Qu’est-ce qu’un fichier .ply ? Maillage, nuage de points ou splat

L’en-tête dit ce qu’il y a dedans

Chaque PLY commence par les lettres ply et un en-tête texte qui décrit ce qui suit. Voici un cylindre exporté depuis Blender :

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

La ligne format indique si les données sont en texte (ascii) ou en binaire. element vertex 576 correspond à 576 sommets, chacun avec des coordonnées x, y et z. element face 1152 correspond à 1152 faces, chacune étant une liste de numéros de sommets. Après end_header viennent les données.

Vous pouvez lire l’en-tête dans le Terminal, même dans un fichier binaire :

head -c 600 model.ply

Trois choses sous une seule extension

Un maillage a element face dans son en-tête. C’est une surface comme un STL, mais souvent avec des couleurs de sommets : red green blue suivent x y z. Les apps de scan et la photogrammétrie enregistrent ainsi leurs maillages, car la couleur se trouve directement dans les sommets et ne demande aucune texture.

Un nuage de points n’a pas de ligne element face — seulement des sommets, en général avec une couleur. C’est ce que produit un LiDAR ou un scanner laser : des millions de points sans surface. Un nuage de points ne peut pas être mesuré comme un solide, vérifié pour ses trous ni imprimé. Il doit d’abord devenir un maillage, par exemple dans MeshLab ou CloudCompare.

Un splat gaussien est un usage plus récent de la vieille extension. Chaque « point » est un petit ellipsoïde coloré et translucide, et au lieu de red green blue, l’en-tête contient des propriétés comme f_dc_0, opacity, scale_0 et rot_0. La couleur est stockée sous forme de coefficients d’harmoniques sphériques. Seule une visionneuse qui comprend les splats l’affiche correctement ; une visionneuse 3D ordinaire voit, au mieux, des points sans couleur.

J’ai essayé les trois avec le framework Model I/O d’Apple. Un maillage coloré se charge avec ses couleurs de sommets, et un nuage de points sous forme de points colorés. D’un splat gaussien, il ne reste que la position des points — ni couleur, ni opacité, ni forme.

Un format simple qui laisse les mains libres

Greg Turk a conçu PLY pour qu’il soit simple à implémenter tout en restant général. Un programme qui écrit un fichier peut attacher n’importe quelles propriétés aux sommets et aux faces, et l’en-tête les décrit. Un programme qui le lit, en revanche, ne comprend que celles qu’il connaît, si bien que les coordonnées de texture, les matériaux ou les données personnalisées se perdent souvent d’un programme à l’autre.

Autre chose : le PLY n’a pas d’unités, un fichier correspond à un seul objet sans hiérarchie, et les données binaires peuvent être en little-endian ou en big-endian. Personne n’a fait évoluer le format depuis 1994 ; la Bibliothèque du Congrès n’a trouvé aucune édition autre que la première.

Les travaux de Stanford sur le PLY ont aussi donné au monde le Stanford Bunny, un lapin en céramique numérisé en 1994, qui reste l’un des modèles de test les plus utilisés en infographie.

Comment ouvrir un PLY sur Mac, iPad et iPhone

macOS connaît le PLY de lui-même. Selon la Bibliothèque du Congrès, Aperçu l’ouvre, et sur macOS 27 (vérifié sur 27.0.1), Quick Look et les vignettes du Finder l’affichent aussi. Je n’ai pas vérifié s’ils affichent correctement les couleurs, les nuages de points et les splats.

Autres options :

• MeshLab et CloudCompare sont gratuits et gèrent les maillages et les nuages de points, y compris la transformation d’un nuage de points en maillage.
• Blender importe le PLY. Les couleurs de sommets n’apparaissent qu’une fois l’affichage des couleurs de sommets activé.
• Preview3D, mon app, ouvre le PLY sur Mac, iPad, iPhone et Apple Vision Pro.

Preview3D lit le PLY via Model I/O, et ce qui précède vaut donc aussi pour elle : un maillage avec ses couleurs de sommets, un nuage de points sous forme de points, et un splat seulement sous forme de points. Quand un maillage n’a pas de normales, l’app les calcule pour qu’il ne ressorte ni plat ni noir. Pour un maillage, Infos du modèle affiche les dimensions dans les unités du fichier et le nombre de triangles, avec une vérification du maillage. Sur iPad et iPhone, elle pose le maillage sur votre bureau en RA, ajusté au bureau, car le PLY n’a pas d’unité.

Convertir un PLY en STL

Sur Mac, Preview3D convertit depuis Fichier → Exporter le modèle sous… (⌥⌘E) en STL ou OBJ, sans rien envoyer en ligne. La conversion n’a de sens que pour un maillage. Le STL ne porte pas de couleur, les couleurs de sommets sont donc perdues, et vérifiez ensuite les unités dans le trancheur (slicer). Ni un nuage de points ni un splat ne deviennent un modèle imprimable.

Questions fréquentes

Comment savoir si mon PLY est un maillage ou un nuage de points ?

Regardez l’en-tête. S’il contient element face, c’est un maillage. S’il ne contient que des sommets, c’est un nuage de points. Les propriétés f_dc_0, opacity et scale_0 signalent un splat gaussien.

Pourquoi est-ce que je ne vois pas les couleurs de mon PLY ?

Soit le programme ne les lit pas, soit leur affichage n’est pas activé. Dans Blender, activez l’affichage des couleurs de sommets. Pour un splat gaussien, seule une visionneuse de splats affiche les couleurs.

Puis-je imprimer un PLY en 3D ?

Un maillage, oui, après conversion en STL ou en 3MF. Un nuage de points ou un splat, non — il doit d’abord devenir un maillage.

La couleur est-elle conservée quand on convertit un PLY en STL ?

Non. Le STL ne porte pas de couleur. Pour la garder en vue d’une impression couleur, il vous faut un format qui la porte, comme le 3MF.

Un Mac ouvre-t-il le PLY sans autre app ?

Oui, Aperçu et Quick Look s’en chargent sur macOS 27.

Quelle différence entre un PLY ASCII et un PLY binaire ?

Seulement la façon dont les données sont écrites après l’en-tête. Le binaire est plus petit et se charge plus vite ; l’ASCII se lit dans un éditeur de texte.

Pages associées

• Le fichier .stl — le format d’impression vers lequel on convertit le PLY
• Le fichier .obj — un autre format de maillage, avec les matériaux dans un fichier .mtl
• Le fichier .3mf — un maillage avec couleurs pour l’impression couleur

Sources

• Bibliothèque du Congrès : PLY — historique, propriétés, prise en charge par Aperçu
• Paul Bourke : le format PLY — la spécification de Turk
• Georgia Tech : PLY
• Open3D : Gaussian splatting — les propriétés des splats dans le PLY
• Blender : couleurs de sommets d’un PLY
• Apple : Model I/O

Vous avez un PLY issu d’un scan sur iPhone qui s’est affiché sur votre Mac autrement que prévu ? Écrivez-moi à apps@xfanta.com en indiquant l’app dont il venait.