Was ist eine .ply-Datei? Netz, Punktwolke, Splat und Öffnen am Mac

Der Header verrät, was drin ist

Jede PLY-Datei beginnt mit den Buchstaben ply und einem Text-Header, der beschreibt, was folgt. Das ist ein aus Blender exportierter Zylinder:

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

Die Zeile format sagt, ob die Daten Text (ascii) oder binär sind. element vertex 576 sind 576 Eckpunkte, jeder mit den Koordinaten x, y und z. element face 1152 sind 1.152 Flächen, jede eine Liste von Nummern der Eckpunkte. Nach end_header kommen die Daten.

Den Header kannst du im Terminal lesen, selbst bei einer binären Datei:

head -c 600 model.ply

Drei Dinge unter einer Endung

Ein Netz hat element face im Header. Es ist eine Oberfläche wie bei STL, nur oft mit Vertexfarben: Auf x y z folgen red green blue. Scan-Apps und Photogrammetrie speichern Netze so, weil die Farbe direkt in den Eckpunkten sitzt und keine Textur braucht.

Eine Punktwolke hat kein element face – nur Eckpunkte, meist mit Farbe. Das liefert ein LiDAR- oder Laserscanner: Millionen Punkte ohne Oberfläche. Eine Punktwolke lässt sich nicht als Körper vermessen, nicht auf Löcher prüfen und nicht drucken. Sie muss zuerst ein Netz werden, etwa in MeshLab oder CloudCompare.

Ein Gaussian Splat ist eine neuere Verwendung der alten Endung. Jeder „Punkt“ ist ein kleines farbiges, durchscheinendes Ellipsoid, und statt red green blue hat der Header Eigenschaften wie f_dc_0, opacity, scale_0 und rot_0. Die Farbe ist als Koeffizienten von Kugelflächenfunktionen gespeichert. Richtig zeigt ihn nur ein Viewer, der Splats versteht; ein gewöhnlicher 3D-Viewer sieht bestenfalls Punkte ohne Farbe.

Ich habe alle drei mit dem Framework Model I/O von Apple ausprobiert. Ein farbiges Netz lädt mit seinen Vertexfarben, eine Punktwolke als Punkte mit Farben. Von einem Gaussian Splat bleiben nur die Positionen der Punkte – keine Farbe, keine Deckkraft, keine Form.

Ein einfaches Format mit freier Hand

Greg Turk hat PLY so entworfen, dass es einfach zu implementieren und trotzdem allgemein ist. Ein Programm, das schreibt, kann Eckpunkten und Flächen beliebige Eigenschaften anhängen, und der Header beschreibt sie. Ein Programm, das liest, versteht aber nur die, die es kennt, deshalb gehen Texturkoordinaten, Materialien oder eigene Daten zwischen Programmen oft verloren.

Außerdem: PLY hat keine Einheiten, eine Datei ist ein Objekt ohne Hierarchie, und binäre Daten können Little- oder Big-Endian sein. Seit 1994 hat niemand das Format weiterentwickelt; die Library of Congress fand keine andere Ausgabe als die erste.

Die PLY-Arbeit in Stanford hat der Welt auch den Stanford Bunny beschert, einen 1994 gescannten Keramikhasen, der bis heute eines der meistverwendeten Testmodelle der Computergrafik ist.

So öffnest du PLY auf Mac, iPad und iPhone

macOS kennt PLY von sich aus. Laut Library of Congress öffnet Vorschau es, und unter macOS 27 (geprüft mit 27.0.1) zeigen es auch Quick Look und die Miniaturen im Finder. Ob sie Farben, Punktwolken und Splats richtig zeigen, habe ich nicht geprüft.

Weitere Möglichkeiten:

• MeshLab und CloudCompare sind kostenlos und kommen mit Netzen und Punktwolken zurecht, einschließlich der Umwandlung einer Punktwolke in ein Netz.
• Blender importiert PLY. Vertexfarben erscheinen erst, wenn du ihre Anzeige einschaltest.
• Preview3D, meine App, öffnet PLY auf Mac, iPad, iPhone und Apple Vision Pro.

Preview3D liest PLY über Model I/O, es gilt also dasselbe wie oben: ein Netz mit seinen Vertexfarben, eine Punktwolke als Punkte und ein Splat nur als Punkte. Hat ein Netz keine Normalen, berechnet die App sie, damit es nicht flach oder schwarz herauskommt. Für ein Netz zeigt die Modellinfo die Abmessungen in den Einheiten der Datei und die Zahl der Dreiecke, mit Netzprüfung. Auf iPad und iPhone stellt sie das Netz in AR auf deinen Tisch, passend auf den Tisch skaliert, weil PLY keine Einheit hat.

PLY in STL umwandeln

Auf dem Mac wandelt Preview3D über Ablage → Modell exportieren als… (⌥⌘E) in STL oder OBJ um, ohne etwas hochzuladen. Sinnvoll ist das Umwandeln nur bei einem Netz. STL trägt keine Farbe, die Vertexfarben gehen also verloren, und prüf danach die Einheiten im Slicer. Weder aus einer Punktwolke noch aus einem Splat wird so ein druckbares Modell.

Häufige Fragen

Wie erkenne ich, ob meine PLY-Datei ein Netz oder eine Punktwolke ist?

Sieh dir den Header an. Steht darin element face, ist es ein Netz. Hat er nur Eckpunkte, ist es eine Punktwolke. Die Eigenschaften f_dc_0, opacity und scale_0 bedeuten einen Gaussian Splat.

Warum sehe ich die Farben meiner PLY-Datei nicht?

Entweder liest das Programm sie nicht, oder sie sind darin nicht eingeschaltet. Schalte in Blender die Anzeige der Vertexfarben ein. Bei einem Gaussian Splat zeigt nur ein Splat-Viewer die Farben.

Kann ich eine PLY-Datei in 3D drucken?

Ein Netz ja, nachdem du es in STL oder 3MF umgewandelt hast. Eine Punktwolke oder einen Splat nicht – daraus muss zuerst ein Netz werden.

Bleibt die Farbe beim Umwandeln von PLY in STL erhalten?

Nein. STL trägt keine Farbe. Um sie für den Farbdruck zu behalten, brauchst du ein Format, das sie trägt, etwa 3MF.

Öffnet ein Mac PLY ohne weitere App?

Ja, unter macOS 27 kommen Vorschau und Quick Look damit zurecht.

Was ist der Unterschied zwischen ASCII- und binärem PLY?

Nur, wie die Daten nach dem Header geschrieben sind. Binär ist kleiner und lädt schneller; ASCII lässt sich in einem Texteditor lesen.

Verwandte Seiten

• Die .stl-Datei – das Druckformat, in das PLY umgewandelt wird
• Die .obj-Datei – ein weiteres Netzformat, mit Materialien in einer .mtl-Datei
• Die .3mf-Datei – ein Netz mit Farben für den Farbdruck

Quellen

• Library of Congress: PLY – Geschichte, Eigenschaften, Unterstützung in Vorschau
• Paul Bourke: das PLY-Format – die Spezifikation von Turk
• Georgia Tech: PLY
• Open3D: Gaussian Splatting – Splat-Eigenschaften in PLY
• Blender: Vertexfarben aus PLY
• Apple: Model I/O

Hast du eine PLY-Datei aus einem iPhone-Scan, die auf deinem Mac etwas anderes gezeigt hat als erwartet? Schreib mir an apps@xfanta.com, aus welcher App sie stammt.