Αρχεία αποθήκευσης τρισδιάστατων μοντέλων

Ο τρόπος με τον οποίο περιγράφεται η γεωμετρία κάποιου αντικειμένου και οι επιπλέον πληροφορίες σχετικά με αυτή, όπως για παράδειγμα οι συντεταγμένες που ορίζουν τη θέση της υφής σε σχέση με τη γεωμετρία, καθορίζονται από τη φόρμα του αρχείου αποθήκευσης της πληροφορίας αυτής.

Οι πιο ευρέως διαδεδομένοι τύποι αρχείων για την αποθήκευση τρισδιάστατων θεμάτων αριθμούν περί τους 40, ενώ ο αριθμός τους συνεχώς αυξάνεται. Ένας γενικός διαχωρισμός που μπορεί να γίνει έτσι ώστε να απλοποιηθεί η διαδικασία επιλογής της πιο κατάλληλης λύσης, είναι αυτός μεταξύ των αρχείων όπου η πληροφορία αποθηκεύεται στη μορφή κειμένου και των αρχείων όπου η πληροφορία αποθηκεύεται σε δυαδική μορφή. Η αποθήκευση της πληροφορίας που αφορά την περιγραφή ενός θέματος σε τρεις διαστάσεις, όταν υλοποιείται σε μορφή κειμένου καταλαμβάνει πολύ περισσότερο αποθηκευτικό χώρο απ’ ότι θα καταλάμβανε σε δυαδική μορφή, για το λόγο ότι οι αριθμοί που δηλώνουν τις τρισδιάστατες συντεταγμένες της πληροφορίας εκφράζονται με χαρακτήρες, δηλαδή κείμενο αναγνώσιμο από τον άνθρωπο, με συνέπεια ένας αριθμός να καταλαμβάνει τόσα byte αποθηκευτικού χώρου όσα είναι τα ψηφία του. Για παράδειγμα ο αριθμός 255 δυαδικά εκφράζεται με 1 Byte (8 bit – 11111111), ενώ όταν εκφράζεται σε μορφή κείμενου απαιτεί 3 byte (3 χαρακτήρες), καταλαμβάνοντας έτσι 3 φορές περισσότερο αποθηκευτικό χώρο.

Πέρα από τον παραπάνω βασικό διαχωρισμό, από τον οποίο εξαρτάται το μέγεθος του απαιτούμενου αποθηκευτικού χώρου, η επιλογή της φόρμας με την οποία θα υλοποιηθεί η αποθήκευση της ψηφιοποιημένης πληροφορίας είναι καθοριστική τόσο για τη βιωσιμότητα της πληροφορίας αυτής, όσο και για τη συμβατότητά της με τα διάφορα πακέτα λογισμικού. Επίσης, εξίσου καθοριστικός για την επιλογή του τύπου αρχείου αποθήκευσης, είναι και ο τρόπος με τον οποίο περιγράφεται η τρισδιάστατη γεωμετρία κάποιου θέματος, διότι η υποστήριξη κάποιων εξελιγμένων χαρακτηριστικών, όπως για παράδειγμα οι παραμετρικές επιφάνειες, μπορεί να μην απαντάται σε κάποιους τύπους αρχείων. Για τους παραπάνω λόγους, η αποκλειστική χρήση κάποιου μη διαδεδομένου τύπου αρχείου πρέπει να αποφεύγεται, αφού είναι πιθανό στο μέλλον να σταματήσει η υποστήριξή του και να εξαφανιστεί. Αντιθέτως, η μετατροπή και αποθήκευση της πληροφορίας σε περισσότερους του ενός κοινά αποδεκτούς τύπους αρχείων και η περιοδική μετανάστευσή της σε πιο σύγχρονους, αποτελεί μια εγγυημένη λύση διατήρησής της.

Τα βασικά χαρακτηριστικά που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για την επιλογή του αρχείου αποθήκευσης του τελικού προϊόντος της τρισδιάστατης σάρωσης, για λόγους αρχειακής αποθήκευσης, είναι τα εξής:

• Δυαδική αποθήκευση της πληροφορίας για μείωση του όγκου των δεδομένων.
• Περιγραφή των τρισδιάστατων επιφανειών τουλάχιστον με πολύγωνα. Επιθυμητή είναι η υποστήριξη παραμετρικών επιφανειών, έτσι ώστε μέσω του κατάλληλου λογισμικού να επιτευχθεί περαιτέρω μείωση των δεδομένων.
• Τουλάχιστον από ένα ζεύγος συντεταγμένων για κάθε τρισδιάστατο σημείο της γεωμετρίας, για την εφαρμογή μιας η περισσότερων εικόνων υφής.
• Δυνατότητα αναγνώρισης από δημοφιλή εφαρμογές του είδους, όπως για παράδειγμα λογισμικό τρισδιάστατης μοντελοποίησης και κίνησης, φωτορεαλιστικής απόδοσης, μετατροπής σε άλλους τύπους αρχείων(format) και λοιπά.

Όσον αφορά τη χρήση των δεδομένων αυτών σε εφαρμογές ειδικού τύπου, όπως είναι για παράδειγμα η προβολή μέσω του διαδικτύου και η πραγματικού χρόνου, διαδραστική παρουσίασή της, συνιστάται η επιπλέον μετατροπή της σε μορφές αρχείων περισσότερο κατάλληλες για τις εφαρμογές αυτές. Τα βασικά κριτήρια επιλογής αρχείου αποθήκευσης που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για εφαρμογές τέτοιου ίδιους, εν μέρη περιγράφτηκαν παραπάνω. Παρόλα αυτά, οι ιδιαίτερες απαιτήσεις της τρισδιάστατης απεικόνισης πραγματικού χρόνου και η πιθανή μεταφορά της πληροφορία μέσω του διαδικτύου, ή κάποιου άλλου αργού δίαυλου επικοινωνίας, προτρέπουν στη χρήση ειδικών τύπων αρχείων με τα εξής ιδιαίτερα χαρακτηριστικά:

• Επίπεδο λεπτομέρειας (LOD-Level of Detail) συνεχόμενο ή προκαθορισμένο. Το χαρακτηριστικό αυτό αφορά την τρισδιάστατη απεικόνιση του θέματος σε πραγματικό χρόνο και σχετίζεται με την ποσότητα των πολύγονων που περιγράφουν το θέμα (λεπτομέρεια), κάθε φορά που αυτό αποδίδεται γραφικά στην οθόνη του Η/Υ, ανάλογα με την απόσταση του αντικειμένου από τη θέση της ιδεατής κάμερας και κατά συνέπεια της επιφάνειας που αυτό καταλαμβάνει στην οθόνη του Η/Υ. Έτσι, όσο πιο μικρή είναι η επιφάνεια που καταλαμβάνει το θέμα στην οθόνη του υπολογιστή, τόσο λιγότερη είναι η οπτική πληροφορία που μπορεί να αποδοθεί σε αυτή και συνεπώς τόσο πιο απαρατήρητη είναι η χρήση λιγότερων πολύγωνων για την οπτική απόδοσή του θέματος. Η τεχνική αυτή έχει σαν αποτέλεσμα την ταχύτερη οπτική απόδοση της τρισδιάστατης σκηνής και εφαρμόζεται σε περιπτώσεις ιδεατών περιπάτων.
• Βαθμιαίο φόρτωμα και απεικόνιση της πληροφορίας. Αφορά την έκφραση της πληροφορίας με τέτοιο τρόπο ώστε κατά τη μεταφόρτωσή της, όσο χρονοβόρα και αν είναι αυτή, να καθιστάτε εφικτή η απεικόνιση ολόκληρου του θέματος ακόμα και από τα πρώτα στάδια της διαδικασίας. Με την τεχνική αυτή, η απόδοση του θέματος στην αρχή είναι χονδρική και με το χρόνο, καθώς γίνονται διαθέσιμα περισσότερα δεδομένα, αποκτά σταδιακά όλο και περισσότερη λεπτομέρεια.
• Συμπίεση και κωδικοποίηση της πληροφορίας για περαιτέρω μείωση του όγκου που καταλαμβάνει και συνεπώς του όγκου που πρέπει να μεταφερθεί μέσω του διαδικτύου.
• Μηχανισμούς διασφάλισης της πνευματικής ιδιοκτησίας των δεδομένων, μέσω υδατογραφίας ή άλλων τεχνικών, και περιορισμού της χρήσης τους μόνο για κάποιο συγκεκριμένο σκοπό (π.χ. μόνο για τη θέαση μέσω κάποιου συγκεκριμένου λογισμικού).
  

Όνομα αρχείου (κατάληξη)	Τρόπος αποθή- κευσης	Τρόπος έκφρασης 3Διαστ. Πληρο- φορίας	Επιπλέον συντε- ταγμένες υφής κλπ.	Διάδοση	Επίπεδο λεπτο- μέρειας	Βαθμιαίο φόρτωμα	Συμ- πίεση	Ασφά- λεια
3D Studio (3DS)	Δυα- δικός	Τρίγωνα	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Μέτρια
3D Studio ASCII (ASC)	Κείμενο	Τρίγωνα	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
3D Studio Max ASCII (ASE)	Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
3D Studio Max (MAX)	Δυα- δικός	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Μέτρια
Alias FBX (FBX)	Δυα- δικός	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μέτρια- Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Μέτρια
AOFF (GEO)	Κείμενο	Τρίγωνα	Όχι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
AutoCAD (DXF,DXB)	Δυα- δικός (DXB) Κείμενο (DXF)	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Όχι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Caligari true space (COB)	Δυα- δικός	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
CINEMA 4D (C4D)	Δυα- δικός	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
DirectX (X)	Δυα- δικός/ Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Electric Image (FACT)	Δυα- δικός/ Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Imagine (IOB)	Δυα- δικός	Τρίγωνα	Ναι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Initial Graphics Exchange Specific format G-code (IGES,IGS)	Δυα- δικός Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Όχι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
International Organisation for standardization G Code (ISO, NC)	Δυα- δικός Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Όχι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
LightWave3D (LWO,LW)	Δυα- δικός	Τρίγωνα	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Maya ASCII (MA)	Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Maya ASCII (MB)	Δυα- δικός	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Metacreations Metastream (MTS)	Δυα- δικός	Τρίγωνα	Ναι	Μικρή	Ναι	Ναι	Ναι	Μέτρια
Nendo (NDO)	Δυα- δικός	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
NGRAIN (NGN,NGW)	Δυα- δικός	Voxels (σημεία στο χώρο)	Όχι	Μικρή	Όχι	Όχι	Ναι	Καλή
Object File Format (OFF)	Κείμενο	Τρίγωνα	Όχι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
OpenFlight (FLT)	Δυα- δικός	Τρίγωνα	Ναι	Μέτρια	Ναι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Open Inventor (IV)	Δυα- δικός/	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Polygon Model (PLY)	Δυα- δικός/ Κείμενο	Τρίγωνα	Ναι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
POV-Ray RAW Triangle Format (RAW)	Κείμενο	Τρίγωνα	Όχι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Power Render Object (PRO)	Δυα- δικός	Τρίγωνα	Ναι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Points File (PTS)	Κείμενο	Σημεία στο χώρο	Όχι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Εxtended raw triangles (RAX)	Κείμενο	Τρίγωνα	Ναι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Rhinoceros (3DM)	Δυα- δικός	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Shockwave 3D (W3D)	Δυα- δικός	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μέτρια	Ναι (υποτυ- πώδη)	Ναι (υποτυ- πώδη)	Όχι	Ανύ- παρκτη
Softimage (XSI)	Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Stereo Lithography (STL)	Δυα- δικός/ Κείμενο	Τρίγωνα	Όχι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Stripe (OBJF)	Κείμενο	Τρίγωνα	Ναι	Μέτρια	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
Universal 3D (U3D)	Δυα- δικός	Τρίγωνα	Ναι	αναμένεται μεγάλη	Ναι	Ναι	Ναι	?
Viewpoint (VPP)	Δυα- δικός	Τρίγωνα	Ναι	Μικρή	Ναι	Ναι	Όχι	Μέτρια
Virtual Reality Modelling Language (VRML,WRL)	Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Ναι (υποτυ- πώδη)	Ναι (υποτυ- πώδη)	Ναι (μέσω λογισ- μικού συμ- πίεσης σε gzip)	Ανύ- παρκτη
Wavefront (OBJ)	Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη
X3D (X3D)	Δυα- δικός/ Κείμενο	Τρίγωνα & Παρα- μετρικες Επιφάνιες	Ναι	Μεγάλη	Ναι (υποτυ- πώδη)	Ναι (mpeg4)	Ναι	Μέτρια
XGL (XGL)	Κείμενο	Τρίγωνα	Ναι	Μικρή	Όχι	Όχι	Όχι	Ανύ- παρκτη