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3D 数据交换格式（.3DXML）简介

article 2025/12/26 0:42:48

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：

  1. ​​manifest.xml​​ - 描述文件内容和结构
  2. ​​3DXML/3DModel.xml​​ - 主要的 3D 模型数据
  3. ​​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

  1. ​​工程设计​​ - 在 CATIA 和其他 CAD 系统间交换数据
  2. ​​产品可视化​​ - 轻量化查看 3D 模型
  3. ​​技术文档​​ - 嵌入 3D 内容到文档中
  4. ​​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

  1. ​​3DXML Player​​ - 官方免费查看器
  2. ​​CATIA​​ - 完整编辑能力
  3. ​​SOLIDWORKS​​ - 支持导入导出
  4. ​​3DEXPERIENCE平台​​ - 云端协作

与其他3D格式的比较

特性3DXMLSTEPIGESSTL
开发者达索系统ISONIST3D Systems
几何类型BREP/网格BREPBREP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

  1. 打开CATIA模型
  2. 选择"文件"→"另存为"
  3. 选择3DXML格式
  4. 设置导出选项（精度、包含元素等）
  5. 保存文件

使用3DXML Player查看

  1. 双击.3dxml文件或打开3DXML Player
  2. 使用鼠标旋转、平移和缩放模型
  3. 可查看产品结构树
  4. 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：

  1. ​​达索系统API​​ - 通过CAA V5或3DEXPERIENCE API访问
  2. ​​Java库​​ - 有限的第三方解析库
  3. ​​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。

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