Что такое файл OBJ и как его использовать?

В области трехмерного графического дизайна формат файла OBJ является одним из наиболее важных форматов, особенно хорошо - подходит как универсальный формат обмена для не - анимированных 3D -моделей.

Его простота и надежные возможности хранения данных делают его высоко ценится в 3D -моделировании, архитектурном рендеринге и приложениях виртуальной реальности.

Прежде чем погружаться глубже, давайте рассмотрим фундаментальные функции и использование формата файла OBJ, постепенно раскрыв, как этот широко распознаваемый тип файла стал универсальным краеугольным камнем в мире 3D -графики.

Что такое файл OBJ?

Формат файла OBJ был разработан WaveFront Technologies для ее рабочей станции - На основе 3D -моделирования и анимационного программного обеспечения Advanced Visualizer.

Этот формат также может быть прочитал и написан Майей, что делает его очень универсальным. Файлы OBJ являются простыми текстовыми файлами, что означает, что их можно открыть, просмотреть и отредактировать с помощью любого текстового редактора.

Формат OBJ поддерживает многоугольники, линии, поверхности и свободные кривые формы. Линии и полигоны описываются их точками, в то время как кривые и поверхности определяются с использованием их контрольных точек, а также дополнительную информацию, специфичную для типа кривой.

Эти детали позволяют представлять как регулярных, так и нерегулярных кривых, в том числе на основе кривых Безера, сплайнов, кардинальных сплайнов (сплайны Catmull - ROM) и уравнения Тейлора.

Каковы характеристики формата OBJ?

Геометрическое представление

Формат файла OBJ обеспечивает гибкость при описании геометрии поверхности трехмерных моделей, поддерживая различные методы кодирования, включая полигональную тесселяцию, свободные кривые формы и свободные поверхности формы.

Полигональная тесселяция использует простые геометрические фигуры, такие как треугольники и четырехугольники, для плитки поверхности модели, облегчая обработку и рендеринг. Однако этот подход может вводить геометрические неточности при представлении изогнутых поверхностей.

Свободные кривые формы (например, кардинальные сплайны, кривые Безера) и свободные поверхности формы (например, NURBS) математически определены, что позволяет точно описать кривые и поверхности с минимальным размером файла.

Эти функции делают формат OBJ подходящим для высоких полей точных полей, таких как аэрокосмическая и автомобильная конструкция.

Поддержка цвета и текстуры

Хотя формат OBJ не хранит данные цвета и текстуры, он может определять свойства материала для моделей через соответствующий файл библиотеки библиотеки материала (MTL).

Файл MTL, записанный в тексте ASCII, использует модель отражения фонга для указания атрибутов поверхности, таких как окружающий цвет, рассеянный цвет, зеркальный цвет и прозрачность.

Кроме того, файлы MTL поддерживают отображение текстуры, которое отображает каждую точку на поверхности трехмерной модели с 2D -изображением, обеспечивая сложные эффекты цвета и текстуры.

Открытость и совместимость

Формат файла OBJ открыт и широко принят многочисленными 3D -графическими приложениями. Его простой текст - На основе структуры позволяет открывать, просматривать и отредактировать файлы OBJ в текстовом редакторе.

Кроме того, почти все основные 3D -программные программные обеспечения поддерживают чтение и написание файлов OBJ, что облегчает обмен данными модели между различными 3D -инструментами.

Важно отметить, что формат файла OBJ не включает информацию о анимации, свойствах материала, пути текстуры, динамики или частиц.

Он в основном используется для описания статических 3D -моделей. Для приложений, требующих хранения анимации или других динамических данных, альтернативные форматы файлов могут быть более подходящими.

Структура файла OBJ

● Строки комментариев:Начните с #и используются для добавления описательного текста в файл.

● Данные вершины:

V: Определяет геометрические вершины (x, y, z координаты).

VT: определяет вершины текстуры (u, v, [w] координаты).

VN: Определяет нормали вершины (x, y, z компоненты).

● Элементы:

F: Определяет лица с использованием индексов вершины.

L: Определяет линии, используя индексы вершины.

● Группы и объекты:

G: указывает имя группы.

o: Указывает имя объекта.

● Материальная информация:

USEMTL: указывает имя материала для использования.

Mtllib: указывает файл библиотеки материалов.

Пример

# Это простой четырехугольник

# Определите имя объекта

o Simplequad

# Определить координаты вершины

V - 1,0 1,0 0,0

v 1,0 1,0 0,0

v 1,0 - 1,0 0,0

V - 1,0 - 1,0 0,0

# Определить координаты текстуры

VT 0,0 1,0

VT 1.0 1.0

VT 1,0 0,0

VT 0,0 0,0

# Определить нормы вершины

VN 0,0 0,0 1,0

# Определите лицо, используя вершину/текстуру/нормальные индексы

F 1/1/1 2/2/1 3/3/1 4/4/11

Объяснение

● Имя объекта (o Simplequad): Объявляет имя объекта как простой

● Вершины (v): Определяет координаты x, y, z четырех вершин.

● Координаты текстуры (vt): Определяет соответствующие координаты текстуры (u, v).

● Норкса (нормы (вершины (vn): Определяет нормальный вектор для поверхности.

● Лицо (f): Описывает четырехугольственное лицо, используя индексы в вершине/текстуре формата/нормально.

Примечания

● Индексация:Индексы в файлах OBJ начинаются с 1 (не 0).

● Единицы:Файлы OBJ не включают информацию об устройстве. Масштабирование должно быть обработано снаружи.

● Показатель:Файлы OBJ - это простой текст, что позволяет им легко читать и редактировать с помощью любого текстового редактора.

OBJ против других 3D -форматов файлов

В области 3D -моделирования и печати несколько альтернативных форматов файлов существуют вместе с форматом файла OBJ. Ниже приведены некоторые общие альтернативы:

STL (стереолитография)

Stl является одним из наиболее широко используемых трехмерных файловых форматов, часто применяемых в 3D -печати, компьютере - ADIDED Manufacturing (CAM) и обмене данными CAD/CAM.

Этот формат представляет собой поверхностную геометрию трехмерных моделей с использованием треугольной сетки, предлагая простую и легкую структуру процесса.

Тем не менее, STL не поддерживает информацию о цвете или текстуре, ограничивая его использование в приложениях, требующих богатых визуальных деталей. Кроме того, STL -файлы могут стать очень большими при представлении объектов с высоким разрешением.

Collada (совместная дизайнерская деятельность)

Collada - это открытый формат источника, обычно используемый в играх и приложениях благодаря своей поддержке сцен и анимации. Он может описать сложные трехмерные сцены, включая геометрию, физические атрибуты, затенение и анимацию.

В то время как структура файлов Collada является относительно сложной, ее открытость и широкая поддержка делают его эффективным инструментом для обмена 3D -контентом.

FBX (Filmbox)

FBX - это запатентованный формат, предназначенный для обмена данными с высоким уровнем - Fidelity между программными приложениями, особенно для сложных 3D -моделей, которые включают анимацию и информацию о сцене.

FBX широко используется в разработке игр и производстве фильмов, поддерживая различные 3D -типы данных, такие как геометрия, материалы, анимация и скелеты. Однако в качестве запатентованного формата определенные функции FBX могут столкнуться с проблемами совместимости в разных программ.

X3d (расширяемый 3d)

X3D является стандартом для 3D -графики, поддерживающей несколько языков кодирования и принятый ISO.

Как преемник VRML, X3D предлагает более богатый набор функций, включая анимацию, интерактивность и расширенные эффекты рендеринга. X3D предназначен для интеграции с HTML и XML, что делает его подходящим для 3D -графической презентации в веб -средах.

VRML (язык моделирования виртуальной реальности)

VRML был ранним стандартом для 3D -веб -графики, в настоящее время в значительной степени замененный X3D. Это позволяет создавать виртуальные миры, содержащие 3D -объекты и взаимодействия. Однако из -за его ограниченной функциональности и отсутствия обновлений он постепенно был заменен более современными форматами.

AMF (формат файла аддитивного производства)

AMF - это формат файлов, разработанный для 3D -печати и других процессов производства аддитивного производства, устраняя ограничения формата STL.

AMF поддерживает хранение информации, такую ​​как цвет, материалы, текстуры и структуры, позволяя создавать сложную геометрию и мультинологические отпечатки материалов.

Тем не менее, принятие AMF остается относительно низким и еще не стало основным стандартом.

3MF (3D -производственный формат)

3MF - это современный формат файлов, специально предназначенный для 3D -печати, включая данные из вспомогательных файлов в других форматах. 3MF поддерживает информацию, такую ​​как цвет, материал, текстура и настройки принтера, что позволяет более эффективным рабочим процессам и меньшим размерам файлов.

По мере продвижения технологии 3D -печати 3MF повышает поддержку и принятие.

GLTF (формат передачи GL)

GLTF - это формат файла для эффективной передачи и загрузки трехмерных сцен и моделей, направленного на предоставление меньших размеров файлов и более высоких скоростей загрузки.

Он поддерживает материалы, анимации и сжатие PBR (физическое рендеринг), что делает его особенно подходящим для реальных интерактивных приложений, таких как WebGL, виртуальная реальность и дополненная реальность.

IGE (начальная графическая спецификация обмена)

IGES - это перекрестный графический графический формат ASCII ASCII, поддерживаемый многими программами САПР. Он вмещает различные геометрические представления, включая каркасы, поверхности и твердые модели, и широко используется в инженерном проектировании и производстве.

Тем не менее, IGES относительно сложный, с большими размерами файлов и постепенно заменялся более современными форматами, такими как шаг.

Json (javascript object obtation)

JSON - это открытый - Стандартный формат файлов, обычно используемый для обмена данными в веб -приложениях. В 3D -графике JSON часто используется для хранения и передачи легких данных 3D -модели, особенно в приложениях на основе веб -сайтов.

Его простота анализа и человеческая структура делает json выгодным для передачи сети и реального рендеринга времени.

Каждый формат трехмерного файла имеет конкретные использование и преимущества. Выбор соответствующего формата зависит от требований проекта, используемого программного обеспечения и предполагаемого сценария приложения.

3D сканеры и файлы OBJ

3D сканеры Захватите геометрию и текстуру объектов и преобразуйте их в цифровые 3D -модели, которые иногда будут сохранены в формате OBJ.

Отношения между 3D -сканерами и файлами OBJ

Сбор данных и хранение данных

3D -сканеры используют такие технологии, как лазеры, структурированный свет или фотограмметрия, для сбора трех размерных данных объекта, включая вершины, края и лица.

Эти данные могут быть сохранены как файлы OBJ, которые содержат как геометрическую информацию, так и информацию о текстуре объекта.

Совместимость формата файла

Файлы OBJ - это формат открытого стандарта, поддерживаемый большинством 3D -моделирования и редактирования программного обеспечения.

Это означает, что файлы OBJ, сгенерированные 3D -сканерами, могут быть легко открыты, отредактированы и обработаны в различных программных приложениях. Он будет оптимизировать последующие проекты и производственные рабочие процессы.

Обратная инженерия и перепроектирование

В промышленном дизайне и производстве файлы OBJ, сгенерированные 3D -сканерами, часто используются для Обратная инженерияПолем Дизайнеры могут модифицировать, оптимизировать или перепроектировать отсканированные модели для удовлетворения новых требований или повышения производительности продукта.

Обработка отсканированных файлов OBJ

В то время как файлы OBJ широко используются в 3D -моделировании и рендеринге, непосредственно редактирование их в определенном программном обеспечении CAD (например, UG/NX) может быть сложным. Следовательно, преобразование файлов OBJ в редактируемые форматы CAD часто необходима. Общие методы включают:

Использование программного обеспечения для обратного инженера

Специализированные инструменты обратной инженерной инженерии, такие как Geomagic Studio, могут импортировать файлы OBJ и преобразовать их в редактируемые форматы CAD, такие как IGE или шаг.

Эти инструменты предоставляют функции для реконструкции поверхностей и функций модели, что делает их подходящими для дальнейшего редактирования в среде CAD.

Плагин - Пособие преобразования

Некоторое программное обеспечение CAD поддерживает прямой импорт и редактирование файлов OBJ через плагины. Например, плагин SolidWorks на поверхности мощности позволяет пользователям импортировать файлы OBJ и конвертировать их в редактируемые Solid Models.

Сетка - до - Преобразование поверхности

В некоторых случаях программное обеспечение может использоваться для преобразования данных полигональных сетей в файлах OBJ в поверхности NURBS, что приводит к редактируемым моделям CAD. Этот метод особенно полезен для модернизации и модификации сложных моделей поверхности.

Соображения

Модель точности

Точность файлов OBJ, сгенерированных 3D -сканерами, зависит от разрешения условий сканера и сканирования. Во время обратной инженерии модели могут быть сглажены, упрощены или ремонтированы, чтобы улучшить их редактируемость и удобство использования.

Размер файла

Сканированные модели с высоким уровнем решения могут привести к большим файлам OBJ, требуя значительных вычислительных ресурсов для обработки и редактирования. В некоторых случаях может потребоваться понижение или сегментирование модели на более мелкие части.

Часто задаваемые вопросы

Каково основное использование формата OBJ?

Файлы OBJ широко используются в 3D -моделировании, анимации, архитектурной визуализации, 3D -печати и разработке игр. Их открытость и совместимость делают их предпочтительным форматом для обмена 3D -данными между различными программными платформами.

Каковы типичные расширения файлов для файлов OBJ?

Типичное расширение файла для файлов obj составляет .obj, с соответствующим расширением файла материала .mtl. В.

Как я могу открыть файл OBJ?

Файлы OBJ могут быть открыты с использованием различного совместимого программного обеспечения, такого как Blender, Maya, AutoCAD или специализированные 3D -инструменты просмотра, такие как Lab CAD Trabanger. Эти приложения обычно предоставляют функции для просмотра, редактирования и экспорта модели.

Можно ли преобразовать файлы OBJ в другие форматы?

Да. Файлы OBJ могут быть преобразованы в различные форматы, такие как STL, IGES или JSON, в зависимости от предполагаемого использования. Например:

● Чтобы преобразовать OBJ в STL:Используйте программное обеспечение, такое как Autodesk Fusion 360 или онлайн -инструменты.

● Преобразовать OBJ в JSON:Используйте онлайн -конвертеры 3D -модели.

Поддерживает ли формат OBJ материалы и текстуры?

Да. Через .mtlfile формат OBJ может определять атрибуты материала для моделей, включая цвет, отражательную способность и прозрачность. Кроме того, файлы OBJ могут хранить координаты картирования текстуры, позволяя применять 2D -изображения к поверхности трехмерных моделей.

Поддерживают ли Blender и Maya файлы OBJ?

Да. И Blender, и Maya поддерживают импорт и экспорт файлов OBJ. Blender позволяет интегрировать файлы OBJ с файлами Blend, в то время как Maya, как преемник технологий Wavefront, имеет собственную совместимость с форматом OBJ.