3D檔案格式這麼多，機器視覺至少要會用這三種
不同一般大家較熟悉的2D影像，如BMP、Jpeg等等格式，3D檔案格式有許多種類，常常讓人感到困惑。3D檔案格式之所以多種多樣，是因為不同應用需求和考量軟硬體兼容性，注重的功能、結構與資訊內容也會適配不同場景，例如建築模型形狀、電影動畫建模、材質等。此外，專利和產業標準也會影響檔案格式發展，為了避免侵權，有些公司會選擇制定自有格式。多元3D檔案格式滿足了各種需求，確保模型在不同平台間有效交流。
在這麼多格式中，哪些是比較常見的格式、哪些是機器視覺最常會用到的資料格式呢？
常見的3D資料格式
以下是幾種常見的3D檔案格式：
1. CSV (.csv) : （逗號分隔值）檔案格式通常用於儲存表格型資料，它是一種純文本檔案，使用逗號來分隔不同欄位的數據；同時也是機器視覺最常用到的檔案格式之一。
2. PLY (.ply)：PLY是一種用於表示三維數據的檔案格式，通常用於點雲和多邊形模型。它也是機器視覺最常用到的檔案格式之一。
3. TIFF (.tiff) : 常見的2D無壓縮格式，儲存3D資訊常以16 bits 維度存取資料並適配於多種第三方機器視覺軟體。和CSV、PLY一樣，也是機器視覺最常用到的檔案格式之一。
4. PCD (.pcd) : Point Cloud Data，是一種常見的點雲檔案格式，用於儲存三維點雲數據。PCD檔案通常包含了大量的點，每個點都有其在三維空間中的座標、顏色和其他屬性。
5. OBJ (.obj)：Wavefront OBJ，是另一種常見的3D模型檔案格式，它包含了物體的頂點座標、幾何形狀、材質、法向量等資訊，因obj包含了材質訊息與紋理資訊，故可更加真實的產生3D模型。
6. STL (.stl)：STL是一種簡單的3D檔案格式，主要用於紀錄表面的形狀，不包含任何的顏色、紋理資訊。
7. FBX (.fbx)：FBX是由Autodesk開發的一種通用的3D檔案格式，它支援幾乎所有的3D軟體和引擎。
8. Collada (.dae)：Collada是一種XM文件格式，它能夠存儲模型、動畫、材質等多種資訊，常用於遊戲開發、建築設計、工程設計等。
9. 3DS (.3ds)：3DS是3D Studio Max使用的檔案格式，它支援多邊形模型、材質、動畫等功能。
接下來，我們將針對機器視覺最常用到的CSV、PLY、TIFF這三種格式進一步解說。
機器視覺最常用的3種格式
1. CSV格式（comma-separated values）
用CSV儲存3D格式屬於無序點雲儲存方式的一種，在一般傳感器中，為了方便運算，得到的點雲資料通常會以short[,]或double[][]方式，將資料保留，而這些資料通常是經過排序後的資料，因此最簡單的方式就是依序將資料寫入純文本，並且以逗號區分X、Y、Z的資訊即可，非常便利。只是寫出過程中有時候為了可讀性與便利會寫入檔頭，如下圖：
2. PLY格式（Polygon File Format）
由斯坦福大學圖形實驗室（Stanford University Graphics Laboratory）開發，用來表示三維幾何形狀，如多邊形網格。與其他格式相較，它具有以下特色：
■ 靈活性：可以儲存多種類型的3D數據，包括點、線、面等。
■ 可擴展性：支援使用自定義屬性和元數據（metadata）來描述模型的特性，可輕鬆擴展以滿足特定需求。
■ 易理解性：PLY格式的檔案結構相對簡單，易於使用者理解和進一步解析。
PLY檔案通常由標頭（header）和數據（data）兩部分組成，如下圖。標頭部分會描述模型的屬性、原數據和數據結構，而數據部分則包含實際的模型數據，例如點的坐標、法向量、顏色等。
3. TIFF格式（Tagged Image File Format）
通常不是直接用於儲存三維模型的標準格式，而是用於儲存與三維相關的二維圖像資料或者其他額外資訊，屬於有序點雲的一種。TIFF之所以被廣泛使用是因為3D機器視覺是基於2D延伸發展的，使用者習慣使用2D圖像編程軟件開發，例如Halcon、MIL等等。
另外還有一個原因讓TIFF格式深受使用者歡迎，那就是它的無壓縮特性，TIFF可以保存16bits數據，因此可以有效表達3D的高度資訊，而不會因此降低Z方向的精度。
看了這麼多資料格式，大家應該更想知道，實務應用上要怎麼選擇最適合的3D檔案格式呢？首先，需要明確自己的應用需求，包括您是要進行建模、渲染、動畫製作還是科學模擬？每種應用通常會有較為適合的檔案格式。第二，確保您所選用的格式能夠在使用的3D軟體和平台上正確工作，並具備所需的功能和特性，例如材質、動畫、法向量等。第三，檔案大小和性能也是重要考慮因素，在選定資料格式前需要平衡儲存和傳輸的影響、以及格式對性能的要求。最後別忘了，產業標準和應用廣度也值得考慮，某些格式可能更容易使用、或者在特定領域更受歡迎。
選擇適合的3D檔案格式需要仔細考慮各種因素，並根據具體需求和應用場景進行評估和測試。如果您不確定適合自己使用的格式，或者有3D資料需要進一步評估，歡迎隨時聯繫我們的專業3D工程團隊為您免費服務諮詢。