PLY是一種電腦檔案格式,全名為多邊形檔案(Polygon File Format)或 史丹佛三角形檔案(Stanford Triangle Format)。
的 [http://graphics.stanford.edu/projects/mich/ The Digital Michelangelo Project]計畫採用PLY格式儲存極高解析度之米開朗基羅的作品"大衛"雕塑。]]
該格式主要用以儲存立體掃描結果的三維數值,透過多邊形片面的集合描述三維物體,與其他格式相較之下這是較為簡單的方法。它可以儲存的資訊包含顏色、透明度、表面法向量、材質座標與資料可信度,並能對多邊形的正反兩面設定不同的屬性。
在檔案內容的儲存上PLY有兩種版本,分別是純文字(ASCII)版本與二元碼(binary)版本,其差異在儲存時是否以ASCII編碼表示元素資訊。
檔案格式
(本文並未提供完整的格式描述,以下僅介紹PLY的基本概念與格式)
每個PLY檔都包含檔頭(header),用以設定網格模型的「元素」與「屬性」,以及在檔頭下方接著一連串的元素「數值資料」。一般而言,網格模型的「元素」就是頂點(vertices)、面(faces),另外還可能包含有邊(edges)、深度圖樣本(samples of range maps)與三角帶(triangle strips)等元素。無論是純文字與二元碼的PLY檔,檔頭資訊都是以ASCII編碼編寫,接續其後的數值資料才有編碼之分。PLY檔案以此行:
ply
開頭作為PLY格式的識別。接著第二行是版本資訊,目前有三種寫法:
format ascii 1.0
format binary_little_endian 1.0
format binary_big_endian 1.0
其中ascii, binary_little_endian, binary_big_endian是檔案儲存的編碼方式,而1.0是遵循的標準版本(現階段僅有PLY 1.0版)。在檔頭中可使用'comment'作為一行的開頭以編寫註解,例如:
comment This is a comment!
描述元素及屬性,必須使用'element'及'property'的關鍵字,一般的格式為element下方接著屬性列表,例如:
element
property
property
property
'property'不僅定義了資料的型態,其出現順序亦定義了資料的順序。內定的資料形態有兩種寫法:一種是char uchar short ushort int uint float double,另外一種是具有位元長度的int8 uint8 int16 uint16 int32 uint32 float32 float64。
例如,描述一個包含12個頂點的物體,每個頂點使用3個單精度浮點數 (x,y,z)代表點的座標,使用3個unsigned char代表頂點顏色,顏色順序為 (B, G, R),則檔頭的寫法為:
element vertex 12
property float x
property float y
property float z
property uchar blue
property uchar green
property uchar red
其中vertex是內定的元素類型,接續的6行property描述構成vertex元素的數值欄位順序代表的意義,及其資料形態。
另一個常使用的元素是面。由於一個面是由3個以上的頂點所組成,因此使用一個「頂點列表」即可描述一個面, PLY格式使用一個特殊關鍵字'property list'定義之。
例如,一個具有10個面的物體,其PLY檔頭可能包含:
element face 10
property list uchar int vertex_indices
'property list'表示該元素face的特性是由一行的頂點列表來描述。列表開頭以uchar型態的數值表示列表的項目數,後面接著資料型態為int的頂點索引值(vertex_indices),頂點索引值從0開始。
最後,標頭必須以此行結尾:
end_header
檔頭後接著的是元素資料(端點座標、拓樸連結等)。在ASCII格式中各個端點與面的資訊都是以獨立的一行描述,而二元編碼格式則連續儲存這些資料,載入時須以'element'定義的元素數目以及'property'中設定的資料形態計算各筆欄位的長度。
範例
一個典型的PLY檔案結構分成三部分:
檔頭 (從ply開始到end_header)
頂點元素列表
面元素列表
其中的頂點元素列表一般以x y z方式排列,形態如檔頭所定義;而面元素列表是以下列格式表示。
...
例如畫出一個有4個頂點,4個面的四面體,檔案內容為:
ply
format ascii 1.0
comment這是一個正四面體
element vertex 4
property float x
property float y
property float z
element face 4
property list uchar int vertex_index
end_header
0 3 0
2.449 -1.0 -1.414
0 -1 2.828
-2.449 -1.0 -1.414
3 0 1 3
3 0 2 1
3 0 3 2
3 1 2 3
其中1~10行是檔頭, 11~14行是頂點元素列表, 15~18行則是面元素列表。
歷史
PLY格式發展於90年代中期,在史丹佛大學圖學實驗室的Marc Levoy教授指導下,由及其他成員開發出來。PLY格式受Wavefront .obj格式的啟發,但改進了Obj格式所缺少的對任意屬性及群組的擴充性。因此PLY格式發明了"property"及"element"這兩個關鍵詞,來概括「頂點、面、相關資訊、群組」的概念。
參見
- Blender:免費而功能強大3D編輯工具,可以用來匯入PLY檔案
- MeshLab:在Windows、Mac OS X與Linux平台上開放原始碼的網格編修與展示工具,可用來編輯轉換PLY檔案
外部連結
- [http://www.cs.virginia.edu/~gfx/Courses/2001/Advanced.spring.01/plylib/Ply.txt Greg Turk撰寫的PLY格式文件]
- [http://paulbourke.net/dataformats/ply/ PLY - Polygon File Format](內含格式範例檔)
- [http://www.cc.gatech.edu/projects/large_models/ply.html 一些支援PLY的工具]
- [https://web.archive.org/web/20081203195143/http://www.cs.princeton.edu/~diego/professional/rply/ 讀取、寫入PLY檔的函式庫]
- [http://graphics.stanford.edu/data/3Dscanrep/ 以PLY格式儲存的大量三維模型]
三維計算機圖形學
文件格式
CAD文件格式
圖形文件格式
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