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PLY

PLY是一种电脑档案格式，全名为多边形档案（Polygon File Format）或 史丹佛三角形档案（Stanford Triangle Format）。

史丹佛大学的 The Digital Michelangelo Project（页面存档备份，存于互联网档案馆）计画采用PLY格式储存极高解析度之米开朗基罗的作品"大卫"雕塑。

该格式主要用以储存立体扫描结果的三维数值，透过多边形片面的集合描述三维物体，与其他格式相较之下这是较为简单的方法。它可以储存的资讯包含颜色、透明度、表面法向量、材质座标与资料可信度，并能对多边形的正反两面设定不同的属性。

在档案内容的储存上PLY有两种版本，分别是纯文字（ASCII）版本与二元码（binary）版本，其差异在储存时是否以ASCII编码表示元素资讯。

档案格式

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（本文并未提供完整的格式描述，以下仅介绍PLY的基本概念与格式）

每个PLY档都包含档头（header），用以设定网格模型的“元素”与“属性”，以及在档头下方接著一连串的元素“数值资料”。一般而言，网格模型的“元素”就是顶点（vertices）、面（faces），另外还可能包含有边（edges）、深度图样本（samples of range maps）与三角带（triangle strips）等元素。无论是纯文字与二元码的PLY档，档头资讯都是以ASCII编码编写，接续其后的数值资料才有编码之分。PLY档案以此行： 

 ply

开头作为PLY格式的识别。接著第二行是版本资讯，目前有三种写法： 

 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是档案储存的编码方式，而1.0是遵循的标准版本（现阶段仅有PLY 1.0版）。在档头中可使用'comment'作为一行的开头以编写注解，例如： 

 comment This is a comment!

描述元素及属性，必须使用'element'及'property'的关键字，一般的格式为element下方接著属性列表，例如: 

 element <element name> <number in file>
 property <data_type> <property name 1>
 property <data_type> <property name 2>
 property <data_type> <property name 3>

'property'不仅定义了资料的型态，其出现顺序亦定义了资料的顺序。内定的资料形态有两种写法：一种是char uchar short ushort int uint float double,另外一种是具有位元长度的int8 uint8 int16 uint16 int32 uint32 float32 float64。 例如，描述一个包含12个顶点的物体，每个顶点使用3个单精度浮点数 (x,y,z）代表点的座标，使用3个unsigned char代表顶点颜色，颜色顺序为 (B, G, R),则档头的写法为： 

 element vertex 12
 property float x
 property float y
 property float z
 property uchar blue
 property uchar green
 property uchar red

其中vertex是内定的元素类型，接续的6行property描述构成vertex元素的数值栏位顺序代表的意义，及其资料形态。

另一个常使用的元素是面。由于一个面是由3个以上的顶点所组成，因此使用一个“顶点列表”即可描述一个面, PLY格式使用一个特殊关键字'property list'定义之。 例如，一个具有10个面的物体，其PLY档头可能包含： 

 element face 10
 property list uchar int vertex_indices

'property list'表示该元素face的特性是由一行的顶点列表来描述。列表开头以uchar型态的数值表示列表的项目数，后面接著资料型态为int的顶点索引值（vertex_indices），顶点索引值从0开始。

最后，标头必须以此行结尾： 

 end_header

档头后接著的是元素资料（端点座标、拓朴连结等）。在ASCII格式中各个端点与面的资讯都是以独立的一行描述，而二元编码格式则连续储存这些资料，载入时须以'element'定义的元素数目以及'property'中设定的资料形态计算各笔栏位的长度。

范例

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一个典型的PLY档案结构分成三部分： 

 檔頭 (從ply開始到end_header）
 頂點元素列表
 面元素列表

其中的顶点元素列表一般以x y z方式排列，形态如档头所定义；而面元素列表是以下列格式表示。 

 <組成面的端點數N> <端點#1的索引> <端點#2的索引> ... <端點#N的索引>

例如画出一个有4个顶点，4个面的四面体，档案内容为: 

 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行是档头, 11~14行是顶点元素列表, 15~18行则是面元素列表。

历史

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PLY格式发展于90年代中期，在史丹佛大学图学实验室的Marc Levoy教授指导下，由Greg Turk（英语：Greg Turk）及其他成员开发出来。PLY格式受Wavefront .obj格式的启发，但改进了Obj格式所缺少的对任意属性及群组的扩充性。因此PLY格式发明了"property"及"element"这两个关键词，来概括“顶点、面、相关资讯、群组”的概念。

参见

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  • Blender:免费而功能强大3D编辑工具，可以用来汇入PLY档案
  • MeshLab:在Windows、Mac OS X与Linux平台上开放原始码的网格编修与展示工具，可用来编辑转换PLY档案

外部链接

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检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=PLY&oldid=80465472”