3Dモデル表現形式Colladaについて

はじめに

3Dモデルの表現形式は非常に種類が多く、
使用できるアプリ、できること、できないことをはっきりさせておかないと大変です。
この記事では比較的多くのアプリケーションで使用でき、
表現能力もそこそこあるColladaについて紹介します。

Colladaとは

• 3Dモデルを配布するためのフォーマットで、xmlで記述される．拡張子dae。
• 元々はPS3用に作られたものである。
• 対応ソフトが多く、Blenderでも生成できる。
• ロボット系だとROSのロボットモデルであるURDFのメッシュにも使われている。
• v1.5とv1.4で多少違いがあり、どちらか一方にしか対応してないケースもあるので注意。
• ちなみにテクスチャやボーンにも対応しています。

Khronosからファイルフォーマットの詳細についてダウンロードできます。
日本語版もあり。(ソニー製だから？)

最小セットの例は？

ドキュメントの最後にキューブの例が載っています。

のと、一度blenderで簡単なモデル(デフォルトキューブも可)を
エクスポートして、エディタで開くのが楽でしょう。

どうやって読むの？

人間が読む場合を考えると、最低限xmlの知識が求められます。

公式のリファレンスカードにスキーマがわかりやすくまとめられています。

これと最小セットの例を照らし合わせると大体読めると思います。

最小セットから紐解いてみる

最小セットでは以下のような構造でデータを記述しています。

• COLLADA
  • asset
    • ファイルの属性など
  • library_effects
    • material用のeffect
  • library_materials
    • ここでmaterialにeffectを指定
  • library_geometries
    • geometry
      • この中で頂点、法線、面を指定する
  • library_visual_scenes
    • visual_scene
      • nodeごとに座標系設定
        • instance_geometryでgeometryをシーンに生成
  • scene
    • instance_visual_sceneでシーンを生成

参照が複雑だったり設定の重複が多い印象です。

プログラムで解釈する方法は？

ロボット系でよく使われるのはcollada-domでしょうか。

githubは軽量版で、フルサイズはsourceforgeにあります。

一方、pycolladaというpythonのライブラリもあります。

hogehogeで作ったdaeがfugafugaで読めないんだけど？

はいきた。

ここがColladaにおいて問題になる点で、
BlenderですらColladaで許容される表現を完全にインポートできていません。

問題になりそうな例をいくつか挙げると、

materialの指定がgeometryとbind_materialの双方で出来てしまう

最小セットの例でもわかりますが、
materialの指定できる箇所が二箇所あります。

• library_geometry/geometry/polygons
• library_visual_scenes/instance_geometry/bind_material

どちらかしか見てないソフトだと互換性が取れません。
blenderはそもそもmaterialの設定を上手く取れていない気がします。

geometryの中で複数の形状情報が許容されている

geometryが複数の形状情報(polygonsなど)を持つことが許容されていますが、
この場合blenderでは問答無用でgeometry単位で一つの部品になります。
またbind_materialがgeometryのidを指定しているため、
各形状情報でmaterialの色分けをした場合うまくいかないことが予想されます。

なんかこのdae壊れてない？

壊れてるかどうかをチェックしようと思うと、例えば次のようなことが考えられます。

• arrayで指定しているcountが正しいか
• urlを指定している場所でリンク切れがないか(bind_materialのtargetなど)

ちなみに、gazeboの場合bind_materialのtargetでリンク切れを起こすと静かに落ちます。

おわりに

Colladaは表現能力はそこそこ高いのですが、
以下のような問題点が挙げられると思います。

• 表現の自由度は高いが、対応を謳うソフトがそれに対応できるとは限らない。
• 各言語で取り扱える標準のパーサがない。