Soubor .ply: síť, mračno bodů, nebo splat? A jak ho otevřít na Macu

Hlavička řekne, co v souboru je

Každý PLY začíná písmeny ply a textovou hlavičkou, která popisuje, co následuje. Takhle vypadá válec vyexportovaný z Blenderu:

ply
format binary_little_endian 1.0
comment Created in Blender version 5.1.0
element vertex 576
property float x
property float y
property float z
element face 1152
property list uchar uint vertex_indices
end_header

Řádek format říká, jestli jsou data textová (ascii), nebo binární. element vertex 576 je 576 vrcholů, každý se souřadnicemi x, y, z. element face 1152 je 1152 ploch, každá jako seznam čísel vrcholů. Za end_header už jsou data.

Hlavičku si přečtete v Terminálu, i u binárního souboru:

head -c 600 model.ply

Tři věci pod jednou příponou

Síť má v hlavičce element face. Je to povrch jako u STL, jen často s barvami vrcholů: za x y z následují red green blue. Takovou síť ukládají skenovací aplikace a fotogrammetrie, protože barva je přímo ve vrcholech a nepotřebuje texturu.

Mračno bodů element face nemá, jen vrcholy, obvykle s barvou. Je to výstup LiDARu nebo laserového skeneru, miliony bodů bez povrchu. Mračno bodů nejde změřit jako těleso, zkontrolovat na díry ani vytisknout. Nejdřív z něj musí vzniknout síť, například v MeshLabu nebo CloudCompare.

Gaussian splat je novější použití staré přípony. Každý „bod“ je malý barevný průhledný elipsoid a hlavička má místo red green blue vlastnosti jako f_dc_0, opacity, scale_0 a rot_0. Barva je uložená jako koeficienty sférických harmonických funkcí. Správně ho ukáže jen prohlížeč, který splaty umí. Obyčejný 3D prohlížeč z něj vidí nanejvýš body bez barvy.

Vyzkoušel jsem všechny tři s knihovnou Model I/O od Apple. Barevná síť se načte i s barvami vrcholů, mračno bodů jako body s barvami. Z Gaussian splatu zůstanou jen polohy bodů, bez barvy, průhlednosti i tvaru.

Jednoduchý formát s volnými rukama

PLY Greg Turk navrhl tak, aby byl jednoduchý na implementaci a zároveň obecný. Zapisovatel může k vrcholům a plochám přidat libovolné vlastnosti a hlavička je popíše. Čtenář ale rozumí jen těm, které zná. Souřadnice textur, materiály nebo vlastní data se proto cestou mezi programy často ztratí.

Dál platí: PLY nemá jednotky, jeden soubor je jeden objekt bez hierarchie a binární data můžou být little-endian i big-endian. Formát od roku 1994 nikdo nevyvíjí. Library of Congress jiné vydání než to první nenašla.

Na Stanfordu z PLY vzešel i slavný Stanford Bunny, keramický králík naskenovaný v roce 1994, dodnes jeden z nejpoužívanějších testovacích modelů v počítačové grafice.

Jak otevřít PLY na Macu, iPadu a iPhonu

PLY macOS zná sám. Náhled ho podle Library of Congress otevírá a na macOS 27 (ověřeno na 27.0.1) ho ukáže i Quick Look a Finder v miniatuře. Jestli správně zobrazí barvy, mračna bodů a splaty, jsem neověřoval.

Další možnosti:

• [MeshLab](https://www.meshlab.net/) a [CloudCompare](https://www.cloudcompare.org/) jsou zdarma a umí sítě i mračna bodů, včetně převodu mračna na síť.
• [Blender](https://www.blender.org/) PLY naimportuje. Barvy vrcholů se ale ukážou až po zapnutí zobrazení barev vrcholů.
• Preview3D, moje aplikace, otevře PLY na Macu, iPadu, iPhonu i Apple Vision Pro.

Preview3D čte PLY přes Model I/O, takže platí totéž co výše: síť s barvami vrcholů, mračno bodů jako body a splat jen jako body. Když síť nemá normály, aplikace je dopočítá, aby nevyšla plochá nebo černá. U sítě ukáže v Info o modelu rozměry v jednotkách souboru a počet trojúhelníků a nabídne kontrolu sítě. Na iPadu a iPhonu ji postaví v AR na stůl a přizpůsobí její velikost, protože PLY jednotku nemá.

Převod PLY na STL

Na Macu se v Preview3D převádí z nabídky Soubor → Exportovat model jako… (⌥⌘E) do STL nebo OBJ, bez nahrávání na cizí server. Převod má smysl jen u sítě. STL barvy nenese, takže barvy vrcholů se ztratí, a jednotky si po převodu zkontrolujte ve sliceru. Z mračna bodů ani ze splatu tisknutelný model nevznikne.

Časté otázky

Jak poznám, jestli je můj PLY síť, nebo mračno bodů?

Podívejte se do hlavičky. Když v ní je element face, je to síť. Když tam jsou jen vrcholy, je to mračno bodů. Vlastnosti f_dc_0, opacity a scale_0 znamenají Gaussian splat.

Proč nevidím barvy svého PLY?

Program je buď nečte, nebo je nemá zapnuté. V Blenderu je potřeba zapnout zobrazení barev vrcholů. U Gaussian splatu barvy umí jen prohlížeč pro splaty.

Dá se PLY vytisknout?

Síť ano, po převodu na STL nebo 3MF. Mračno bodů ani splat ne, z nich musí nejdřív vzniknout síť.

Zachová se barva při převodu PLY na STL?

Ne. STL barvy nenese. Pokud je chcete zachovat pro barevný tisk, potřebujete formát, který je nese, třeba 3MF.

Otevře Mac PLY bez další aplikace?

Ano, Náhled a Quick Look ho na macOS 27 umí.

Jaký je rozdíl mezi ASCII a binárním PLY?

Jen v zápisu dat za hlavičkou. Binární je menší a načítá se rychleji, ASCII se dá číst v textovém editoru.

Související stránky

• Soubor .stl – formát pro tisk, do kterého se PLY převádí
• Soubor .obj – další formát pro sítě, s materiály v souboru .mtl
• Soubor .3mf – síť s barvami pro barevný tisk

Zdroje

• Library of Congress: PLY – historie, vlastnosti, podpora v Náhledu
• Paul Bourke: popis formátu PLY – Turkova specifikace
• Georgia Tech: PLY
• Open3D: Gaussian splatting – vlastnosti splatu v PLY
• Blender: barvy vrcholů z PLY
• Apple: Model I/O)

Máte PLY ze skenu na iPhonu, který vám na Macu ukázal něco jiného, než jste čekali? Napište mi na apps@xfanta.com, z jaké aplikace pochází.