System of analysis of graphical formats of three-dimensional objects
D. V. Ostrovka, V. M. Teslyuk, Н. С. Ріпак · Computer Technologies of Printing · 2022
КОМП'ЮТЕРНІ ТЕХНОЛОГІЇ ДРУКАРСТВА 2022/2 (48) 58 УДК 004.416.6 СИСТЕМА АНАЛІЗУ ГРАФІЧНИХ ФОРМАТІВ ТРИВИМІРНИХ ОБ'ЄКТІВ Д. В. Островка, В. М. Теслюк, Н. С. Ріпак НУ «Львівська політехніка», вул.Степана Бандери, 12, м.Львів, 79000, Україна Зважаючи на високий потенціал технологій та неабияку перспективу, на ринку існує багато рішень для зберігання та представлення тривимірної графіки.Проте деякі з них мають обмеження відповідно до різних платформ, закриті для розробників або навіть застарілі чи неактуальні.Все це часто ускладнює взаємодію з ними, а також вимагає від розробників часу на вибір необхідного для них завдання та відповідного тенденціям формату для відображення тривимірних файлів.У статті розроблено систему для дослідження, відображення та маніпулювання тривимірними файлами (Obj, Fbx, Collada та USD), запропоновано структуру системи та аналізу графічних форматів тривимірних об'єктів, алгоритм функціонування системи, розроблено мобільний додаток з використанням об'єктно-орієнтовної мови програмування Swift версії 5.0 та середовища розробки xCode.Розроблений застосунок підтримується всіма пристроями операційної системи iOS, починаючи від версії 10.0, випущеної в 2016 році та вище.При розробці системи використано патерн проєктування MVC (Model-View-Controller), що дозволяє швидко побудувати структури невеликої системи.Ключові слова: Графічні формати, USDZ, USDC, Converting, Fbx, Collada, Obj, Mobile Development, iOS, AR, Three-dimensional files, 3d Files.Постановка проблеми.З кожним днем засоби для відображення доповненої реальності все більше з'являються у сферах людського життя [1-3].Це стосується і такої невід'ємної його частини як смартфони.Зважаючи на високий потенціал цієї технологій та неабияку перспективу, на ринку існує багато рішень для зберігання та представлення тривимірної графікитривимірних файлів.Через це у розробників виникає ситуація, коли необхідно відобразити вже наявну тривимірну модель на смартфоні.Проте це не завжди можливо зробити через несумісність тривимірних файлів та операційних COMPUTER TECHNOLOGIES OF PRINTING 2022/2 (48) 59 59 систем.Рішенням даної проблеми можуть слугувати перетворювачі тривимірних форматів, які дозволяють конвертувати одні формати в інші.Метою цієї роботи є аналіз наявних рішень для перетворення тривимірних форматів під мобільну операційну систему iOS (далі ОС iOS), а також недоліків їх використання, як-от колізії, відсутність текстур чи анімацій.Аналіз останніх досліджень та публікацій.Проблеми вибору конкретного формату для роботи з 3d-моделями дедалі частіше зустрічається в рішеннях, що використовують доповнену реальність.Так, в роботі [4] порівнюється продуктивність різних форматів під час завантаження та відображення моделей на Web.У роботі [5] висвітлюється проблема та можливі рішення відсутності стандартизації тривимірних форматів при розробці моделей в автомобільній промисловості.Аналіз літератури [6] наводить критерії для порівняння форматів і детально оцінює формати, що підтримуються ПЗ Blender.Проте недоліки та переваги різних форматів потрібно розглядати безпосередньо на платформах їх відображення.Так, в даній роботі [7] описані проблеми, що виникають при конвертації форматів до підтримуваних мобільною системою iOS.Оскільки галузь розробки під мобільні смарт-системи доволі молода та стрімко розвивається, особливо в напрямку доповненої реальності, основними джерелами знань виступають стейкхолдери мобільних ОС, що випускають документацію [8] та проводять конференції [9] на тему засобів доповненої реальності, форматів підтримуваних системою та особливостей їх застосувань.Мета статті -розробити систему та алгоритм дослідження, відображення та маніпулювання тривимірними файлами (Obj, Fbx, Collada та USD), запропонувати структуру системи відображення тривимірних об'єктів і зв'язків елементів, алгоритм функціонування системи, розробити мобільний додаток, що дозволяє швидко побудувати структури невеликої системи.Провести аналіз поширених форматів для відображення тривимірних моделей на платформі iOS, визначити їх особливості, переваги та недоліки.Виклад основного матеріалу дослідження.1. Аналіз наявних форматів збереження тривимірних об'єктів Розглянемо формат Obj.Отже, Obj -формат файлу опису геометрії, вперше створений в Wavefront Technologies для їх анімаційного пакету Advanced Visualizer.Це відкритий файловий формат, і він був прийнятий іншими розробниками 3D-редакторів як стандартний.Повне ім'я цього типу формату -"Wavefront Object".[10]