Open3d 常用数据格式说明：pcd, ply, stl等_open3d支持的点云格式

可读格式

Open3d支持的可以直接打开的点云格式如下

其中，pts的第一行是点数，其他行的格式可以为

• [x, y, z, i, r, g, b],
• [x, y, z, r, g, b]
• [x, y, z, i]
• [x, y, z]

其中，r,g,b格式为uint8。

ply

ply格式即Polygon File Format，又称斯坦福三角形文件，其内容分为文件头和数据，其中文件头通过ASCII编码，数据可以采取ASCII或者二进制的形式。

其文件头必以ply为首行，第二行为文件格式，一般来说有三种写法，分别表示ASCII，或者大小端序存放的二进制文件。

format ascii 1.0
format binary_little_endian 1.0
format binary_big_endian 1.0
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ply文件支持注释，凡是以comment为首的行，都会被当作注释处理。

通过element和property关键字，可以描述元素属性，其中element表示元素，property表示属性，一个元素往往有多种属性，故而其写法类似下面这样

element <element name> <number in file>
 property <data_type> <property name 1>
 property <data_type> <property name 2>
 property <data_type> <property name 3>
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data_type为数据类型，支持主要的C语言类型，包括两种写法，一种指定数据位数，包括int8 uint8 int16 uint16 int32 uint32 float32 float64，另一种不指定数据位数，包括char uchar short ushort int uint float double。

以一个正方体为例，每个顶点需要3个小数表示坐标，另外需要3个无符号8位整数表示颜色，则其写法为

element vertex 8
property float x
property float y
property float z
property uchar blue
property uchar green
property uchar red
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如果用面来描述这个正方体，则可写为

element face 6
property list uchar int vertex_indices
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在规定了一系列的数据之后，最后文件头以end_header结尾。

stl

STL即StereoLithography，是立体激光雕刻的通用格式，存储的数据内容为三角面，数据格式分为ASCII和二进制两种。

其中，二进制STL的起始84个字节为文件头，用于描述3D模型的文件名(前80字节)和三角面个数(后4字节)。

在数据部分，以50个字节为一个三角面，逐个给出每个三角面片的几何信息。50个字节包括

• 三角面片的法矢量 3x4
• 三个顶点坐标 3x3x4
• 三角面属性 2

ASCII格式则按行写入数据，每个三角面由7行数据构成，内容与二进制的50个字节相同，其书写结构大致为

solid filename stl          //自定义文件头 
   facet normal x y z       //法向量
       outer loop 
           vertex x y z     //第一个顶点坐标 
           vertex x y z     //第二个顶点坐标 
           vertex x y z     //第三个顶点坐标 
      endloop   
   endfacet         //完成一个三角面片定义 
   …… 
endsolid filename stl ∥整个STL文件定义结束
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最后，STL对三角面的组织并非毫无规律的，其遵循下面几个原则

• 共顶点：相邻三角面必须有两个共同顶点
• 取向规则 单个面片法向量符合右手法则且指向实体外面
• 充满规则 小三角面片必须布满三维模型的所有表面,不得遗漏
• 取值规则 顶点坐标值必须非负，即STL实体在坐标系的第一象限

此外，还支持obj、glb等格式，由于二者相对来说比较复杂，故放在后续介绍。