李春燕 刘少华

摘 要：Unity3D是现阶段应用最为广泛、功能最为强大的虚拟现实软件之一，但是引入的三维模型通常是由不同软件形成的。现阶段，市面上众多三维建模软件各有千秋，各有特色，但所存储的格式却各不相同，如何更大程度的发挥建模软件的功效，更好的在不同软件之间进行相互转换，是本文讨论的重点内容。

关键词：三维模型；三维格式；转换

中图分类号：TP391 文献标识码：A

1 前言

Unity3D作为虚拟现实软件的后起之秀，跟DirectX和openGL相比，该软件对图形渲染管道进行了高度的优化，即使是比较低端的硬件，也可以流畅的运行漫游展示、虚拟仿真、交互式动画等等，并能够创造出高质量3D仿真系统和真实视觉效果。并且Unity3D起步定位为多平台高端大型游戏开发引擎，能够与Html、Flash等进行良好的交互，并支持C++和JavaScript等多种脚本语言。因此，基于Unity3进行三维展示、虚拟漫游和仿真应用已成为当前的研究热点。

但是，Unity3D软件并不具备复杂的建模功能，因此，要想在其中進行操作首先就要在其他软件中建立好三维模型再导入。Unity3D当前接收到的三维模型主要为.fbx格式，而.fbx格式最大的用途是用在3Dmax、maya等软件间进行模型、材质、动作和摄影机信息的互导。因此，从3Dmax或maya软件中导出fbx模型然后导入Unity3D中是没有问题的，但现在常用的优秀三维建模软件还有很多，这些软件在三维建模方面都有其自身的优势和特点，但保存格式却各不相同，本文将主要讨论在实际操作中如何将不同软件中不同格式的三维模型导入至Unity3D中进行操作。

2 三维模型及格式

现在，三维模型已经应用于各种不同的领域，并得到了长足的发展。科学构想中各种物体的精确三维模型；电影行业中的人物、物体以及虚拟现实场景；建筑业中的设计建筑物和风景表现；教学行业中的各种模拟操作仿真训练；工程界中的设计新设备、交通工具、结构状态；地球科学领域中的三维地质模型，等等。可以说三维模型已经深入到各行各业中，已经成为各行各业中必不可少的重要元素。

目前物体的建模方法有三种，第一种方式利用三维软件建模；第二种方式通过仪器设备测量建模；第三种方式利用图像或者视频来建模。当前基于PC系统的三维软件建模方式尤为快捷和热门。现今，利用三维软件建模的三维模型主要包括网格和纹理两部分。

2.1 网格

点、线和面是用于构造三维模型的基本元素。一个点可以用立体空间中的XYZ位置定义；一条线可以用其两个端点的XYZ位置定义；一条边可由两个邻接的面定义；一个平面可由其边界线的位置定义。三维模型通常由三维建模软件把点、线、面和其它信息集合在一块，所集合数据按照一定的算法生成，并存储于计算机文件中。

2.2 纹理

纹理既包括通常意义上物体表面的纹理即使物体表面呈现凹凸不平的沟纹，同时也包括在物体的光滑表面上的彩色图案，也称纹理贴图。当把纹理按照特定的方式映射到物体表面上的时候能使物体看上去更真实。通过对物体的拍摄所得到的图像加工后，再映射到各个网格上，最终形成三维模型。

3 常用的三维模型格式

目前常用的三维建模软件有3Dmax， UG， Solidworks， Pro/E， Sketchup等。由于软件的不同，以及三维模型的算法、存储方式、信息、结构等等诸多方面的不同导致了三维模型存储的格式也会不同。目前常用的三维模型文件格式包括：.stl，.igs，.prt，.prt，.stp，.3ds等等。

3.1 .stl格式

.stl文件是在计算机图形应用系统中，用三角网格来表现三维模型的一种文件格式。它的文件格式非常简单，是最多快速原型系统所应用的标准文件类型，应用很广泛。目前通过大部分三维建模软件（除CAD，Sketchup外）建立的三维模型都可以导出成.stl格式，并且.stl格式是3Dmax可以导入的格式类型，因此，.stl格式可以作为其他三维建模软件与3Dmax相互转换的通用格式类型。

3.2 .igs格式

.igs是大部分的三维设计软件均能打开或者导入的三维模型文件格式。但是，该格式往往只注意了图形数据转换而忽略了其他信息的转换，因此导致兼容性很差。由不同软件生成的igs文件相互读取的过程中，可能会导致破面、信息不全、无法读出实体等问题出现，并且在实际操作过程中出错率很高。

3.3 .prt格式

.prt格式是一种强大的参数化文档，通常用UG或Pro/E软件打开。

3.4 .stp格式

.stp是一种独立于系统的产品模组交换格式，是三维设计中比较常用的文件格式，该格式兼容性好，在各软件中转换时数据不会丢失的太厉害。

目前通过大部分三维建模软件建立的三维模型都可以导成.stp格式，但是，3Dmax却不兼容此格式，因此其他软件如果生成该格式文件，在3Dmax中将无法导入。

3.5 .3ds格式

.3ds是3Dmax建模软件的衍生格式，可用于渲染。由CAD或Sketchup制作的三维模型可以直接导出为.3ds格式。但其他三维建模软件却无法直接导出该格式文件。

3.6 .obj文件格式

.obj文件很适合用于3D软件模型之间的互导，可以作为3Dmax和maya互相转换的一种格式。

4 常用的三维建模软件

4.1 UG

UG是Unigraphics的缩写，该软件功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。

该软件常用的格式包括.prt，.igs，.stp，.dwg等等，兼容性强。通过UG建立的三维模型可以导出.stl格式，导入3Dmax中继续编辑，出错率很低。

4.2 Solidworks

Solidworks功能齊全，标准件库完整，在实际工作中也可以将自己画的图编辑后放入标准件库，以供以后使用，十分方便。

该软件常用的格式包括.igs，.stp，.prt，.stl等等，兼容性强。但是当采用该软件导出.stl格式时往往会自动转存很多个小文件，对于稍复杂的三维模型甚至会自动分化为成千上万个小文件，对后续工作带来很大麻烦，笔者感受颇深。通过深入研究发现可以通过x_t格式与UG进行相互转换，并且在实际工作中出错率很低，是个不错的方法。

4.3 Pro/E

Pro/Engineer操作软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，采用单一数据库来解决特征的相关性问题，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。该软件采用了模块方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块；可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。

该软件常用的格式包括.prt，.igs，.stp，.dwg等等，兼容性强。并且作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

4.4 3Dmax

3D Studio Max简称为3Dmax，是基于PC系统的三维动画软件。广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、辅助教学及工程可视化等领域。软件性价比高，操作思路清晰，操作简单，使三维建模工作十分简洁高效。

3Dmax通常导出.obj格式与maya相互转换，3Dmax与maya都可直接导出.fbx格式直接导入Unity3D中进行操作。

4.5 Sketchup

Sketchup是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，常常应用于三维建筑设计方案创作。该软件最大的特点就是使用简便，使用者可以快速上手，并且使用SketchUp创建的3D模型直接输出至GoogleEarth里，十分方便。

该软件常用的格式有dwg和3ds。通常通过3ds格式与3Dmax相互转换。

5 不同建模软件、不同文件格式之间的相互转换

各种软件及各种存储格式都有其自身的优势和特点，在实际应用中灵活转换，才能更大的发挥软件的效用。三维模型最终转换成Untiy3D能够采纳的格式，再进一步对其进行操作，从而可以大大提高工作效率和质量。

参考文献

[1]wapbaike.baidu.com[Z].

[2]m.baike.haosou.com[Z].