Dans le domaine de la conception graphique 3D, le format de fichier OBJ est l'un des formats les plus essentiels, en particulier bien - adapté comme format d'échange universel pour les modèles 3D non animés.

Sa simplicité et ses capacités de stockage de données robustes le rendent très apprécié dans la modélisation 3D, le rendu architectural et les applications de réalité virtuelle.

Avant de plonger plus profondément, explorons les caractéristiques et les utilisations fondamentales du format de fichier OBJ, dévoilant progressivement comment ce type de fichier largement reconnu est devenu une pierre angulaire polyvalente dans le monde des graphiques 3D.

Qu'est-ce qu'un fichier OBJ?

Le format de fichier OBJ a été développé par WaveFront Technologies pour son logiciel de modélisation et d'animation 3D basés sur le poste de travail - Visualiseur avancé.

Ce format peut également être lu et écrit par Maya, ce qui le rend très polyvalent. Les fichiers OBJ sont des fichiers texte brut, ce qui signifie qu'ils peuvent être ouverts, affichés et modifiés à l'aide de n'importe quel éditeur de texte.

Le format OBJ prend en charge les polygones, les lignes, les surfaces et les courbes gratuites. Les lignes et les polygones sont décrits par leurs points, tandis que les courbes et les surfaces sont définies en utilisant leurs points de contrôle ainsi que des informations supplémentaires spécifiques au type de courbe.

Ces détails permettent la représentation des courbes régulières et irrégulières, y compris celles basées sur les courbes de Bezier, les splines B -, les splines cardinales (Catmull - ROM Splines) et les équations de Taylor.

Quelles sont les caractéristiques du format OBJ?

Représentation géométrique

Le format de fichier OBJ offre une flexibilité pour décrire la géométrie de surface des modèles 3D, en soutenant diverses méthodes de codage, y compris une tettellation polygonale, des courbes de formulaire libre -

La pusellation polygonale utilise des formes géométriques simples, telles que les triangles et les quadrilatères, pour carreler la surface du modèle, facilitant le traitement et le rendu. Cependant, cette approche peut introduire des inexactitudes géométriques lorsqu'ils représentent des surfaces incurvées.

Free - Courbes de formulaire (par exemple, les splines cardinales, les courbes de Bezier) et les surfaces gratuites - former (par exemple, NURBS) sont définies mathématiquement, permettant des descriptions précises des courbes et des surfaces avec une taille de fichier minimale.

Ces fonctionnalités rendent le format OBJ adapté aux champs de précision élevés tels que l'aérospatiale et la conception automobile.

Prise en charge des couleurs et de la texture

Bien que le format OBJ ne stocke pas directement les données de couleur et de texture, il peut définir les propriétés des matériaux pour les modèles via un fichier de bibliothèque de modèles de matériaux associés (MTL).

Le fichier MTL, écrit en texte ASCII, utilise le modèle de réflexion Phong pour spécifier les attributs de surface tels que la couleur ambiante, la couleur diffuse, la couleur spéculaire et la transparence.

De plus, les fichiers MTL prennent en charge le mappage de texture, qui mappe chaque point sur la surface d'un modèle 3D vers une image 2D, permettant des effets complexes de couleur et de texture.

Ouverture et compatibilité

Le format de fichier OBJ est ouvert et largement adopté par de nombreuses applications graphiques 3D. Sa structure basée sur le texte simple - basé sur OBJ permet d'ouvrir, de visualiser et de modifier directement dans un éditeur de texte.

En outre, presque tous les logiciels 3D principaux prennent en charge la lecture et la rédaction de fichiers OBJ, ce qui facilite l'échange de données de modèle entre différents outils 3D.

Il est important de noter que le format de fichier OBJ n'inclut pas d'informations sur les animations, les propriétés des matériaux, les chemins de texture, la dynamique ou les particules.

Il est principalement utilisé pour décrire des modèles 3D statiques. Pour les applications nécessitant le stockage d'animations ou d'autres données dynamiques, des formats de fichiers alternatifs peuvent être plus appropriés.

Structure de fichiers OBJ

● Lignes de commentaire:Commencez par # et sont utilisés pour ajouter du texte descriptif au fichier.

● Données de sommet:

V: définit les sommets géométriques (coordonnées X, Y, Z).

VT: définit les sommets de texture (u, v, [w] coordonnées).

VN: définit les normaux du sommet (x, y, z composants).

● Éléments:

F: Définit les faces à l'aide d'indices de sommet.

L: Définit les lignes à l'aide d'indices de sommet.

● Groupes et objets:

G: Spécifie un nom de groupe.

O: Spécifie un nom d'objet.

● Informations matérielles:

USEMTL: Spécifie le nom du matériau à utiliser.

MTLIB: Spécifie le fichier de bibliothèque de matériaux.

Exemple

# Ceci est un exemple quadrilatéral simple

# Définir le nom de l'objet

O Simplequad

# Définir les coordonnées du sommet

V - 1,0 1,0 0,0

V 1.0 1,0 0,0

V 1.0 - 1,0 0,0

V - 1,0 - 1,0 0,0

# Définir les coordonnées de texture

VT 0,0 1.0

VT 1.0 1.0

VT 1,0 0,0

VT 0,0 0,0

# Définir les normaux du sommet

VN 0,0 0,0 1,0

# Définissez un visage, en utilisant des indices de sommet / texture / normaux

F 1/1/1 2/2/1 3/3/1 4/4/1

Explication

● Nom de l'objet (O Simplequad): Déclare le nom de l'objet comme SimpleQuad.

● Vertices (v): Spécifie les coordonnées x, y, z des quatre sommets.

● Coordonnées de texture (vt): Spécifie les coordonnées de texture correspondantes (u, v).

● Normales du sommet (vn): Définit le vecteur normal de la surface.

● Face (f): Décrit une face quadrilatère à l'aide d'indices dans le format Vertex / Texture / Normal.

Notes

● Indexation:Les indices dans les fichiers OBJ commencent à partir de 1 (pas 0).

● Unités:Les fichiers OBJ n'incluent pas les informations d'unité. La mise à l'échelle doit être gérée à l'extérieur.

● LICIBILITÉ:Les fichiers OBJ sont un texte brut, ce qui les rend faciles à lire et à modifier avec n'importe quel éditeur de texte.

OBJ vs autres formats de fichiers 3D

Dans le domaine de la modélisation et de l'impression 3D, plusieurs formats de fichiers alternatifs existent aux côtés du format de fichier OBJ. Vous trouverez ci-dessous quelques alternatives courantes:

STL (stéréolithographie)

STL est l'un des formats de fichiers 3D les plus utilisés, fréquemment appliqués dans l'impression 3D, l'ordinateur - fabrication aidée (CAM) et l'échange de données CAD / CAM.

Ce format représente la géométrie de surface des modèles 3D à l'aide d'un maillage triangulaire, offrant une structure simple et facile - à traiter.

Cependant, STL ne prend pas en charge les informations de couleur ou de texture, limitant son utilisation dans les applications nécessitant de riches détails visuels. De plus, les fichiers STL peuvent devenir très importants lorsqu'ils représentent des objets élevés - Résolution.

Collada (activité de conception collaborative)

Collada est un format de source ouvert couramment utilisé dans les jeux et les applications en raison de son support pour les scènes et les animations. Il peut décrire des scènes 3D complexes, y compris la géométrie, les attributs physiques, l'ombrage et l'animation.

Bien que la structure de fichiers de Collada soit relativement complexe, son ouverture et son large support en font un outil efficace pour échanger du contenu 3D.

FBX (Filmbox)

FBX est un format propriétaire conçu pour l'échange élevé de données de fidélité entre les applications logicielles, en particulier pour les modèles 3D complexes qui incluent des animations et des informations de scène.

FBX est largement utilisé dans le développement de jeux et la production de films, soutenant divers types de données 3D tels que la géométrie, les matériaux, les animations et les squelettes. Cependant, en tant que format propriétaire, certaines caractéristiques de FBX peuvent faire face à des problèmes de compatibilité sur différents logiciels.

X3d (3D extensible)

X3D est une norme pour les graphiques Web 3D, prenant en charge plusieurs langages d'encodage et adopté par ISO.

En tant que successeur de VRML, X3D propose un ensemble de fonctionnalités plus riche, y compris l'animation, l'interactivité et les effets de rendu avancés. X3D est conçu pour s'intégrer à HTML et XML, ce qui le rend adapté à la présentation graphique 3D dans des environnements Web.

VRML (langue de modélisation de la réalité virtuelle)

VRML était une norme précoce pour les graphiques Web 3D, désormais largement remplacés par X3D. Il permet la création de mondes virtuels contenant des objets et des interactions 3D. Cependant, en raison de sa fonctionnalité limitée et de son manque de mises à jour, il a progressivement été remplacé par des formats plus modernes.

AMF (format de fichier de fabrication additif)

AMF est un format de fichier conçu pour l'impression 3D et d'autres processus de fabrication additifs, abordé les limites du format STL.

L'AMF prend en charge le stockage d'informations telles que la couleur, les matériaux, les textures et les structures, permettant la création de géométries complexes et d'impressions multiples.

Cependant, l'adoption de l'AMF reste relativement faible et n'est pas encore devenue une norme grand public.

3MF (format de fabrication 3D)

3MF est un format de fichiers moderne spécialement conçu pour l'impression 3D, y compris les données des fichiers auxiliaires dans d'autres formats. 3MF prend en charge des informations telles que les paramètres de couleur, de matériau, de texture et d'imprimante, permettant des workflows plus efficaces et des tailles de fichiers plus petites.

À mesure que la technologie d'impression 3D progresse, 3MF gagne un soutien et une adoption croissants.

GLTF (format de transmission GL)

GLTF est un format de fichier pour la transmission et le chargement efficaces des scènes et modèles 3D, visant à fournir des tailles de fichiers plus petites et des vitesses de chargement plus rapides.

Il prend en charge les matériaux, les animations et la compression de PBR (rendu physiquement basé sur), ce qui le rend particulièrement adapté à des applications interactives réelles telles que WebGL, la réalité virtuelle et la réalité augmentée.

IGES (spécification d'échange graphique initiale)

IGES est un format graphique Vector Cross - Platform ASCII pris en charge par de nombreux programmes CAO. Il accueille diverses représentations géométriques, y compris les wireframes, les surfaces et les modèles solides, et est largement utilisé dans la conception et la fabrication d'ingénierie.

Cependant, l'IGE est relativement complexe, avec des tailles de fichiers importantes, et a progressivement été remplacée par des formats plus modernes comme Step.

JSON (notation d'objet JavaScript)

JSON est un format de fichier ouvert - standard utilisé pour l'échange de données dans les applications Web. Dans les graphiques 3D, JSON est souvent utilisé pour stocker et transmettre des données de modèle 3D légères, en particulier dans les applications basées sur le Web.

Sa facilité d'analyse et la structure humaine - lisible rendent JSON avantageux pour la transmission du réseau et le rendu du temps réel.

Chaque format de fichier 3D a des utilisations et des avantages spécifiques. La sélection du format approprié dépend des exigences du projet, du logiciel utilisé et du scénario d'application prévu.

Scanners 3D et fichiers OBJ

Scanners 3d Capturez la géométrie et la texture des objets et convertissez-les en modèles 3D numériques, qui seront parfois enregistrés au format OBJ.

La relation entre les scanners 3D et les fichiers OBJ

Capture et stockage des données

Les scanners 3D utilisent des technologies telles que les lasers, la lumière structurée ou la photogrammétrie pour collecter trois données dimensionnelles d'un objet, y compris des sommets, des bords et des visages.

Ces données peuvent être enregistrées sous forme de fichiers OBJ, qui contiennent à la fois la forme géométrique et les informations de texture de l'objet.

Compatibilité du format de fichier

Les fichiers OBJ sont un format standard ouvert pris en charge par la plupart des logiciels de modélisation et d'édition 3D.

Cela signifie que les fichiers OBJ générés par les scanners 3D peuvent être facilement ouverts, modifiés et traités dans diverses applications logicielles. Il diffusera la conception et la fabrication de workflows ultérieurs de conception et de fabrication.

Ingénierie inverse et refonte

In industrial design and manufacturing, OBJ files generated by 3D scanners are often used for ingénierie inverse. Les concepteurs peuvent modifier, optimiser ou repenser les modèles numérisés pour répondre à de nouvelles exigences ou améliorer les performances du produit.

Traitement des fichiers OBJ numérisés

Bien que les fichiers OBJ soient largement utilisés dans la modélisation et le rendu 3D, les modifier directement dans certains logiciels CAO (par exemple, UG / NX) peuvent être difficiles. Par conséquent, la conversion des fichiers OBJ en formats CAO modifiables est souvent nécessaire. Les méthodes courantes comprennent:

Utilisation du logiciel d'ingénierie inverse

Des outils spécialisés d'ingénierie inverse, tels que Geomagic Studio, peuvent importer des fichiers OBJ et les convertir en formats CAO modifiables comme IGE ou Step.

Ces outils fournissent des fonctionnalités pour reconstruire les surfaces et les fonctionnalités du modèle, ce qui les rend adaptés à un édition supplémentaire dans un environnement CAO.

Plugin - Conversion assistée

Certains logiciels CAO prennent en charge l'importation directe et l'édition des fichiers OBJ via des plugins. Par exemple, le plugin Power Refacing de SolidWorks permet aux utilisateurs d'importer des fichiers OBJ et de les convertir en modèles solides modifiables.

Mesh - à - Conversion de surface

Dans certains cas, les logiciels peuvent être utilisés pour convertir les données de maillage polygonal dans les fichiers OBJ en surfaces NURBS, ce qui entraîne des modèles CAO modifiables. Cette méthode est particulièrement utile pour la refonte et la modification des modèles de surface complexes.

Considérations

Précision du modèle

La précision des fichiers OBJ générés par les scanners 3D dépend de la résolution du scanner et des conditions de numérisation. Pendant l'ingénierie inverse, les modèles peuvent devoir être lissés, simplifiés ou réparés pour améliorer leur modification et leur convivialité.

Taille de fichier

Les modèles à numérisation de résolution élevée peuvent entraîner de grands fichiers OBJ, nécessitant des ressources informatiques importantes pour le traitement et l'édition. Dans certains cas, il peut être nécessaire de réprimer ou de segmenter le modèle en parties plus petites.

Questions fréquemment posées

Quelles sont les principales utilisations du format OBJ?

Les fichiers OBJ sont largement utilisés dans la modélisation 3D, l'animation, la visualisation architecturale, l'impression 3D et le développement de jeux. Leur ouverture et leur compatibilité en font un format préféré pour partager des données 3D entre différentes plates-formes logicielles.

What are the typical file extensions for OBJ files?

L'extension de fichier typique des fichiers OBJ est .OBJ, avec une extension de fichier matériaux associée .mtl. Le .Objfile stocke les données géométriques, tandis que le .mtlfile décrit les attributs de surface tels que les couleurs, les textures et autres propriétés des matériaux.

How can I open an OBJ file?

Les fichiers OBJ peuvent être ouverts à l'aide de divers logiciels compatibles, tels que Blender, Maya, AutoCAD ou des outils de visualisation 3D spécialisés comme CAD Exchanger Lab. Ces applications fournissent généralement des fonctionnalités pour la visualisation, l'édition et l'exportation du modèle.

Can OBJ files be converted to other formats?

Oui. Les fichiers OBJ peuvent être convertis en différents formats, tels que STL, IGES ou JSON, selon l'utilisation prévue. Par exemple:

● Pour convertir OBJ en STL:Utilisez des logiciels comme Autodesk Fusion 360 ou en ligne outils.

● Pour convertir OBJ en JSON:Utilisez des convertisseurs de modèle 3D en ligne.

Does the OBJ format support materials and textures?

Oui. Grâce au .mtlfile, le format OBJ peut définir les attributs de matériaux pour les modèles, y compris la couleur, la réflectivité et la transparence. De plus, les fichiers OBJ peuvent stocker des coordonnées de mappage de texture, permettant d'appliquer des images 2D à la surface des modèles 3D.

Do Blender and Maya support OBJ files?

Oui. Blender et Maya prennent en charge l'importation et l'exportation des fichiers OBJ. Blender permet d'intégrer les fichiers OBJ avec des fichiers Blend, tandis que Maya, en tant que successeur des technologies WaveFront, a une compatibilité native avec le format OBJ.