最近修改模型的日期和时间

    表6.2 IGES全局段内容

    3 元素索引段(Direction Entry Section)

    每一种元素对应一个索引,每个索引记录含有20项,每一项占8个字符,每个索引在元素索引段中占两行,索引说明如图6.7:

    1 8

    9 16

    17 24

    25 32

    33 40

    41 48

    49 56

    57 64

    65 72

    73 80

    (1)

    Entity

    Type

    Number

    #

    (2)

    Param.

    Data

    Þ

    (3)

    Struc-ture

    #,Þ

    (4)

    Line

    Font

    Patt.

    #,Þ

    (5)

    Level

     

    #,Þ

    (6)

    View

     

    0,Þ

    (7)

    Trans.

    Matrix

    0,Þ

    (8)

    Label

    Disp.

    Assoc.

    0.Þ

    (9)

    Status

    Number

    #

    (10)

    Seq.

    Number

    D#

    (11)

    Entity

    Type

    Number

    #

    (12)

    Line

    Weight

    Number

    #

    (13)

    Color

    Number

    #,Þ

    (14)

    Param.

    Line

    Count

    #

    (15)

    Form

    Number

    #

    (16)

    (17)

    (18)

    Entity

    Label

    (19)

    Entity

    Subs.

    Number

    #

    (20)

    Seq.

    Number

    D#+1

    注:

    (n)- 域号n # - 整数 Þ - 指针 #,Þ - 整数或指针 0,Þ - 零或指针

    图6.8 ASCII码的IGES元素索引段格式

    说明如下:

    (1)元素类型号;

    (2)参数指针,说明该元素的参数在参数数据段的开始行号;

    (3)版本,说明采用的IGES版本号;

    (4)线型,IGES文件中的线型用整数表示,所提供的线型如下:

    1:Solid(实线)

    2:Dashed(虚线)

    3:Phantom(剖面线)

    4:Center(中心线)

    其它线型,需在文件中自行定义;

    (5)图层,存放图层名或它的指针;

    (6)视图,存放视图指针;

    (7)变换矩阵,此项为块插入时相应的变换矩阵的索引在索引段的开始行号;

    (8)标号显示;

    (9)状态号,从左到右,每两个字符含义如下:

    第1,2个字符:存在的状态;

    第3,4个字符:相关性;

    第5,6个字符:形成特征;

    第7,8个字符:体系特征。

    (10)段码和序号;

    (11)元素类型号,同第一项;

    (12)直线的权号;

    (13)颜色号,IGES文件中颜色号定义如下:

    1:Black 黑

    2:Red 红

    3:Green 绿

    4:Blue 蓝

    5:Yellow 黄

    6:Magenta 深红

    7:Cyan 青

    8:White 白

    (14)参数记录数,元素的参数在参数数据段中的行数;

    (15)形式号,细分元素为不同的形式,不同元素其形式号的含义也不同;

    (16)留作将来使用;

    (17)留作将来使用;

    (18)元素标号;

    (19)元素下标号;

    (20)段码和序号,序号等于第10项的序号加1;

     

    4 参数数据段(Parameter Data Section)

    该段记录了每个元素的几何数据,其格式是不固定的。根据每个元素参数数据的多少,决定它在参数数据段中有几行。格式如下图所示,其中DE为该元素在元素索引段中的元素索引的开始行号。

    1 64

    66 72

    73 80

    元素类型号和由参数分隔符分隔的参数列

    DE 指针

    P0000001

    参数列的结束由记录分隔符表示

    DE指针

    P0000002

    图6.9 ASCII码的IGES参数数据段格式

    5 结束段(Terminate Section)

    结束段只有一行,在前32个字符里,分别用8个字符记录了开始段、全局段、元素索引段和参数数据段的段码和每段的总行数。第33~72个字符没有用到。最后8个字符为结束段的段码和行数。

    1 8

    9 16

    17 24

    25 32

    33 40

    41 48

    49 56

    57 64

    65 72

    73 80

    S0000030

    G0000003

    D0000600

    P0000343

      

    空白

      

    T0000001

    图6.10 ASCII码的IGES结束段格式

    IGES元素

    允许在CAD/CAM系统之间进行产品数据交换的文件结构至少要支持产品的几何数据、标注和数据组织方式的通信。IGES标准定义的文件格式将产品数据看作元素(Entity)的文件。每个元素是以一种独立于应用的,特定的CAD/CAM系统内部产品数据格式可以映射的格式来表示。IGES作为一种逐渐成熟的标准,在IGES中包含的元素类型始终同步于CAD/CAM技术的发展。

    在IGES数据交换文件中表示信息的基本单位就是元素,每种元素都有唯一的元素类型号与之对应。元素类型号0000到0599和0700到5000由IGES标准本身使用;元素类型号0600到0699和10000到99999作为宏元素。需要注意的是,元素类型号目前并没有被全部使用,有些号码是空的,不对应任何元素。一些元素包含有形式(Form)号作为一个属性,用来在固定的一个类型中进一步定义或细分一个元素。元素集中还包含一些用来表示元素之间相关性和元素性质的特殊元素。相关性元素提供了在元素间建立联系,以及这种联系所代表的含义的一种机制;特性元素允许指定一个元素或一些元素特殊的性质,如线宽。

    在IGES标准中定义了五类元素:曲线和曲面几何元素、构造实体几何CSG元素、边界B-Rep实体元素、标注元素和结构元素。元素类型号100到199一般保留为几何元素的类型号。

    1 曲线和曲面几何元素

    在IGES标准中定义了如下的曲线和曲面几何元素:

    100 圆弧(Circular Arc)

    102 组合曲线(Composite Curve)

    104 二次曲线(Conic Arc)

    106 数据集(Copious Data)

    108 平面(Plane)

    110 直线(Line)

    112 参数样条曲线(Parametric Spline Curve)

    114 参数样条曲面(Parametric Spline Surface)

    116 点(Point)

    118 直纹面(Ruled Surface)

    120 旋转面(Surface of Revolution)

    122 列表柱面(Tabulated Cylinder)

    124 变换矩阵(Transformation Matrix)

    125 几何元素显示标记(Flash)

    126 有理B样条曲线(Rational B-Spline Curve)

    128 有理B样条曲面(Rational B-Spline Surface)

    130 等距曲线(Offset Curve)

    140 等距曲面(Offset Surface)

    141 边界(Boundary)

    142 参数曲面上的曲线(Curve on a Parametric Surface)

    143 有界曲面(Bounded Surface)

    144 剪裁曲面(Trimmed Parametric Surface)

     

    2 构造实体几何元素

    IGES标准中CSG体素元素如下:

    150 块(Block)

    152 直角楔体(Right Angular Wedge)

    154 正圆柱(Right Circular Cylinder)

    156 正圆锥(Right Circular Cone Frustum)

    158 球体(Sphere)

    160 圆环(Torus)

    162 旋转体(Solid of Revolution)

    164 线性拉伸体(Solid of Linear Extrusion)

    168 椭圆体(Ellipsoid)

     

    通过使用如下的元素,CSG体素合并为更复杂的CSG实体:

    180 布尔树(Boolean Tree)

    182 选择部件(Selected Component)

    184 实体装配(Solid Assembly)

    430 实体实例(Solid Instance)

     

    IGES中的构造实体几何CSG元素用来支持广泛使用的实体模型表示方法之一--CSG。CSG元素类型可以分为两类:几何的和结构的。几何的CSG类型元素指体素元素,包括了从块到椭圆体的体素,一个体素模型的信息包括定义体素形状的尺寸,定义体素局部坐标系的点和向量坐标和一个任选的指向确定体素位置的变换矩阵的索引项指针。对于旋转体和线性拉伸体元素,其形状定义通过平面曲线间接地定义。结构的CSG类型元素有布尔树、实体实例和实体装配元素。

    3 B-Rep实体元素

    边界表示B-Rep实体模型元素包括拓扑元素集、曲面元素集和曲线元素集。

    拓扑元素集如下:

     

    186 流形B-Rep实体(Manifold Solid B-Rep Object)

    502 顶点(Vertex)

    504 边(Edge)

    508 环(Loop)

    510 面(Face)

    514 壳(Shell)

     

    用于构造B-Rep实体模型的曲面元素如下:

    114 参数样条曲面(Parametric Spline Surface)

    118 直纹面(Ruled Surface)

    120 旋转面(Surface of Revolution)

    122 列表柱面(Tabulated Cylinder)

    128 有理B样条曲面(Rational B-Spline Surface)

    140 等距曲面(Offset Surface)

    190 平曲面(Plane Surface)

    192 正圆柱面(Right Circular Cylindrical Surface)

    194 正圆锥面(Right Circular Conical Surface)

    196 球面(Spherical Surface)

    198 圆环面(Toroidal Surface)

     

    用于构造B-Rep实体模型的曲线元素如下:

    100 圆弧(Circular Arc)

    102 组合曲线(Composite Curve)

    104 二次曲线(Conic Arc)

    106/11 2D 路径(2D Path)

    106/12 3D 路径(3D Path)

    106/63 平面封闭曲线(Closed Planar Curve)

    110 直线(Line)

    112 参数样条曲线(Parametric Spline Curve)

    126 有理B样条曲线(Rational B-Spline Curve)

    130 等距曲线(Offset Curve)

     

    4 标注图形元素

    IGES标准中定义的标注图形元素包括:

    106 数据集(Copious Data)

    202 角度尺寸标注(Angular Dimension)

    204 曲线尺寸标注(Curve Dimension)

    206 直径尺寸标注(Diameter Dimension)

    208 标识注解(Flag Note)

    210 一般标注(General Label)

    212 一般注解(General Note)

    213 新一般注解(New General Note)

    214 箭头标注(Leader或Arrow)

    216 直线尺寸标注(Linear Dimension)

    218 坐标尺寸标注(Coordinate Dimension)

    220 点尺寸标注(Point Dimension)

    222 半径尺寸标注(Radius Dimension)

    228 一般符号(General Symbol)

    230 剖面区域(Sectioned Area)

     

    许多标注元素是用其它元素来构造。例如,尺寸元素由0、1或2个指向参考线元素的

    指针,0、1或2个指向箭头元素的指针和一个指向一般注解元素的指针。

     

    5 结构元素

    IGES中结构元素包括:

    0 空元素(Null)

    132 连接点(Connect Point)

    134 有限元结点(Node)

    136 有限元元素(Finite Element)

    138 结点的位移或旋转(Nodal Displacement and Rotation)

    146 结点值(Nodal Results)

    148 元素值(Element Results)

    302 相关性定义(Associatively Definition)

    304 线型定义(Line Font Definition)

    308 子图定义(Subfigure Definition)

    310 字体定义(Text Font Definition)

    312 文本显示方式(Text Display Template)

    314 颜色定义(Color Definition)

    316 单位数据(Units Data)

    320 网络子图定义(Network Subfigure Definition)

    322 属性表定义(Attribute Table Definition)

    402 相关性实例(Associatively Instance)

    404 图纸(Drawing)

    406 特性(Property)

    408 单子图实例(Singular Subfigure Instance)

    410 视图(View)

    412 方阵子图实例(Rectangular Array Subfigure Instance)

    414 圆周阵子图实例(Circular Array Subfigure Instance)

    416 外部基准(External Reference)

    418 结点加载和约束(Nodal Load and Constraint)

    420 网络子图实例(Network Subfigure Instance)

    422 属性表实例(Attribute Table Instance)

    600~699 宏实例(Macro Instance)

    10000~99999 用户宏定义(Macro Definition (User))

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空空如也

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