.3ds ファイルとは？3D Studio、消えるテクスチャと Mac

チャンクから成るバイナリファイル

3DS は、チャンクから成るバイナリファイルです。各チャンクは、中身を示す 2 バイトの番号と 4 バイトの長さで始まるので、理解できないチャンクはプログラムが読み飛ばせます。ファイル全体が 1 つのメインチャンク 4D4D です。その中に、メッシュ、マテリアル、ライト、カメラの入ったエディタ部分（3D3D）と、アニメーションの入ったキーフレーマー部分（B000）があります。

Autodesk は公式の仕様を一度も公開していません。プログラムは、開発者のあいだで出回った説明をもとにこの形式を読んでいます。最もよく知られているのは Jim Pitts によるリビジョン 0.91 で、1996 年に Paul Bourke が編集しました。lib3ds や Assimp などのライブラリも、こうした説明をもとに作られています。

モデルか、それとも Nintendo 3DS のゲームか

Nintendo 3DS 本体用のゲームイメージも、拡張子 .3ds を使います。どちらなのかはターミナルで分かります。

head -c 2 model.3ds

3D Studio のファイルなら、バイト 4D 4D で始まるので MM と表示されます。そうしたファイルのほとんどでは、file model.3ds が 3D Studio model と表示します。Nintendo のゲームを開ける 3D プログラムはありません。

DOS 時代の制限

3D Studio は DOS 用に作られ、形式にはいまもその制限が残っています。Okino の変換ツールによると、次のとおりです。

• 三角形のみ。 多角形は書き出しのときに分割されます。
• メッシュ 1 つにつき頂点と面は最大 65,535 個。 数が 2 バイトの数値だからです。それより大きなオブジェクトは分割されます。手元のディスクにある DXF から変換したファイルでは、1 つのオブジェクトが約 900 のメッシュに分かれていて、最大のものはちょうど 65,535 個の頂点を持っています。
• テクスチャ名は 8.3 形式：DOS と同じく、8 文字、ドット、3 文字の拡張子です。
• オブジェクト、ライト、カメラの名前は最大 10 文字、マテリアル名は最大 16 文字。 手元にある古い月着陸船のモデルには、group13 gr という名前のオブジェクトと、initialShadingGr というマテリアルがあります。Maya の initialShadingGroup を 16 文字で切った残りです。
• 正確な法線はなく、プログラムが法線を組み立て直すためのスムージンググループだけがあります。
• 平行光源はありません。 また Cinema 4D のヘルプによると、テクスチャ座標は 1 つの点につき 1 組だけです。

テクスチャなしで開く理由

テクスチャが .3ds ファイルの中に入っていることはありません。ファイルが覚えているのは画像の名前だけで、プログラムはファイルの隣でそれを探します。2008 年の ZIP に入っていた手元の月着陸船のモデルがよい例です。ファイルは TEXTURE_.TIF、TEXTUREA.TIF、BOOSTER3.TIF を求めていますが、同じ ZIP に入っていたのは textures/booster3.png、texture_lem_flag.png、texture_lem_unitedstates.png でした。拡張子が違い、フォルダが違い、長い名前は 8 文字に切られています。どのプログラムも自力では見つけられません。

ファイルが求めている画像は、ターミナルで一覧にできます。

strings model.3ds | grep -i -E '\.(tif|tga|jpg|png|bmp|gif)$'

あとは画像を変換するか名前を変えて一覧の名前に合わせ、.3ds ファイルの隣に置いてください。長い名前の場合、どの画像がどの短縮名にあたるかは推測するしかないので、両方の組み合わせを試してください。

単位とスケール

3DS は単位を直接は示しませんが、ファイルにスケール（master scale）を入れられます。Rhino は読み込みのときにこれをもとにモデルの拡大縮小を提案し、Assimp は読み込むときにそのまま適用します。DXF から変換したファイルでは、数値は 43 × 21 × 14 でスケールは 0.03937 で、読み込むと 1097 × 529 × 355 になります。インチがミリに換算されたのです。月着陸船のモデルにはスケールがなく、大きさは 14 × 6 × 5 単位で、何の単位かを示すものはありません。ですから、開いたあとと変換したあとにサイズを確認してください。

3DS の生まれ

3D Studio for DOS は 1990 年 10 月に発売されました。Autodesk のためにこれを書いたのは小さな会社 Yost Group で、Gary Yost、Tom Hudson、Jack Powell、のちに Dan Silva が加わりました。Hudson のルーツは Atari の CAD-3D にさかのぼります。.3ds は、第 4 リリースまでこのプログラム自身の形式でした。1996 年に Windows NT 用の 3D Studio MAX に置き換えられ、.3ds は読み込みと書き出しの形式として残りました。3D Studio MAX は、いまの 3ds Max になりました。

Mac で 3DS を開く方法

macOS は 3DS を知りません。macOS 27.0.1 にはそのファイルの種類がなく、Model I/O フレームワークも読み込まず、プレビューでもクイックルックでも Finder でも表示されません。Autodesk の 3ds Max は Windows でしか動きません。

• Blender は無料で、「Autodesk 3D Studio (.3ds)」エクステンションを使えば、マテリアル、テクスチャ、カメラ、ライト、アニメーションごと 3DS を開いて保存できます。バージョン 4.1 までは Blender に含まれていて、4.2 からは別にインストールします。
• Mac 版の Rhino は 3DS の読み込みと書き出しができ、ライトも扱え、カメラは名前付きビューになります。
• Mac App Store の 3DS Viewer は $4.99 ですが、最新バージョンは 2014 年 1 月のものです。
• Preview3D（私のアプリ）は、Mac で .3ds ファイルをウィンドウ、クイックルック、Finder のサムネイルで開きます。iPad、iPhone、Apple Vision Pro でも使えます。Blender をインストールしなくても、古いモデルのフォルダ全体をサムネイルで眺められます。

Preview3D は Assimp ライブラリを通して 3DS を読みます。形状を単色で表示し、ファイルのマテリアルやテクスチャは使わず、アニメーションも再生しません。上で説明したとおり、ファイルのスケールを適用します。モデル情報には寸法と三角形の数、そしてメッシュチェックがあります。iPad と iPhone では、AR でモデルを机に合わせた大きさで置きます。

3DS を STL に変換する

Mac では、Preview3D の ファイル → モデルを別名で書き出し…（⌥⌘E）で、何もアップロードせずに STL、OBJ、PLY に変換できます。マテリアル、テクスチャ、カメラ、ライト、アニメーションは失われます。ゲームやビジュアライゼーションのモデルは多数の独立したパーツで作られていることが多く、印刷の前に修復が必要です。メッシュチェックで、穴やつながっていないエッジが分かります。そのあと、スライサーで寸法を確認してください。

よくある質問

.3ds ファイルとは何ですか？

1990 年の 3D Studio for DOS の形式で保存されたモデルで、三角形メッシュ、マテリアル、カメラ、ライト、簡単なアニメーションが入っています。

.3ds のモデルがテクスチャなしで開いたのはなぜですか？

テクスチャはファイルの隣にある別の画像で、名前は最大 8 文字です。strings コマンドで、ファイルがどの画像を求めているかが分かります。同じ名前にして、ファイルの隣に置いてください。

手元の .3ds は 3D モデルですか、それとも Nintendo 3DS のゲームですか？

3D モデルなら head -c 2 model.3ds は MM と表示します。それ以外なら、3D Studio のモデルではありません。

Mac はほかのアプリなしで .3ds を開けますか？

いいえ。macOS 27 には 3DS のファイルの種類がなく、プレビューでもクイックルックでも表示されません。

3DS を STL に変換するにはどうすればよいですか？

Mac の Preview3D で、ファイル → モデルを別名で書き出し… を使うか、3DS エクステンションを入れた Blender を使います。そのあと、メッシュと寸法を確認してください。

大きなモデルがたくさんのパーツに分かれてしまったのはなぜですか？

3DS のメッシュ 1 つには最大 65,535 個の頂点しか入らないので、書き出すプログラムが大きなオブジェクトを分割するからです。

関連ページ

• .fbx ファイル：3ds Max からシーンを持ち出すための、3DS の後継
• .obj ファイル：マテリアルを .mtl ファイルに持つ、もう 1 つの古いメッシュ形式
• .stl ファイル：3DS の変換先となる印刷用の形式

出典

• Paul Bourke：3D Studio（.3ds）形式：チャンク、バイト順、リビジョン 0.91
• Okino：3DS への書き出し：形式の制限
• PRONOM：3D Studio：4D 4D のシグネチャ
• CGPress：3D Studio の歴史、Tom Hudson へのインタビュー
• Rhino for Mac：3DS の読み込みと書き出し
• Cinema 4D：3D Studio の書き出し
• Blender：Autodesk 3D Studio エクステンション
• Assimp：3DS の読み込み：スケール、アニメーション
• Mac App Store：3DS Viewer

CD やアーカイブから出てきた古い .3ds モデルのコレクションで、Mac で開けないものはありますか？　どこから来たものかを添えて、apps@xfanta.com までお知らせください。