本文件规定了用于存储和交换形貌及轮廓数据的XML文件格式x3p。

ICS 17.040.20
CCS J 04
中华人民共和国国家标准國
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:2017产品几何技术规范（GPS）
表面结构
区域法
第72部分：XML文件格式x3p
Geometrical product specifications (GPS)Surface texture: Areal-Part 72 : XML file format x3p(ISO 25178-72 :2017,IDT)
2022-12-30发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-04-01实施
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:2017前言
规范性引用文件
术语和定义
5x3p文件格式
附录A（资料性）
附录B（资料性）
附录C（资料性）
参考文献
XML文件格式
main.xml示例
与GPS矩阵模型的关系
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:2017第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定」区域法》的第72部分。GB/T33523本文件是GB/T33523《产品儿何技术规范（GPS）表面结构
已经发布了以下部分：
第1部分：表面结构的表示法：
一第2部分：术语、定义及表面结构参数：一第3部分：规范操作集；
-第6部分：表面结构测量方法的分类；一第70部分：实物测量标准；
一第71部分：软件测量标准；
一第72部分：XML文件格式x3p；第601部分：接触（触针)式仪器的标称特性；一第602部分：非接触（共聚焦色差探针）式仪器的标称特性；第603部分：非接触（相移干涉显微)式仪器的标称特性；一第604部分：非接触（相干扫描干涉）式仪器的标称特性；一第605部分：非接触（点自动对焦探针）式仪器的标称特性；一第606部分：非接触（变焦)式仪器的标称特性；一第701部分：接触（触针)式仪器的校准与测量标准。本文件等同采用ISO25178-72：2017《产品几何技术规范（GPS）表面结构区域法第72部分：XML文件格式x3p》
本文件做了下列最小限度的编辑性改动：纳人了ISO25178-72：2017/AMD.1：2020的修正内容，所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直双线（1）进行了标示
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国产品几何技术规范标准化技术委员会（SAC/TC240）提出并归口。本文件起草单位：天津大学、中国计量科学研究院、清华大学、华中科技大学、厦门大卫科技有限公司、中机生产力促进中心有限公司、中机研标准技术研究院（北京）有限公司、广东锦亚科技有限公司、陕西亚特尼电子有限公司、广东盈德数字科技有限公司、西安宁康特数据服务有限公司本文件主要起草人：郭彤、施玉书、尉昊赞、刘晓军、明翠新、谢萍、朱悦、张德军、全永德、张直金、皮坤林。
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:2017引言
随着国家产品质量提升计划的实施，对产品设计、制造、测量和检验过程中使用的统一规范或原则的需求越来越迫切。原有产品几何技术规范中表面结构的表示方法及相关标准已不能满足产品制造过程中的表面质量控制要求。
GB/T33523《产品几何技术规范（GPS）表面结构区域法》基于新一代GPS产品儿何规范体系，通过数字化测量技术、软件分析技术及计量评定等手段，构建一套全新的三维表面结构测量与分析的推荐性国家标准。GB/T33523在提出表面结构表示法、表面结构参数及规范操作集的基础上，分析了表面结构测量的方法，给出了使用的测量技术及仪器的标称特性。特别是，GB/T33523在涵盖接触式测量仪器的同时，重点引入了在高精度测量应用中具有重要价值但缺乏标准支撑的多种非接触式测量仪器。GB/T33523还规范了实物测量和软件测量标准，给出了软件文件标准和表面结构测量的计量特性。GB/T33523实现了从二维轮廓测量到三维表面结构测量的跨越，为GPS产品儿何规范体系提供了计量测试支撑。
GB/T33523拟由14个部分构成。
第1部分：表面结构的表示法。规定了产品技术文件（例如图纸、规范、合同和报告）中利用图形符号表示区域表面结构的规则。一第2部分：术语、定义及表面结构参数。规定了用区域法评定表面结构的术语、定义和参数。一第3部分：规范操作集。规定了适用于区域法评定表面结构（尺度限定表面）的完整规范操作集。
-一第6部分：表面结构测量方法的分类。规定了主要用于表面结构测量方法的分类体系，定义了三类方法，描述了三类方法之间的关系，并对具体方法做了简要说明。一第70部分：实物测量标准。规定了用于定期验证和调整区域法表面结构测量仪器的实物测量标准的特性。
第71部分：软件测量标准。规定了用于测量仪器软件校验的S1型和S2型软件测量标准（标准具)的术语定义。
一第72部分：XML文件格式x3p。规定了用于存储和交换形貌及轮廓数据的XML文件格式x3p。
一第601部分：接触（触针)式仪器的标称特性。规定了表面结构区域法接触（触针）式仪器的标称特性。免费标准下载网bzxz
第602部分：非接触（共聚焦色差探针)式仪器的标称特性。规定了使用基于白光轴向色散特性的共聚焦色差探针测量表面结构的非接触式仪器的设计与计量特性。一第603部分：非接触（相移干涉显微)式仪器的标称特性。规定了相移干涉法（PSI)轮廓和区域表面结构测量显微镜的计量特性。一第604部分：非接触（相干扫描干涉)式仪器的标称特性。规定了用于表面高度三维映射的相干扫描干涉（CSI)测量系统的计量特性。第605部分：非接触（点自动对焦探针)式仪器的标称特性。规定了使用点自动对焦探针测量表面结构的非接触式仪器的计量特性。第606部分：非接触（变焦）式仪器的标称特性。规定了使用变焦（FV)传感器测量表面结构的非接触式仪器的设计与计量特性，一第701部分：接触（触针)式仪器的校准与测量标准。规定了区域法表面结构接触（触针）式仪器用作测量标准的实物量具的特性，残余误差的评定方法，校准、验收和周期检定的检测方法。1范围
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:2017产品几何技术规范（GPS）
表面结构区域法
第72部分：XML文件格式x3p
本文件规定了用于存储和交换形貌及轮廓数据的XML文件格式x3p，2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO25178-600产品几何技术规范（GPS）表面结构区域法第600部分：区域形貌测量法的计量特性[Geometrical product specifications（GPS)—Surface texture：Areal—Part 6oo：Metrologicalcharacteristics for areal-topography measuring methods3术语和定义
ISO25178-600界定的以及下列术语和定义适用于本文件，3.1
zip数据包zip-container
文件格式，能用作多个文件和文件夹的数据包，也支持存储内容的压缩。注：文件格式描述见参考文献[3]。3.2
信息摘要算法md5
计算唯一16字节二进制校验和的方法，用于检查文件的完整性。注1：二进制数值通常表示为32位十六进制数字。注2：见参考文献[1]。
16位有符号整型数
用2个字节表示有符号整型数。
注1：int16类型的最小值为一32768，最大值为32767注2：在存储器中，低位字节存储在低地址单元，高位字节存储在高地址单元3.4
32位有符号整型数
用4个字节表示有符号整型数。
注1：int32类型的最小值为—2147483648，最大值为2147483647。注2：在存储器中，低位字节存储在低地址单元，高位字节存储在高地址单元。1
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:20173.5
32位有符号浮点型数
float32
根据IEEE754用4个字节表示一个浮点型数。注1：float32类型的最小值为一2128，最大值为212§。最小正数是2-126。注2：ASCII码表示一个有符号浮点型数具有8位数字且范围在［一38，十38]的2位有符号指数。注3：在存储器中，低位字节存储在低地址单元，高位字节存储在高地址单元。3.6
64位有符号浮点型数
float64
根据IEEE754用8个字节表示一个浮点型数。注1：float64类型的最小值为一21024，最大值为21024。最小正数是2-1022。注2：ASCII码表示一个有符号浮点型数具有16位数字且范围在［一308，十308］的3位有符号指数注3：在存储器中，低位字节存储在低地址单元，高位字节存储在高地址单元3.7
notanumber
IEEE754中定义的用来表示不能计算数值的特殊浮点型数注1：浮点型数的实现为NaN定义了多个值，用于区分QNaN和SNaN。QNaN优先使用注2：所有包含NaN值的数学操作结果均为NaN。因此，所有与NaN值的比较结果均是“不相等”的。特别是两个NaN值的比较亦是如此。
Eelement
开始标志后跟一个数据值，再跟一个结束标志。示例1：名称为“example\的单元包括一个开始和结束标志，实现为：注：一个单元以开始标志开始，以结束标志结束。或者，单元仅由空标志组成。单元的内容在开始标志和结束标志之间，也可能包含其他单元。
可扩展标记语言
extensiblemarkuplanguage
电子编码文件语言。
注：XML是SGML的一个子集（见参考文献[2]）。3.10
统一资源定位符
uniform resource locator
在计算机网络或在本地计算机中定位资源的字符串。示例：URL的一种常见用法是用来表示网站网址，如\http：//www.iso.org/”。3.11
统一资源标识符
uniform resource identifier
唯一标识分级结构中的名称或资源的字符串。示例：本文件的URI是“www.iso.org/ISO_25178_Part_72”。注1：URL是URI的最常见形式。
注2：URI和URL之间的关系可类比于人的名字（URI)和地址（URL）注3：要创建唯一URI,最好使用以所有者名称注册的域名作为URI的前缀。2
偏移量offset
所存储的几何数据沿坐标轴到坐标原点的距离旋转矩阵
rotation matrix
定义3D空间中数据集旋转角度的3×3矩阵。注：旋转矩阵定义了所储存的三维点云的方向。global coordinate system
全局坐标系
定义了原始点云的位置和方向的三维右手坐标系。view coordinate system
视图坐标系
定义了存储的点坐标的三维右手坐标系GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:2017注1：从视图坐标（工·V，z)到全局坐标（X,Y，Z)的变换，可包含旋转和平移注2：许多仪器以预定义的工和坐标值在视图坐标系中测量表面点的2坐标。数据矩阵datamatrix
具有已定义邻域关系的3D点的一维、二维或三维数组。注1：3D点沿每个矩阵维数具有两个邻近点。数据矩阵包含视图坐标系中的点坐标。注2：数据矩阵索引标记为符号u，和w。注3：数据矩阵的数组维数不宜与全局坐标系或视图坐标系的空间维数混淆。4要求
4.1单位
所有坐标应以米（m)为单位，其他单位不应使用，SI词头不应使用。4.2推荐偏移量
宜设置偏移量使得存储的点云数据以坐标系的原点为中心。5x3p文件格式
5.1总则
x3p文件是一个包含区域和轮廓数据的zip数据包。它能灵活地用于无拓扑结构的点云数据，以及可投影的2.5D形貌数据和多层形貌的表示。注：通用数据包格式在参考文献[5]中描述。5.2文件扩展名
以x3p数据格式存储的文件名应以字符串“.x3p”结束。在区分大小写的文件系统上，字符串应以小写字母键入。
示例1：samplefile.x3p。
示例2：longer_filenameexamplel23.x3p。5.3zip数据包的最小内容
表示x3p文件的zip数据包根目录下应至少包含文件“main.xml”和“md5checksum.hex”，如图la）3
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:2017所示。
示例：图1b)给出了zip数据包内容的更复杂示例ISO25178_72_sample.x3p
md5checksum.hex
a）使用x3p文件数据包的最小
内容的示例，仅文本格式
ISO25178_72_sample_bin.x3p
bindata
md5checksum.hex
bindata.bin
valid.bin
b）二进制编码坐标“bindata.bin”和二进制有效性模板\valid.bin\示例图1x3p数据包示例
5.4zip数据包的可选内容
5.4.1原则
zip数据包可包含更多文件，取决于存储数据的类型和编码方式。5.4.2
二进制编码坐标
当以二进制编码文件存储坐标时，宜将其放在名为“bindata”的子目录中，并宜将该文件命名为\bindata.bin\
注：指定为不同的名称不会导致文件功能异常，因为此文件的相对路径名存储在main.xml中了。5.4.3有效性模板
当以二进制编码文件存储有效性模板时，宜将其放在名为“bindata”的子目录中，并宜将该文件命名为“valid.bin”。
注：指定为不同的名称不会导致文件功能异常，因为此文件的相对路径名存储在main.xml中了。5.4.4厂商指定扩展
厂商指定扩展应用于将x3p格式扩展为自定义文件格式，能使用任意文件类型和除5.3中定义的任意文件名。
示例：厂商指定扩展可以是厂商指定的xml文件或其他任意类型文件。5.5main.xml的内容和格式
5.5.1原则
附录A中定义了main.xml中使用的xml数据结构的确切规范，本章仅描述单元的内容和用法。5.5.2主要记录
文件main.xml包含四个主要记录的序列和一个厂商指定扩展：Recordl（记录1）：文件头、数据类型和轴定义（见5.5.3）；Record2（记录2）：可选记录，包含文件的元数据（见5.5.4）；Record3（记录3）：数据（见5.5.5）；Record4（记录4）：XML文件的md5校验和（见5.5.6）；4
厂商指定扩展（见5.5.7）。
5.5.3Record1（记录1）：文件头、数据类型和轴定义5.5.3.1Revision(修订）
GB/T33523.72—2022/IS025178-72：2017“Revision”（修订）单元应包含字符串ISO25178-72：2017/DAM1”。FeatureType（要素类型）
5.5.3.2.1通则
“FeatureType”（要素类型）单元指定了存储在文件中的3D数据类型，要素类型的内容应为字符串“PRF”、“SUR”和“PCL”之一，分别对应轮廓、表面和点云要素类型5.5.3.2.2PRF—轮廓
x3p文件中的3D数据表示轮廓，即3D坐标的线性序列。点存储在用于单层轮廓的一维数组中或存储在用于多层轮廓的二维数组中。对于单层轮廓，每个点最多有两个邻域；对于多层轮廓，每个点最多有四个邻域。见图2。
应确保3D空间中所有点的邻域关系与数组中的相同。注1：3D点矩阵索引u，，w不宜与其3D坐标，y，混淆。注2：多层轮廓用二维矩阵表示，数组索引α表示此情况下图层的索引。注3：轮廓中所有点的3D坐标不需要位于3D空间的直线上，轮廓可沿空间的任何路径。2
标引符号说明：
2。矩阵位置处点的3D坐标
注：每个点最多有两个直接邻域。图2在“PRF”类型的要素中3D点的邻域关系5.5.3.2.3SUR——表面
x3p文件中的3D数据表示具有明确拓扑结构的可投影表面，即每个3D点的邻域关系。点存储在二维或三维数组中，每个数组单元最多分别有四个或六个直接邻域，见图3。应确保3D空间中所有点的邻域关系与数组中的相同。注1：3D点矩阵索引u，，w不宜与其3D坐标，y，混淆注2：多层表面用三维矩阵表示，数组索引说表示此情况下图层的索引。=1, 1
标引符号说明：
矩阵位置u，处点的3D坐标。
注：每个点最多有四个直接邻域。=2,
3在“SUR”类型的要素中3D点的邻域关系图3
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:20175.5.3.2.4PCL——点云
x3p文件中的3D数据表示3D空间中的非相关点云，点存储在无序列表中，其邻域关系未知注：点云的表示形式可用于坐标测量机（CMM)的3D数据或来自具有未知点拓扑结构的未知传感器类型的数据。5.5.3.3Axes(轴）
5.5.3.3.1通则
“Axes”（轴)单元应用于存储坐标系的描述，应包含对命名为CX，CY和CZ的三个单元的各轴描述，各轴的类型由“AxisType”（轴类型）定义。“AxisType\单元的结构在下列条款中描述。5.5.3.3.2AxisType（轴类型）
5.5.3.3.2.1一般要求
“AxisType”（轴类型）单元应为代表增量轴的字母“I”或代表绝对轴的字母“A”之一。和y坐标\可以是增量轴类型或是绝对轴类型之一。坐标应是绝对轴类型。5.5.3.3.2.2增量轴类型
对于X和Y轴，增量轴类型通过矩阵索引u和计算和坐标。其中，一，y是点的空间坐标；
u，是点的矩阵索引；
O是点距离坐标原点的偏移量，单位为米（m)；I是增量值，单位为米（m）。
轴不应是增量式。
5.5.3.3.2.3绝对轴类型
绝对轴类型应用于、和坐标的显式存储。绝对轴类型坐标应存储为无量纲数值。空间坐标应通过存储值乘以尺度因子I进行计算，单位为米（m）。注1：相比于增量轴类型，绝对轴类型的工、3坐标存储会占用更大的内存。由于每个3D点的、y坐标分开存储，所以其占用的内存量和坐标一样大。因此，当点间隔规则且均匀时，建议尽可能使用增量式X、Y轴。注2：常数I通常称作标定因子。5.5.3.3.3DataType（数据类型）“I”代表intl6数据，“L”代表int32数据，“F”代表float32数据，“D”代表float64数据。“DataType\（数据类型）单元应包含其中一个。5.5.3.3.4Increment（增量）
“Increment”（增量）单元应包含以米（m）为单位的正长度值，指定增量轴的增量值或是绝对轴的尺度因子。该增量不能为零。X、Y和Z轴的增量值分别以符号I、I，和I。命名注：单元名称“Increment\的使用有其历史原因。5.5.3.3.5Offset（偏移量）
“Offset”（偏移量）单元应以米（m）为单位指定到坐标原点的距离。偏移量可以是正值或负值。X、Y和Z轴的偏移量分别用符号Q、O，和O，命名6
5.5.3.4Rotation（旋转）
GB/T33523.72—2022/ISO25178-72:2017“Rotation”（旋转）单元应根据公式（1)确定3X3单元变换矩阵R。r12
矩阵R应只包含旋转变换，不应包含其他变换，如镜像、缩放或剪切。5.5.3.5坐标转换
通过公式（2)利用存储的3D点的视图坐标计算全局坐标。r22r2
式中：
r1,**,r33
全局坐标，单位为米（m）；
无量纲视图坐标；
旋转单元；
增量值或是尺度因子，单位为米（m）；偏移量，单位为米（m）。
5.5.4Record2（记录2）：元数据5.5.4.1原则
（1）
（2）
“Record2”（记录2）包含数据集的元信息，它然是可选的.但强烈推荐保证其完整性.以提高所包含数据集的可溯源性。
5.5.4.2Date（日期）
“Date\（日期）单元应包含数据集创建的日期和时间，格式为“YYYY-MM-DDThh：mm：Ss.sTZD”，具体见参考文献[6]。
示例：2014-07-27T17：45:09.6+02:00。5.5.4.3
Creator（创建者）
“Creator”（创建者）单元宜包含创建数据集的人员和（或）其所在机构或公司的名称。有国家隐私保护或数据保护法的某些国家/地区可限制此字段的使用。示例：TomJones，Universal MetrologyInstitute5.5.4.4Instrument（仪器）
5.5.4.4.1通则
“Instrument”（仪器）单元应包含用于创建数据集的测量仪器或软件的描述，以下单元应用于描述。5.5.4.4.2Manufacturer（制造商）“Manufacturer”（制造商）单元应包含仪器制造商的名称。示例：Examplebrand Precision Instruments。7
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