الميزات والوظائف
Aspose.3D FOSS for Python يوفر واجهة برمجة تطبيقات كاملة للرسم البياني للمشهد لقراءة وإنشاء وكتابة محتوى ثلاثي الأبعاد بعدة صيغ معيارية في الصناعة. توثّق هذه الصفحة كل مجال ميزة رئيسي مع أمثلة شفرة Python تعمل تستخدم واجهة برمجة التطبيقات الفعلية للمكتبة.
التثبيت والإعداد
قم بتثبيت المكتبة من PyPI بأمر واحد:
pip install aspose-3d-fossلا توجد حزم نظام إضافية أو امتدادات أصلية أو سلاسل أدوات المترجم مطلوبة. المكتبة هي Python صافية وتدعم Python 3.7 حتى 3.12 على Windows و macOS و Linux.
للتحقق من التثبيت:
from aspose.threed import Scene
scene = Scene()
print("Aspose.3D FOSS installed successfully")
print(f"Root node name: {scene.root_node.name}")الميزات والوظائف
دعم الصيغ
Aspose.3D FOSS for Python يقرأ ويكتب الصيغ التالية:
| تنسيق | امتداد | قراءة | كتابة | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|
| Wavefront OBJ | .obj | نعم | نعم | .دعم تحميل مواد .mtl |
| STL (ثنائي) | .stl | نعم | نعم | تم التحقق من الجولة (39 اختبارًا) |
| STL (ASCII) | .stl | نعم | نعم | تم التحقق من الجولة |
| glTF 2.0 | .gltf | نعم | نعم | تم الحفاظ على مخطط المشهد الكامل |
| GLB (glTF ثنائي) | .glb | نعم | نعم | حاوية ثنائية بملف واحد |
| COLLADA | .dae | نعم | نعم | هيكلية المشهد والمواد |
| 3MF | .3mf | نعم | نعم | صيغة التصنيع الإضافي |
| FBX | .fbx | جزئي | لا | المحلل اللغوي يعمل؛ المحلل يحتوي على أخطاء معروفة |
تحميل OBJ مع الخيارات
ObjLoadOptions يتحكم في كيفية تحليل ملفات OBJ:
from aspose.threed import Scene
from aspose.threed.formats import ObjLoadOptions
options = ObjLoadOptions()
options.enable_materials = True # Load accompanying .mtl file
options.flip_coordinate_system = False # Preserve original handedness
options.normalize_normal = True # Normalize vertex normals to unit length
options.scale = 1.0 # Apply a uniform scale factor at load time
scene = Scene()
scene.open("model.obj", options)
print(f"Loaded {len(scene.root_node.child_nodes)} top-level nodes")الحفظ إلى STL
StlSaveOptions يتحكم في الإخراج الثنائي مقابل ASCII وإعدادات أخرى خاصة بـ STL:
from aspose.threed import Scene
from aspose.threed.formats import StlSaveOptions
scene = Scene.from_file("model.obj")
options = StlSaveOptions()
scene.save("output.stl", options)رسم بياني للمشهد
جميع المحتوى ثلاثي الأبعاد مُنظم كشجرة من Node الكائنات. جذر الشجرة هو scene.root_node. يمكن لكل عقدة أن تحتوي على عقد فرعية وتحمل Entity (شبكة، كاميرا، أو إضاءة) بالإضافة إلى Transform.
التنقل في تسلسل المشهد الهرمي
from aspose.threed import Scene
scene = Scene.from_file("model.glb")
def traverse(node, depth=0):
indent = " " * depth
entity_type = type(node.entity).__name__ if node.entity else "none"
print(f"{indent}{node.name} [{entity_type}]")
for child in node.child_nodes:
traverse(child, depth + 1)
traverse(scene.root_node)إنشاء مشهد برمجياً
from aspose.threed import Scene, Node, Entity
from aspose.threed.entities import Mesh
from aspose.threed.utilities import Vector3
scene = Scene()
root = scene.root_node
##Create a child node and position it
child = root.create_child_node("my_object")
child.transform.translation = Vector3(1.0, 0.0, 0.0)
child.transform.scaling = Vector3(2.0, 2.0, 2.0)
scene.save("constructed.glb")فحص GlobalTransform
GlobalTransform يعطي تحويل الفضاء العالمي لعقدة بعد تجميع جميع تحويلات الأسلاف:
from aspose.threed import Scene
scene = Scene.from_file("model.dae")
for node in scene.root_node.child_nodes:
gt = node.global_transform
print(f"Node: {node.name}")
print(f" World translation: {gt.translation}")
print(f" World scale: {gt.scale}")واجهة برمجة تطبيقات Mesh
ال Mesh تُتيح الكيان الوصول إلى بيانات الهندسة بما في ذلك نقاط التحكم (الرؤوس)، المضلعات، وعناصر الرؤوس للاتجاهات، إحداثيات UV، والألوان.
قراءة هندسة Mesh
from aspose.threed import Scene
from aspose.threed.formats import ObjLoadOptions
options = ObjLoadOptions()
options.enable_materials = True
options.flip_coordinate_system = False
scene = Scene()
scene.open("model.obj", options)
for node in scene.root_node.child_nodes:
if node.entity is None:
continue
mesh = node.entity
print(f"Mesh: {node.name}")
print(f" Vertices: {len(mesh.control_points)}")
print(f" Polygons: {len(mesh.polygons)}")الوصول إلى عناصر الرؤوس
عناصر الرؤوس تحمل بيانات لكل رأس أو لكل مضلع. أكثر العناصر شيوعًا هي المعايير، إحداثيات UV، ألوان الرؤوس، ومجموعات التنعيم:
from aspose.threed import Scene
from aspose.threed.entities import VertexElementNormal, VertexElementUV
scene = Scene.from_file("model.obj")
for node in scene.root_node.child_nodes:
if node.entity is None:
continue
mesh = node.entity
# Iterate vertex elements to find normals and UVs
for element in mesh.vertex_elements:
if isinstance(element, VertexElementNormal):
print(f" Normals count: {len(element.data)}")
elif isinstance(element, VertexElementUV):
print(f" UV count: {len(element.data)}")نظام المواد
Aspose.3D FOSS يدعم نوعين من المواد: LambertMaterial (تظليل انتشاري) و PhongMaterial (تظليل انعكاسي). يتم تحميلهما تلقائيًا من ملفات .mtl عند استخدام ObjLoadOptions مع enable_materials = True.
قراءة المواد من OBJ
from aspose.threed import Scene
from aspose.threed.shading import LambertMaterial, PhongMaterial
from aspose.threed.formats import ObjLoadOptions
options = ObjLoadOptions()
options.enable_materials = True
scene = Scene()
scene.open("model.obj", options)
for node in scene.root_node.child_nodes:
mat = node.material
if mat is None:
continue
print(f"Node: {node.name}")
if isinstance(mat, PhongMaterial):
print(f" Type: Phong")
print(f" Diffuse: {mat.diffuse_color}")
print(f" Specular: {mat.specular_color}")
elif isinstance(mat, LambertMaterial):
print(f" Type: Lambert")
print(f" Diffuse: {mat.diffuse_color}")تعيين مادة برمجيًا
from aspose.threed import Scene, Node
from aspose.threed.shading import PhongMaterial
from aspose.threed.utilities import Vector3
scene = Scene.from_file("model.glb")
material = PhongMaterial()
material.diffuse_color = Vector3(0.8, 0.2, 0.2) # Red diffuse
material.specular_color = Vector3(1.0, 1.0, 1.0) # White specular
##Apply to the first mesh node
for node in scene.root_node.child_nodes:
if node.entity is not None:
node.material = material
break
scene.save("recolored.glb")أدوات رياضية
ال aspose.threed.utilities الوحدة توفر جميع أنواع الرياضيات الهندسية اللازمة لبناء المشهد وفحصه.
| الفئة | الغرض |
|---|---|
Vector2 | 2D floating-point vector (UV coordinates) |
Vector3 | 3D double-precision vector (positions, normals) |
Vector4 | 4D double-precision vector (homogeneous coordinates) |
FVector3 | 3D single-precision vector (compact storage) |
Quaternion | تمثيل الدوران بدون قفل الجيمبال |
Matrix4 | 4×4 transformation matrix |
BoundingBox | صندوق احتواء محاذى للمحاور مع زوايا الحد الأدنى/الأقصى |
العمل مع التحويلات
from aspose.threed.utilities import Vector3, Quaternion, Matrix4
import math
##Build a rotation quaternion from axis-angle
axis = Vector3(0.0, 1.0, 0.0) # Y-axis
angle_rad = math.radians(45.0)
q = Quaternion.from_angle_axis(angle_rad, axis)
print(f"Quaternion: x={q.x:.4f} y={q.y:.4f} z={q.z:.4f} w={q.w:.4f}")
##Convert to rotation matrix
mat = q.to_matrix()
print(f"Rotation matrix row 0: {mat[0, 0]:.4f} {mat[0, 1]:.4f} {mat[0, 2]:.4f}")حساب صندوق الحد
from aspose.threed import Scene
scene = Scene.from_file("model.stl")
# NOTE: mesh.get_bounding_box() is a stub — it always returns an empty BoundingBox()
# regardless of geometry. Compute bounds manually from control_points:
for node in scene.root_node.child_nodes:
if node.entity is None:
continue
mesh = node.entity
pts = mesh.control_points # returns a copy of the vertex list
if not pts:
continue
xs = [p.x for p in pts]
ys = [p.y for p in pts]
zs = [p.z for p in pts]
print(f"Mesh: {node.name}")
print(f" Min: ({min(xs):.3f}, {min(ys):.3f}, {min(zs):.3f})")
print(f" Max: ({max(xs):.3f}, {max(ys):.3f}, {max(zs):.3f})")الرسوم المتحركة
Aspose.3D FOSS يوفر نموذجًا للرسوم المتحركة يعتمد على AnimationClip, AnimationNode, KeyFrame, و KeyframeSequence. بيانات الرسوم المتحركة المخزنة في الملفات المحملة (glTF, COLLADA) يمكن الوصول إليها عبر هذه الكائنات.
قراءة مقاطع الرسوم المتحركة
from aspose.threed import Scene
scene = Scene.from_file("animated.glb")
for clip in scene.animation_clips:
print(f"Clip: {clip.name} ({clip.start:.2f}s – {clip.stop:.2f}s)")
for anim_node in clip.animations:
print(f" Animation node: {anim_node.name}")
for sub in anim_node.sub_animations:
print(f" Sub-animation: {sub.name}")
for bp in anim_node.bind_points:
print(f" Bind point: {bp.name}")خيارات التحميل والحفظ
كل تنسيق مدعوم له فئة خيارات مقابلة تتحكم في سلوك التحليل والتسلسل.
| فئة | تنسيق | الخصائص الرئيسية |
|---|---|---|
ObjLoadOptions | OBJ | enable_materials, flip_coordinate_system, normalize_normal, scale |
StlSaveOptions | STL | وضع الإخراج الثنائي مقابل ASCII |
| (glTF يستخدم الإعدادات الافتراضية) | glTF / GLB | يتم حفظ مخطط المشهد والمواد تلقائيًا |
أمثلة على الاستخدام
المثال 1: تحويل تنسيق OBJ إلى STL
تحويل ملف OBJ (مع المواد) إلى STL ثنائي، مع طباعة إحصائيات الشبكة أثناء العملية:
from aspose.threed import Scene
from aspose.threed.formats import ObjLoadOptions
from aspose.threed.formats import StlSaveOptions
##Load OBJ with material support
load_opts = ObjLoadOptions()
load_opts.enable_materials = True
load_opts.flip_coordinate_system = False
load_opts.normalize_normal = True
scene = Scene()
scene.open("input.obj", load_opts)
##Report what was loaded
total_vertices = 0
total_polygons = 0
for node in scene.root_node.child_nodes:
if node.entity is not None:
mesh = node.entity
total_vertices += len(mesh.control_points)
total_polygons += len(mesh.polygons)
print(f" {node.name}: {len(mesh.control_points)} vertices, {len(mesh.polygons)} polygons")
print(f"Total: {total_vertices} vertices, {total_polygons} polygons")
##Save as STL
save_opts = StlSaveOptions()
scene.save("output.stl", save_opts)
print("Saved output.stl")المثال 2: تجميع دفعة من glTF إلى GLB
إعادة حفظ دليل يحتوي على ملفات glTF + قوام منفصلة كملفات ثنائية GLB مستقلة:
import os
from aspose.threed import Scene
input_dir = "gltf_files"
output_dir = "glb_files"
os.makedirs(output_dir, exist_ok=True)
for filename in os.listdir(input_dir):
if not filename.endswith(".gltf"):
continue
src = os.path.join(input_dir, filename)
dst = os.path.join(output_dir, filename.replace(".gltf", ".glb"))
scene = Scene.from_file(src)
scene.save(dst)
print(f"Packed {filename} -> {os.path.basename(dst)}")المثال 3: فحص رسم بياني للمشهد وتقرير التصدير
استعراض رسم بياني للمشهد في ملف COLLADA، جمع إحصائيات لكل شبكة، وطباعة تقرير منظم:
from aspose.threed import Scene
scene = Scene.from_file("assembly.dae")
report = []
def collect(node, path=""):
full_path = f"{path}/{node.name}" if node.name else path
if node.entity is not None:
mesh = node.entity
gt = node.global_transform
report.append({
"path": full_path,
"vertices": len(mesh.control_points),
"polygons": len(mesh.polygons),
"world_x": gt.translation.x,
"world_y": gt.translation.y,
"world_z": gt.translation.z,
})
for child in node.child_nodes:
collect(child, full_path)
collect(scene.root_node)
print(f"{'Path':<40} {'Verts':>6} {'Polys':>6} {'X':>8} {'Y':>8} {'Z':>8}")
print("-" * 78)
for entry in report:
print(
f"{entry['path']:<40} "
f"{entry['vertices']:>6} "
f"{entry['polygons']:>6} "
f"{entry['world_x']:>8.3f} "
f"{entry['world_y']:>8.3f} "
f"{entry['world_z']:>8.3f}"
)نصائح وأفضل الممارسات
اختيار التنسيق
- glTF 2.0 / GLB هو تنسيق التبادل الموصى به للمشاهد التي تشمل موادًا، وحركات، وتسلسلات هرمية معقدة. يفضَّل GLB (ثنائي) على glTF (نص + ملفات خارجية) من أجل القابلية للنقل.
- STL هو الخيار المناسب عندما يكون المستهلك اللاحق مقطعًا (slicer) أو أداة CAD أو أي أداة تحتاج فقط إلى الهندسة. لا يحتوي STL على بيانات مواد أو حركات.
- OBJ يحظى بدعم واسع وهو خيار جيد عندما يجب تبادل بيانات المواد مع أدوات أقدم. احرص دائمًا على إبقاء ملف .mtl بجانب ملف .obj.
أنظمة الإحداثيات
- تستخدم التطبيقات المختلفة اتفاقيات يد مختلفة. اضبط
ObjLoadOptions.flip_coordinate_system = Trueعند استيراد ملفات OBJ من أدوات تستخدم نظام إحداثيات يد يميني إذا كان خط أنابيبك يتوقع إحداثيات يد يسارية، والعكس بالعكس. - تحقق من اتفاقية المحاور للأصل المصدر قبل تطبيق أي انعكاس. يؤدي الانعكاس مرتين إلى تشويه الهندسة.
التطبيع
- اضبط دائمًا
ObjLoadOptions.normalize_normal = Trueعندما يتوقع خط الأنابيب اللاحق متجهات عادية موحدة (على سبيل المثال، عند تمرير المتجهات العادية إلى الظل أو إجراء حسابات إضاءة بنقطة الضرب). المتجهات العادية غير الموحدة من ملفات OBJ ذات الصياغة الضعيفة تسبب تشوهات إضاءة.
الأداء
- حمّل الملفات مرة واحدة وحوّل مخطط المشهد الموجود في الذاكرة (in‑memory scene graph) بدلاً من إعادة التحميل من القرص لكل صيغة إخراج. واحدة
Scene.from_file()استدعاء يتبعه عدةscene.save()الاستدعاءات أكثر كفاءة من التحميل المتكرر. - عند معالجة دفعات كبيرة، أنشئ كائنًا واحدًا
ObjLoadOptionsأوStlSaveOptionsمثيل وأعد استخدامه عبر جميع الملفات بدلاً من إنشاء كائن options جديد لكل ملف.
معالجة الأخطاء
- غلف
scene.open()وscene.save()الاستدعاءات فيtry/exceptكتل عند معالجة ملفات غير موثوقة أو ملفات مقدمة من المستخدم. أبلغ عن اسم الملف في رسائل الاستثناء لتبسيط تصحيح الأخطاء في خطوط الأنابيب الدفعية.
المشكلات الشائعة
| مشكلة | السبب | الحل |
|---|---|---|
| تظهر الشبكة معكوسة بعد التحميل | عدم توافق اتجاهية نظام الإحداثيات | تبديل ObjLoadOptions.flip_coordinate_system |
| المتجهات العمودية ذات طول صفر | ملف المصدر يحتوي على متجهات عمودية غير مُعَدَّلة | تعيين ObjLoadOptions.normalize_normal = True |
| المواد غير محملة من OBJ | enable_materials هو False (افتراضي) | تعيين ObjLoadOptions.enable_materials = True |
| يتم تحميل المشهد لكن جميع العقد فارغة | الملف يستخدم تنسيق FBX | محلل FBX قيد التطوير؛ استخدم OBJ أو STL أو glTF بدلاً من ذلك |
| النموذج صغير جدًا أو كبير | الملف المصدر يستخدم وحدات غير متريّة | تطبيق ObjLoadOptions.scale لتحويل إلى الوحدة المستهدفة |
AttributeError تشغيل mesh.polygons | كيان Node ليس Mesh | احمِ بـ if node.entity is not None قبل الوصول إلى خصائص entity |
| ملف GLB مرفوض من قبل العارض | تم الحفظ بـ .gltf امتداد | استخدم .glb الامتداد عند الاستدعاء scene.save() لتفعيل binary container |
الأسئلة المتكررة
ما إصدارات Python المدعومة؟? Python 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, و 3.12 كلها مدعومة. المكتبة هي Python صافية بدون امتداد أصلي، لذا تعمل على أي منصة يعمل عليها CPython.
هل للمكتبة أي تبعيات خارجية؟? لا. Aspose.3D FOSS لـ Python يستخدم فقط مكتبة Python القياسية. يتم تثبيته كأمر واحد pip install aspose-3d-foss أمر دون أي خطوات لاحقة.
هل يتم دعم FBX؟? تم تنفيذ محلل FBX ويمكنه تحليل تدفق الرموز الثنائي لـ FBX، لكن مُنشئ مخطط المشهد فوق المحلل يحتوي على أخطاء معروفة وليس جاهزًا للإنتاج. استخدم OBJ أو STL أو glTF أو COLLADA أو 3MF للاستخدام الإنتاجي الموثوق.
هل يمكنني استخدام Aspose.3D FOSS في منتج تجاري؟? نعم. المكتبة مُصدرة تحت رخصة MIT، التي تسمح بالاستخدام في البرمجيات المملوكة والتجارية دون دفع إتاوات، بشرط تضمين إشعار الترخيص.
كيف يمكنني الإبلاغ عن خطأ أو طلب تنسيق؟? افتح مشكلة في المستودع. أرفق ملفًا بسيطًا لإعادة الإنتاج وإصدار Python، نظام التشغيل، وإصدار المكتبة من pip show aspose-3d-foss.
ملخص مرجع API
الفئات الأساسية
Scene: حاوية المستوى الأعلى لمشهد ثلاثي الأبعاد. نقطة الدخول إلىopen(),from_file(),، وsave().Node: عقدة شجرة في رسم المشهد. تحملentity,transform,global_transform,material,child_nodes,، وname.Entity: الفئة الأساسية للكائنات المرفقة بالعقد (Mesh, Camera, Light).Transform: الموضع، الدوران (Quaternion)، والقياس في الفضاء المحلي لعقدة.GlobalTransform: تحويل للفضاء العالمي للقراءة فقط يتم حسابه بتجميع جميع التحويلات للأجداد.
الهندسة
Mesh: شبكة مضلّعات معcontrol_points(قائمة الرؤوس) وpolygons.VertexElementNormal: متجهات العموديات لكل رأس أو لكل مضلع.VertexElementUV: إحداثيات القوام UV لكل رأس.VertexElementVertexColor: بيانات اللون لكل رأس.VertexElementSmoothingGroup: تعيينات مجموعات التنعيم للمضلعات.
المواد
LambertMaterial: نموذج التظليل المنتشر معdiffuse_color: وemissive_color.PhongMaterial: نموذج التظليل اللامع يضيفspecular_color: وshininess.
: أدوات رياضية (aspose.threed.utilities)
Vector2: متجه ثنائي الأبعاد.Vector3: متجه ثلاثي الأبعاد بدقة مزدوجة.Vector4: متجه رباعي الأبعاد بدقة مزدوجة.FVector3: متجه ثلاثي الأبعاد بدقة أحادية.Quaternion: كواتيرنيون الدوران معfrom_angle_axis(): وto_matrix().Matrix4: مصفوفة تحويل 4×4.BoundingBox: صندوق احتواء محاذى للمحاور معminimum: وmaximum: زوايا.
الرسوم المتحركة
AnimationClip: حاوية مسماة لمجموعة من قنوات الرسوم المتحركة وإطاراتها المفتاحية.AnimationNode: بيانات الرسوم المتحركة لكل عقدة داخل المقطع.KeyFrame: إطار مفتاح واحد مع الوقت والقيمة.KeyframeSequence: تسلسل مرتب لإطارات المفاتيح لخاصية متحركة واحدة.
خيارات التحميل / الحفظ
ObjLoadOptions: إعدادات التحميل الخاصة بـ OBJ:enable_materials,flip_coordinate_system,normalize_normal,scale.StlSaveOptions: إعدادات الحفظ الخاصة بـ STL (الوضع الثنائي مقابل وضع ASCII).
الكاميرات والأضواء
Camera: كيان الكاميرا مع إعدادات الإسقاط، قابل للإرفاق بـNode.Light: كيان مصدر الضوء، قابل للإرفاق بـNode.