Was ist das PLY Format?
Das PLY Format ist ein einfaches Dateiformat zur Speicherung von dreidimensionalen Objekten, die als eine Sammlung von Polygonen beschrieben werden. Es wurde ursprünglich für die Verwendung mit 3D-Scannern entwickelt, um die Daten von realen Objekten zu erfassen. Das Format unterstützt eine relativ einfache Beschreibung eines einzelnen Objekts als eine Liste von flachen Polygonen, die verschiedene Attribute haben können, wie Farbe, Transparenz, Oberflächennormalen, Texturkoordinaten oder Konfidenzwerte der gemessenen Daten. Das Format erlaubt es auch, unterschiedliche Attribute für die Vorder- und Rückseite eines Polygons zu definieren.
Eine PLY Datei besteht aus einem Header, der die Elemente des Polygonnetzes und ihre Typen spezifiziert, gefolgt von der Liste der Elemente selbst. Die Elemente sind normalerweise Vertices (Eckpunkte) und Faces (Flächen), aber können auch andere Entitäten wie Edges (Kanten), Samples (Stichproben) oder Triangle Strips (Dreiecksstreifen) enthalten. Der Header ist immer im ASCII-Format geschrieben, während die numerischen Daten entweder im ASCII- oder im Binärformat gespeichert werden können. Der Header beginnt immer mit einer magischen Zahl, einer Zeile, die nur „ply“ enthält, um die Datei als eine PLY Datei zu identifizieren. Die zweite Zeile gibt an, welche Variante des PLY Formats verwendet wird. Sie sollte eine der folgenden sein:
format ascii 1.0
format binary_little_endian 1.0
format binary_big_endian 1.0
Die Zahl 1.0 bezieht sich auf die Versionsnummer des Standards, die aber bisher die einzige verwendete Version ist. Kommentare können im Header mit dem Wort „comment“ am Anfang einer Zeile eingefügt werden. Alles von dort bis zum Ende der Zeile sollte dann ignoriert werden.
Das Wort „element“ leitet eine Beschreibung eines bestimmten Elements ein und gibt an, wie viele davon es gibt. Zum Beispiel würde in einer Datei mit 12 Vertices, die jeweils als ein Tripel aus Gleitkommazahlen (X,Y,Z) dargestellt werden, folgendes stehen:
element vertex 12
property float x
property float y
property float z
Andere Property-Zeilen könnten angeben, dass Farben oder andere Daten bei jedem Vertex gespeichert sind und den Datentyp dieser Informationen angeben. Zum Beispiel:
property uchar red
property uchar green
property uchar blue
Der Datentyp kann entweder mit einem der folgenden Wörter angegeben werden:
char uchar short ushort int uint float double
oder mit einem der folgenden Wörter:
int8 uint8 int16 uint16 int32 uint32 float32 float64
Für ein Objekt mit zehn polygonalen Flächen könnte man sehen:
element face 10
property list uchar int vertex_index
Das Wort „list“ zeigt an, dass die Daten eine Liste von Werten sind, deren erste Zahl die Anzahl der Einträge in der Liste angibt (in diesem Fall als ein „uchar“). Die restlichen Zahlen sind die Indizes der Vertices, die das Polygon bilden.
Die PLY Implementierungen variieren stark in den Namen der Properties. Zum Beispiel wird „vertex_indices“ häufiger verwendet als „vertex_index“, zum Beispiel in Blender und VTK. Die erweiterte Spezifikation listet eine „Core List (required)“, eine „Second List (often used)“ und eine „Third List (suggested extensions)“ von Property-Namen auf.
Das PLY Format wurde von Greg Turk an der Stanford University entworfen und erstmals 1994 veröffentlicht. Es wurde unter anderem für das Digital Michelangelo Project verwendet, das einen extrem hochauflösenden 3D-Scan von Michelangelos David-Skulptur erstellte.
Das PLY Format ist eines der verbreitetsten Formate für polygonale Modelle und wird von vielen wissenschaftlichen Programmen und Programmbibliotheken unterstützt. Es ist auch verwandt mit anderen Dateiformaten wie STL, OBJ oder OFF.