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Overview

ply 又稱多邊形檔案（Polygon File Format）或史丹佛三角形檔案（Stanford Triangle Format），是一種儲存 3D 模型的檔案格式。

ply 格式改進了 obj 格式所缺少對任意屬性及群組的擴充性，因此發明了 element 和 property 這兩個關鍵字，來概括「頂點、面、相關資訊、群組」的概念。

Introduction

• 以 ply 開頭作為該格式的識別。

  ply
  

• 接著第二行是版本資訊，有 ASCII 與 Binary 兩種版本。

  format ascii 1.0 
  

• 註解使用 comment 關鍵字作為一行的開頭。

  comment This is a comment!
  

• 用 header 來設定網格模型的 element 與 property。

• 使用 end_header 來表示 header 的結束。

• header 定義結束後，下方接著一連串 element 所定義 property 的 value。

• 在定義 element 後，下方接著需要的 property。可以用 C 語言的 structure 來理解。

  element vertex 8 
  property float32 x 
  property float32 y 
  property float32 z 
  

  • 上述範例敘述該檔案中會有 element_name 為 vertex 的元素 8 個，並且該元素有 3 個 data_type 為 float32 的 屬性，分別為 x, y, z。
  • 常見 element_name：vertex, face
  • 常見 property data_type：
    • 代表型態：char, uchar, short, ushort, int, uint, float, double
    • 包含長度：int8, uint8, int16, uint16, int32, uint32, float32, float64
  • 常見 property_name：x, y, z, vertex_index

• property 同時也是定義屬性資料出現的順序，例如需要按照 x, y, z 的順序填寫資料。

• 對於元素 face 而言，一個面試由 3 個以上的頂點組成，因此需要由一個列表組成，使用 property list 關鍵字定義。

  element face 12 
  property list uint8 int32 vertex_index 
  

  • 上述範例敘述該檔案中會有一個 element_name 為 face 的元素 12 個，並且該元素的屬性是一個清單列表，分別由 uint 型態的數值表示列表會有幾項，後面接著型態為 int32 的頂點索引值（vertex_index），頂點索引值從 0 開始。

    <aside> 💡 可能會有一個疑問是，為甚麼需要記錄列表有幾項？不是看一行到結束符號前有多少數值判斷即可？這個原因可以從檔案格式方面解釋，在 ASCII 格式中可以將資訊以獨立的一行描述，但如果使用 binary 格式儲存這些資料時，資料都是以同一行來解釋，因此需要直接以 element 定義個元素數目來判斷各個資料的長度。

    </aside>

• element 同時也是定義元素資料出現的順序，例如有多個 element 時，需要按照順序敘述 element 的 value。

• 一個典型的 ply 檔案結構可以分成三部分：

  檔案標頭（從 ply 開始到 end_header）
  頂點元素列表
  面元素列表
  

  其中頂點元素列表以 x y z 方式排列，型態如同 header 所定義。而面元素列表如以下格式

  <組成面的頂點數 N> <頂點 #1 的索引> <頂點 #2 的索引> ... <頂點 #N 的索引>
  

Example

• 一個正方體

  ply 
  format ascii 1.0 
  comment made by anonymous 
  comment this file is a cube 
  element vertex 8 
  property float32 x 
  property float32 y 
  property float32 z 
  element face 12 
  property list uint8 int32 vertex_index 
  end_header 
  0 0 0 
  0 25.8 0 
  18.9 0 0 
  18.9 25.8 0 
  0 0 7.5 
  0 25.8 7.5 
  18.9 0 7.5 
  18.9 25.8 7.5 
  3 5 1 0 
  3 5 4 0 
  3 4 0 2 
  3 4 6 2 
  3 7 5 4 
  3 7 6 4 
  3 3 2 1 
  3 1 2 0 
  3 5 7 1 
  3 7 1 3 
  3 7 6 3 
  3 6 3 2
  

• 一個三角體

  ply
  format ascii 1.0
  comment 這是一個三角體
  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