pcd，obj，mtl文件格式解析

阳光穿透心脏的1/2处 2022-05-12 01:44 471阅读 0赞

# pcd，obj，mtl文件格式解析 #

# pcd文件解析 #

> PCD文件格式并非白费力气地做重复工作，现有的文件结构因本身组成的原因不支持由PCL库引进n维点类型机制处理过程中的某些扩展，而PCD文件格式能够很好地补足这一点。PCD不是第一个支持3D点云数据的文件类型，尤其是计算机图形学和计算几何学领域，已经创建了很多格式来描述任意多边形和激光扫描仪获取的点云。包括下面几种格式：   
> \- PLY是一种多边形文件格式，由Stanford大学的Turk等人设计开发；   
> \- STL是3D Systems公司创建的模型文件格式，主要应用于CAD、CAM领域；   
> \- OBJ是从几何学上定义的文件格式，首先由Wavefront Technologies开发；   
> \- X3D是符合ISO标准的基于XML的文件格式，表示3D计算机图形数据；   
> \- 其他许多种格式。   
> —-摘自PCL中文官网

## 格式说明 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>字段</th> 
   <th>说明</th> 
   <th>备注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>VERSION</td> 
   <td>PCL版本</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FIELDS</td> 
   <td>指定一个点可以有的每一个维度和字段的名字</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>FIELDS x y z</td> 
   <td>坐标</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>FIELDS x y z rgb</td> 
   <td>坐标+颜色</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>FIELDS x y z normal_x normal_y normal_z</td> 
   <td>坐标+法线</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SIZE</td> 
   <td>用字节数指定每一个维度的大小</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>unsigned char/ char</td> 
   <td>1字节</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>unsigned short/ short</td> 
   <td>2字节</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>unsigned int/ int/ float</td> 
   <td>4字节</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>double</td> 
   <td>8字节</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TYPE</td> 
   <td>用一个字符指定每一个维度的类型</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>I</td> 
   <td>有符号char,short,int</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>U</td> 
   <td>无符号char,short,int</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>F</td> 
   <td>浮点类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>COUNT</td> 
   <td>指定每一个维度包含的元素数目。默认情况下，如果没有COUNT，所有维度的数目被设置成1</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>WIDTH</td> 
   <td>用点的数量表示点云数据集的宽度</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>1.它能确定无序数据集的点云中点的个数</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>2.它能确定有序点云数据集的宽度</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HEIGHT</td> 
   <td>用点的数目表示点云数据集的高度</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>1.它表示有序点云数据集的高度</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>2.对于无序数据集它被设置成1</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>VIEWPOINT</td> 
   <td>指定数据集中点云的获取视点</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>视点信息被指定为平移（txtytz）+四元数（qwqxqyqz）。</td> 
   <td>默认 VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>POINTS</td> 
   <td>指定点云中点的总数</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DATA</td> 
   <td>指定存储点云数据的数据类型</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>ascii和二进制</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>具体的数据</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 例子 ##

**有序点云例子**   
\- WIDTH 640   
\- 像图像一样的有序结构，有640行和480列，   
\- HEIGHT 480   
\- 这样该数据集中共有640\*480=307200个点

**无序点云例子**   
\- WIDTH 307200   
\- HEIGHT 1   
\- 有307200个点的无序点云数据集

**xyzrgb**

# .PCD v.7 - Point Cloud Data file format
    VERSION .7
    FIELDS x y z rgb
    SIZE 4 4 4 4
    TYPE F F F F
    COUNT 1 1 1 1
    WIDTH 213
    HEIGHT 1
    VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0
    POINTS 213
    DATA ascii
    0.93773 0.33763 0 4.2108e+06
    0.90805 0.35641 0 4.2108e+06
    0.81915 0.32 0 4.2108e+06
    0.97192 0.278 0 4.2108e+06
    0.944 0.29474 0 4.2108e+06
    0.98111 0.24247 0 4.2108e+06
    0.93655 0.26143 0 4.2108e+06
    0.91631 0.27442 0 4.2108e+06
    0.81921 0.29315 0 4.2108e+06
    0.90701 0.24109 0 4.2108e+06
    0.83239 0.23398 0 4.2108e+06

*  1
 *  2
 *  3
 *  4
 *  5
 *  6
 *  7
 *  8
 *  9
 *  10
 *  11
 *  12
 *  13
 *  14
 *  15
 *  16
 *  17
 *  18
 *  19
 *  20
 *  21
 *  22

**xyz**

# .PCD v0.7 - Point Cloud Data file format
    VERSION 0.7
    FIELDS x y z
    SIZE 4 4 4
    TYPE F F F
    COUNT 1 1 1
    WIDTH 5
    HEIGHT 1
    VIEWPOINT 0 0 0 1 0 0 0
    POINTS 5
    DATA ascii
    1.28125 577.09375 197.9375
    828.125 599.03125 491.375
    358.6875 917.4375 842.5625
    764.5 178.28125 879.53125
    727.53125 525.84375 311.28125

*  1
 *  2
 *  3
 *  4
 *  5
 *  6
 *  7
 *  8
 *  9
 *  10
 *  11
 *  12
 *  13
 *  14
 *  15
 *  16
 *  17

# obj文件解析 #

> OBJ文件是Alias|Wavefront公司为它的一套基于工作站的3D建模和动画软件”Advanced Visualizer”开发的一种标准3D模型文件格式，很适合用于3D软件模型之间的互导，也可以通过Maya读写。比如你在3dsMax或LightWave中建了一个模型，想把它调到Maya里面渲染或动画，导出OBJ文件就是一种很好的选择。目前几乎所有知名的3D软件都支持OBJ文件的读写。 —引自百度百科

obj文件是纯文本表示的，可以直接读取，非常方便使用。

## 格式说明 ##

常用的格式解析

## 例子 ##

obj文件的材质用mtl文件进行存储，每个f是一个面，分别对应v，vt，vn的索引，按照组来选择材质，每个组同一个材质，然后根据材质名在mtl文件中查找对应的材质。

# 3ds Max Wavefront OBJ Exporter v0.97b - (c)2007 guruware
    # 创建的文件:22.03.2017 20:29:56
    
    mtllib 5.mtl
    
    #
    # object Box001
    #
    
    v  -1.3354 27.0202 -30.3129
    v  -1.3354 27.0202 4.4486
    v  9.7064 27.0202 -30.3129
    v  9.7064 27.0202 4.4486
    v  9.7064 -3.2062 4.4486
    v  -1.3354 -3.2062 4.4486
    v  9.7064 -3.2062 -30.3129
    v  -1.3354 -3.2062 -30.3129
    # 8 vertices
    
    vn 0.0000 1.0000 -0.0000
    vn 0.0000 -1.0000 -0.0000
    vn 0.0000 0.0000 1.0000
    vn 1.0000 0.0000 -0.0000
    vn 0.0000 0.0000 -1.0000
    vn -1.0000 0.0000 -0.0000
    # 6 vertex normals
    
    vt 0.0000 1.0000 0.0000
    vt 0.0000 0.0000 0.0000
    vt 1.0000 1.0000 0.0000
    vt 1.0000 0.0000 0.0000
    # 4 texture coords
    
    g Box001
    usemtl 01___Default
    s 2
    f 1/1/1 2/2/1 3/3/1 
    f 4/4/1 3/3/1 2/2/1 
    s 4
    f 5/2/2 6/4/2 7/1/2 
    f 8/3/2 7/1/2 6/4/2 
    s 8
    f 4/4/3 2/2/3 5/3/3 
    f 6/1/3 5/3/3 2/2/3 
    s 16
    f 3/4/4 4/2/4 7/3/4 
    f 5/1/4 7/3/4 4/2/4 
    s 32
    f 1/4/5 3/2/5 8/3/5 
    f 7/1/5 8/3/5 3/2/5 
    s 64
    f 2/4/6 1/2/6 6/3/6 
    f 8/1/6 6/3/6 1/2/6 
    # 12 faces

*  1
 *  2
 *  3
 *  4
 *  5
 *  6
 *  7
 *  8
 *  9
 *  10
 *  11
 *  12
 *  13
 *  14
 *  15
 *  16
 *  17
 *  18
 *  19
 *  20
 *  21
 *  22
 *  23
 *  24
 *  25
 *  26
 *  27
 *  28
 *  29
 *  30
 *  31
 *  32
 *  33
 *  34
 *  35
 *  36
 *  37
 *  38
 *  39
 *  40
 *  41
 *  42
 *  43
 *  44
 *  45
 *  46
 *  47
 *  48
 *  49
 *  50
 *  51
 *  52
 *  53
 *  54

# mtl文件解析 #

mtl文件是obj文件附带的材质文件，也是以纯文本保存的。

## 格式说明 ##

常用格式说明

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>对象</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Ka</td> 
   <td>ambient color</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Kd</td> 
   <td>diffuse color</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Ks</td> 
   <td>specular color</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>d/Tr</td> 
   <td>透明</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>illum</td> 
   <td>照明模型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>map_Ka</td> 
   <td>ambient map</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>map_Kd</td> 
   <td>diffuse map，大部分情况与ambient map相同</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>map_Ks</td> 
   <td>specular map</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Ns</td> 
   <td>shininess of the material</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 例子 ##

# 3ds Max Wavefront OBJ Exporter v0.97b - (c)2007 guruware
    # 创建的文件:22.03.2017 20:29:56
    
    newmtl 01___Default
        Ns 10.0000
        Ni 1.5000
        d 1.0000
        Tr 0.0000
        Tf 1.0000 1.0000 1.0000 
        illum 2
        Ka 0.5882 0.5882 0.5882
        Kd 0.5882 0.5882 0.5882
        Ks 0.0000 0.0000 0.0000
        Ke 0.0000 0.0000 0.0000
        map_Ka C:\Users\uux\Documents\3dsMax\sceneassets\images\BWom0001-M3-Body-D.jpg
        map_Kd C:\Users\uux\Documents\3dsMax\sceneassets\images\BWom0001-M3-Body-D.jpg