16、3D数据的表示、存储与可视化技术解析

3D数据的表示、存储与可视化技术解析

1. OBJ文件格式与MTL文件

OBJ文件格式中，顶点和纹理坐标的表示有多种形式：
- f v1 v2 v3 v4 ... ：仅包含顶点索引。
- f v1/vt1 v2/vt2 v3/vt3 ... ：顶点索引后跟随纹理坐标索引，用斜杠分隔。
- f v1/vt1/vn1 v2/vt2/vn2 v3/vt3/vn3 ... ：顶点索引后跟随纹理坐标和表面法线索引，都用斜杠分隔。
- f v1//vn1 v2//vn2 v3//vn3 ... ：顶点索引后仅跟随表面法线索引，用双斜杠分隔。

OBJ文件可通过配套的MTL（Material Template Library）文件进行扩充，MTL文件用于描述表面着色和材质属性，以实现渲染效果。

2. 网格数据结构

为了对网格进行渲染、操作或编辑等处理，需要能够检索网格元素并发现邻接关系。常见的查询包括查找与给定顶点相关的面/边、查找边相邻的面、查找面相邻的边以及查找与面相邻的面等。网格数据结构可根据回答这些查询的效率进行分类，这通常需要在存储开销和表示能力之间进行权衡。以下是几种常见的网格数据结构：
|数据结构|特点|空间和时间复杂度（M个面，N个顶点的网格）|
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|面列表|存储每个面的顶点位置，无冗余，但不存储共享顶点的面之间的连接性，邻接查询和变换效率低且不便。| - |
|顶点 - 面列表|空间高效，由共享顶点列表和面列表组成