Cos'è un file .x3d? X3D, VRML e come aprirlo sul Mac

XML che si può leggere

Un file .x3d è testo leggibile. Questa è una piccola scena che ho scritto per i test: un quadrato rosso fatto di due triangoli, con accanto un cubo blu.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<X3D profile="Interchange" version="3.3">
  <Scene>
    <Shape>
      <Appearance><Material diffuseColor="1 0 0"/></Appearance>
      <IndexedFaceSet coordIndex="0 1 2 -1 0 2 3 -1">
        <Coordinate point="0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0"/>
      </IndexedFaceSet>
    </Shape>
    <Transform translation="3 0 0">
      <Shape><Appearance><Material diffuseColor="0 0 1"/></Appearance><Box size="1 1 1"/></Shape>
    </Transform>
  </Scene>
</X3D>

profile dice quale insieme di funzioni richiede la scena. Interchange basta per scambiare geometria; altri profili sono Interactive, Immersive, Full e CADInterchange. version è la versione di X3D. Ogni Shape abbina un aspetto (Appearance, qui un colore in Material) a una geometria. La prima forma è una mesh scritta come punti (Coordinate) e numeri di vertici, dove -1 chiude una faccia. La seconda è una primitiva Box: il cubo non è scritto come triangoli – lo costruisce il programma che legge il file. Transform lo sposta di 3 unità a destra.

Una scena, più codifiche

X3D ha diverse codifiche. La scena resta la stessa; cambia solo il modo in cui è scritta:

Il Terminale ti dice quale hai:

file model.x3d

Per i miei file di prova macOS ha risposto XML 1.0 document text per l'XML, X3D (Extensible 3D) model, VRML format per il Classic VRML e gzip compressed data per quello compresso.

La codifica conta perché spesso i programmi ne leggono solo alcune. La mia app, per esempio, legge solo XML. Un file compresso va prima decompresso:

gzip -dc model.x3dz > model.x3d

Unità: metri, con Y verso l'alto

Secondo la specifica X3D, l'unità base di lunghezza è il metro. Il sistema di coordinate è destrorso, e la vista predefinita guarda lungo l'asse Z verso l'origine, con X a destra e Y verso l'alto. Dalla versione 3.3 un file può cambiare l'unità con un'istruzione UNIT, in XML così:

<head><unit category="length" name="millimetre" conversionFactor="0.001"/></head>

Non tutti i programmi la leggono. Assimp, la libreria con cui la mia app legge X3D, nel mio test l'ha ignorata: un cubo con lati di 10 unità in millimetri è rimasto 10. Quindi controlla le dimensioni dopo l'apertura e dopo la conversione.

X3D e VRML

VRML (Virtual Reality Modeling Language) è diventato lo standard ISO/IEC 14772-1 nel 1997, e i suoi file usano l'estensione .wrl. Oggi Web3D descrive X3D come «VRML di quarta generazione» e un suo diretto sovrainsieme: tutto ciò che puoi scrivere in VRML puoi scriverlo in X3D, e la codifica Classic VRML appare quasi identica. Al contrario non funziona. Secondo una discussione sulla mailing list di Web3D, convertire X3D in VRML può far perdere parte della scena, perché il più vecchio VRML non sa esprimere molte funzioni di X3D. Le scene che rientrano nel profilo Immersive si convertono senza problemi, secondo Web3D.

A cosa serve X3D

• 3D direttamente in una pagina web, senza plug-in, tramite le librerie X3DOM e X_ITE.
• Visualizzazione scientifica e ingegneristica, compresi medicina e dati volumetrici (il profilo MedicalInterchange).
• Archiviazione e consegna di CAD. La Library of Congress elenca X3D come formato accettabile per il CAD nel suo Recommended Formats Statement, e i National Archives statunitensi (NARA) lo indicano come formato preferito per il trasferimento di modelli CAD.

Da dove viene X3D

Il Web3D Consortium sviluppa X3D come successore di VRML. È stato pubblicato per la prima volta come ISO/IEC 19775:2004, seguito dalle versioni del 2006 (3.1), del 2008 (3.2) e del 2013 (3.3, che ha portato l'istruzione UNIT). La versione 4.0 è stata pubblicata come ISO/IEC 19775-1:2023, e Web3D l'ha annunciata all'inizio del 2024. Ha aggiunto scene incorporate direttamente nell'HTML, il lavoro con modelli glTF, materiali fisicamente basati (PBR), audio Web Audio e animazione dei personaggi HAnim 2.0. La versione 4.1 è ancora una bozza.

Come aprire X3D sul Mac

macOS non conosce X3D. Su macOS 27.0.1 il sistema non ha un tipo di file per esso, la guida di Anteprima di Apple non lo elenca tra i suoi formati 3D, e né Quick Look né il Finder lo mostrano.

• Castle Model Viewer è gratuito e legge X3D, VRML, glTF e altri formati. Sa anche convertirli in X3D o STL. La versione stabile 5.2.0 sul Mac è solo per Intel; per Apple silicon finora c'è solo la snapshot di sviluppo 5.3.0. L'app non è firmata, quindi macOS la blocca la prima volta che la avvii. I suoi autori spiegano sulla pagina come permetterne l'esecuzione.
• Sunrize è un editor X3D degli autori di X_ITE, disponibile per Mac come ZIP su GitHub. Anche questo non è firmato.
• Blender importa X3D e VRML dalla versione 4.2 tramite l'estensione «Web3D X3D/VRML2 format». Fino alla versione 4.1 faceva parte di Blender.
• X_ITE e X3DOM mostrano X3D in una pagina web. Sono librerie per chi crea siti web, non un visualizzatore in cui trascinare un file. X_ITE legge XML, JSON, Classic VRML e VRML97, anche compressi con gzip.
• Preview3D, la mia app, apre i file .x3d sul Mac nella sua finestra, in Quick Look e come miniatura del Finder. Anche su iPad, iPhone e Apple Vision Pro.

Preview3D legge X3D tramite la libreria Assimp. L'ho provato nella stessa build che usa l'app. Apre l'XML nelle versioni 3.3 e 4.0, comprese le primitive (parallelepipedo, sfera, cilindro, cono), le mesh fatte di facce o triangoli e le forme riutilizzate (DEF e USE). Mostra solo la geometria, in un unico colore semplice: non usa i materiali né le texture del file, e non esegue animazioni, sensori o script. Info modello riporta le dimensioni nelle unità del file e il numero di triangoli, più un controllo della mesh. Su iPad e iPhone mette il modello sulla tua scrivania in AR, adattato alla scrivania, perché non legge l'unità del file.

Cosa Preview3D non apre:

• le codifiche .x3dv, .x3db e .x3dj, né il più vecchio .wrl,
• i file compressi .x3dz – prima decomprimili (vedi sopra),
• le scene con il materiale fisicamente basato di X3D 4, PhysicalMaterial: nel mio test l'importazione dell'intera scena è fallita,
• le scene che includono altri file tramite Inline scritto come fa la specifica (url='"part.x3d"'): anche queste, nel mio test, non si sono aperte.

Convertire X3D in STL

Sul Mac, Preview3D converte da File → Esporta modello come… (⌥⌘E) in STL, OBJ o PLY, senza caricare nulla online. Colori, texture, luci, animazioni e interattività vengono scartati. Le primitive vengono trasformate in triangoli quando il file viene letto, quindi nell'STL una sfera diventa un poliedro. E attenzione alle unità: X3D lavora in metri, ma uno slicer di solito prende i numeri di un STL come millimetri. Se nello slicer il modello sembra minuscolo, ingrandiscilo 1000×.

Domande frequenti

Cos'è un file .x3d?

Una scena 3D nello standard X3D, scritta come XML: forme, materiali, luci, punti di vista e animazioni. X3D è il successore di VRML e lo standard ISO/IEC 19775.

Che differenza c'è tra X3D e VRML?

X3D è lo standard più recente. Contiene tutto VRML e aggiunge altre funzioni e codifiche. I file VRML usano l'estensione .wrl.

Cosa sono i file .x3dv e .x3dz?

.x3dv è la stessa scena nella codifica Classic VRML. Una z alla fine dell'estensione significa che il file è compresso con gzip; decomprimilo con gzip -dc.

Il Mac apre X3D senza un'altra app?

No. macOS 27 non ha un tipo di file per X3D, e né Anteprima né Quick Look lo mostrano.

Come converto X3D in STL?

Sul Mac, in Preview3D con File → Esporta modello come…, oppure in Castle Model Viewer. Poi controlla le dimensioni nello slicer.

Perché il mio modello X3D è minuscolo nello slicer?

X3D lavora in metri, e lo slicer prende i numeri come millimetri. Ingrandisci il modello 1000×.

Pagine correlate

• Il file .dae – un'altra scena 3D scritta in XML
• I file .gltf e .glb – il formato odierno per il 3D sul web, con cui X3D 4 sa lavorare
• Il file .stl – il formato di stampa in cui si converte X3D

Fonti

• Web3D: cos'è X3D – rapporto con VRML, codifiche
• Web3D: versioni dello standard X3D – numeri e date degli standard
• Web3D: X3D 4.0 come standard ISO/IEC
• Specifica X3D 4.0: unità e coordinate
• Library of Congress: X3D – codifiche, raccomandazioni di LoC e NARA
• Mailing list di Web3D: convertire X3D in VRML (2012)
• X_ITE: formati supportati
• Castle Model Viewer
• Blender: l'estensione Web3D X3D/VRML2
• Apple: formati 3D in Anteprima

Hai un modello X3D o VRML – di un corso o di un programma scientifico, per esempio – che sul Mac non si è aperto? Scrivimi a apps@xfanta.com dicendomi la sua codifica e da dove proveniva.