3D 数据交换格式（.3DXML）简介
3DXML 是一种基于 XML 的 3D 数据交换格式，由达索系统(Dassault Systèmes)开发，主要用于其 CATIA、SOLIDWORKS 和 3DEXPERIENCE 等产品中。
基本概述
- 全称：3D XML
- 开发者：达索系统
- 主要用途：3D 模型数据交换和轻量化可视化
- 文件扩展名：.3dxml
- MIME 类型：application/vnd.3dxml
文件结构
3DXML 文件实际上是一个 ZIP 压缩包，包含以下主要组成部分：
- manifest.xml - 描述文件内容和结构
- 3DXML/3DModel.xml - 主要的 3D 模型数据
- 其他资源文件 - 如纹理、材质等
技术特点
1. 基于 XML 的格式
3DXML 使用 XML 描述 3D 模型，具有以下特点：
- 人类可读（解压后）
- 结构化层次清晰
- 可扩展性强
2. 轻量化设计
- 使用 ZIP 压缩减小文件大小
- 支持 LOD (Level of Detail) 多细节层次
- 可选择性地包含/排除某些细节
3. 多平台支持
- 可在多种达索系统软件中查看和编辑
- 有专门的 3DXML Player 查看器
- 支持 Web 浏览器查看（通过插件）
主要组成部分详解
几何表示
3DXML 支持多种几何表示方式：
- BREP (边界表示) - 精确的 CAD 几何
- 多边形网格 - 简化的三角面片表示
- 点云数据 - 用于扫描数据
场景结构
使用树状结构组织 3D 内容：
xml
<Root id="1"> <ProductInstance id="2" name="Assembly1"> <PartInstance id="3" name="Part1"> <GeometryInstance id="4"> <Reference3D ref="5"/> </GeometryInstance> </PartInstance> </ProductInstance> </Root>
材质和外观
支持完整的材质系统：
xml
<MaterialApplication id="6"> <Material id="7"> <Ambient>0.2 0.2 0.2</Ambient> <Diffuse>0.8 0.8 0.8</Diffuse> <Specular>0.5 0.5 0.5</Specular> <Shininess>32</Shininess> </Material> <TextureCoordinateBinding textureId="8"/> </MaterialApplication>
应用领域
- 工程设计 - 在 CATIA 和其他 CAD 系统间交换数据
- 产品可视化 - 轻量化查看 3D 模型
- 技术文档 - 嵌入 3D 内容到文档中
- 协作评审 - 共享简化模型进行评审
优缺点分析
优点
- 文件大小比原生 CAD 文件小很多
- 保留产品结构和装配关系
- 支持精确几何和简化表示
- 跨平台兼容性较好（在达索生态内）
局限性
- 主要限于达索系统软件生态
- 开源支持有限
- 高级编辑需要转换回原生格式
- 某些高级 CAD 特征可能丢失
相关工具和查看器
- 3DXML Player - 官方免费查看器
- CATIA - 完整编辑能力
- SOLIDWORKS - 支持导入导出
- 3DEXPERIENCE平台 - 云端协作
与其他3D格式的比较
| 特性 | 3DXML | STEP | IGES | STL |
|---|---|---|---|---|
| 开发者 | 达索系统 | ISO | NIST | 3D Systems |
| 几何类型 | BREP/网格 | BREP | BREP | 网格 |
| 产品结构 | 支持 | 支持 | 有限 | 不支持 |
| 文件大小 | 中等 | 大 | 大 | 大 |
| 开源支持 | 有限 | 广泛 | 广泛 | 广泛 |
实际应用示例
在CATIA中导出3DXML
- 打开CATIA模型
- 选择"文件"→"另存为"
- 选择3DXML格式
- 设置导出选项（精度、包含元素等）
- 保存文件
使用3DXML Player查看
- 双击.3dxml文件或打开3DXML Player
- 使用鼠标旋转、平移和缩放模型
- 可查看产品结构树
- 支持测量和剖面查看功能
编程接口
虽然3DXML主要是达索系统的专有格式，但有一些有限的编程接口：
- 达索系统API - 通过CAA V5或3DEXPERIENCE API访问
- Java库 - 有限的第三方解析库
- Python工具 - 可解压和解析XML部分
python
# 示例：解压3DXML文件 import zipfile with zipfile.ZipFile('model.3dxml', 'r') as zip_ref: zip_ref.extractall('extracted_model')
未来发展趋势
随着达索系统向3DEXPERIENCE平台转型，3DXML可能会：
- 增加云协作功能
- 增强Web支持
- 改进轻量化可视化能力
- 可能开放更多标准接口
总结
3DXML是达索系统生态中重要的3D数据交换格式，特别适合需要在保持产品结构的同时实现轻量化可视化的场景。虽然它在开源生态中的支持有限，但在工程设计和制造领域仍有广泛应用。