STL vs OBJ vs 3MF: watter 3D-lêerformaat moet u gebruik?

STL is in 1987 geskryf vir 3D Systems se eerste stereolitografiemasjiene, en die ontwerp wys dit. 'n Lêer is 'n plat lys driehoeke, elk beskryf deur 'n vlaknormaal en drie hoekpunte. Daar is geen gedeelde hoekpunttabel nie, so 'n hoek wat aan ses driehoeke raak, word ses keer geskryf. Daar is ook geen eenheidveld nie: 'n koördinaat van 25 kan millimeter, duim of meter beteken, en byna elke slicer raai millimeter. Kleur, tekstuur en onderdeelname het geen plek in die kernformaat nie, en juis daarom lees elke slicer, CAD-pakket en drukdiens dit nog.

STL kom in twee enkoderings. ASCII-STL skryf alles in teks uit, met reëls soos facet normal, outer loop en vertex 12.5 0 3.2, sodat jy dit in 'n teksredigeerder kan oopmaak en die getalle lees. Binêre STL begin met 'n 80-greep-kopstuk en 'n 4-greep-driehoektelling, en stoor dan elke driehoek as twaalf 4-greep-dryfpunte plus 'n 2-greep-kenmerkveld: presies 50 grepe per driehoek. Daardie reël maak die grootte maklik om te voorspel. 'n Model met 'n miljoen driehoeke is ongeveer 50 MB as binêr, en die ASCII-weergawe van dieselfde maas is gewoonlik vier tot ses keer groter omdat elke syfer 'n karakter word.

Die eenvoud is sowel die sterkpunt as die slaggat. 'n STL kan nie sê of dit een onderdeel of drie moes wees nie, of dit in duim uitgevoer is nie, of of die driehoeke werklik 'n soliede liggaam omsluit nie. Die slicer werk dit uit rou koördinate uit, en as hy verkeerd raai, kry jy 'n onderdeel wat 25,4 keer te klein is of 'n ontbrekende wand. Vir 'n eenkleur-onderdeel wat jy self ontwerp en in millimeter uitgevoer het, maak niks hiervan saak nie, en STL bly die formaat wat die minste geneig is om verwerp te word.

OBJ kom van Wavefront Technologies, wie se Advanced Visualizer-sagteware dit in die laat 1980's gebruik het, en dit het in die 1990's versprei as die platteksformaat wat byna elke 3D-program kon uitruil. Anders as STL hou dit 'n hoekpuntlys en bou vlakke uit indekse, sodat 'n gedeelde hoek een keer gestoor word, en vlakke kan driehoeke, vierhoeke of groter veelhoeke wees. Reëls wat met v begin, bevat posisies, vt tekstuurkoördinate (UV's), vn normale en f die vlakke. Groepe (g) en voorwerpe (o) gee name aan die dele, sodat OBJ 'n heen-en-weer-reis deur Blender, Maya of ZBrush met sy struktuur ongeskonde oorleef.

Voorkoms bly buite die .obj-lêer. 'n mtllib-reël noem 'n begeleidende .mtl-lêer, en usemtl-reëls ken materiale aan vlakke toe. Die .mtl-lêer stoor kleure soos Kd (diffuus) en verwys na tekstuurbeelde met inskrywings soos map_Kd wood.png. 'n Getekstureerde OBJ is dus minstens drie lêers: die meetkunde, die materiaalbiblioteek en een of meer beelde, almal met relatiewe paaie. Stuur jy net die .obj, sien die ontvanger 'n grys model. Daardie skeiding is nuttig in spel- en VFX-werkvloeie waar kunstenaars teksture omruil sonder om die meetkunde aan te raak, en dit is die algemeenste rede waarom 'n afgelaaide model verkeerd lyk.

OBJ deel STL se blinde kol oor skaal: dit stoor kaal getalle sonder eenheid. Die meeste modelleergereedskap skryf meter of sentimeter, terwyl slicers millimeter lees, so 'n OBJ uit 'n speletjie-batewinkel kan 10 of 1 000 keer skeef aankom. Vir druk voeg OBJ niks by wat 'n slicer gebruik nie, behalwe kleur per hoekpunt in 'n paar programme, so as jy 'n kunsbate wil druk, is dit gewoonlik die eenvoudigste om die teksture vir weergawe te hou en die slicer 'n skoon maas te gee. Andersom is om 'n STL na 'n OBJ om te skakel die kortste pad van 'n drukmodel na 'n weergawe- of spelwerkvloei.

3MF is in 2015 gepubliseer deur die 3MF Consortium, 'n groep wat deur Microsoft begin is saam met maatskappye uit die druk- en CAD-bedryf. 'n .3mf-lêer is 'n ZIP-argief, dieselfde houerformaat wat in ZIP vs RAR vs 7z bespreek word. Hernoem een na .zip en jy vind 'n 3D/3dmodel.model-XML-lêer met die maas, 'n inhoudstipe-lêer, verhoudingslêers en dikwels duimnaelbeelde en slicer-opstelling. Elke model verklaar sy eenheid (mikron, millimeter, sentimeter, duim, voet of meter), so die skaalprobleem wat STL en OBJ pla, kom eenvoudig nie voor nie. Kleure, basismateriale, verskeie voorwerpe en hul plasing op die drukplaat is almal deel van die spesifikasie.

Die spesifikasie vereis ook dat maasse veelvoudig (manifold) en konsekwent georiënteer is: elke rand word deur presies twee driehoeke gedeel, almal na buite gerig. Uitvoerders wat die reëls volg, kan nie die oop, self-kruisende meetkunde skryf wat 'n STL gewillig dra nie. Ondersteuning is breed by huidige programme. PrusaSlicer, Bambu Studio, OrcaSlicer en UltiMaker Cura lees 3MF, PrusaSlicer en Bambu Studio stoor hul hele projek as 'n .3mf met drukinstellings en geverfde kleure binne, en Microsoft se 3D Builder-toepassing op Windows maak dit direk oop. Die swak plek is ouer firmware, drukplaas-portale en CAD-invoerders wat steeds STL verwag; vir daardie gevalle skakel die 3MF na STL om en aanvaar dat die ekstras agterbly.

Die regte formaat hang af van waarheen die lêer volgende gaan, nie van watter een nuwer is nie. As die volgende stop 'n slicer is en die onderdeel een kleur is, is STL goed, en dit is steeds die formaat wat elke forum, modelbiblioteek en drukdiens verstaan. As die volgende stop 'n weergawer, 'n spelenjin of 'n ander kunstenaar se modelleergereedskap is, behou OBJ die UV's, normale en benoemde groepe wat STL weggooi, en sy teksvorm maak probleme maklik om na te gaan.

3MF verdien sy plek wanneer die lêer meer as meetkunde dra. 'n Veelkleurdruk in Bambu Studio geverf, 'n plaat van twaalf dele vir een taak gerangskik, 'n onderdeel in duim ontwerp, of 'n projek wat jy met dieselfde laaghoogte en vulling weer wil oopmaak, het almal 3MF nodig, omdat geen ander formaat hier daardie inligting kan hou nie. Met verskeie bestemmings: hou die rykste weergawe as jou meesterkopie en voer eenvoudiger weergawes daaruit uit met 'n 3D-model-omskakelaar in plaas van omskakelings aanmekaar te ketting.

Die meeste mislukte drukwerk en gebreekte invoere wat op die formaat blameer word, is eintlik probleme in die maas, of in wat die ontvangende program daaroor aangeneem het. STL is die mees blootgestelde omdat dit geen metadata dra om foute te vang nie; OBJ deel die skaal- en ontbrekende-lêer-probleme; 3MF vermy die meeste daarvan deur ontwerp, hoewel 'n onoplettende uitvoerder steeds 'n slegte maas kan skryf. Maak die rye hieronder oop om te sien hoe elke fout lyk en waar dit gewoonlik vandaan kom.

Grootte volg uit struktuur. Binêre STL is vas op 50 grepe per driehoek, so jy kan dit voor uitvoer bereken. ASCII-STL herhaal elke hoek as teks en beland gewoonlik vier tot ses keer bo binêr. OBJ stoor elke gedeelde hoekpunt een keer en verwys daarna met 'n indeks, so vir 'n tipiese geslote maas is dit kleiner as ASCII-STL en ongeveer in die reeks van binêre STL, groter as dit ook UV's en normale dra. 3MF stoor geïndekseerde XML en pers dit dan binne die ZIP saam, wat dit gewoonlik die kleinste van die drie maak vir dieselfde meetkunde.

Die syfers hieronder is tipies vir 'n geslote maas van ongeveer 500 000 driehoeke, soos 'n gedetailleerde beeldjie. Werklike lêers wissel met koördinaatpresisie en uitvoerder, so beskou hulle as ordegroottes, nuttig wanneer 'n drukdiens oplaaie beperk of 'n STL wat uit 'n 3MF uitgevoer is etlike kere groter uitkom.

'n Omskakeling lees die driehoeke uit een houer en skryf hulle in 'n ander. Alles wat die teikenformaat kan uitdruk, kom saam; alles wat dit nie kan nie, word weggelaat. Daarom is STL na OBJ verliesloos vir meetkunde, verloor 3MF na STL kleure, eenhede en plaatuitleg, en verloor OBJ na STL teksture en onderdeelname. In die 3D-gereedskap op UltKit is die ekstra besluite eksplisiet: Modeleenhede sê vir die omskakelaar watter skaal die bron gebruik, Op-as hanteer die Y-op-teenoor-Z-op-verskil tussen spelenjins en slicers, en Voeg saam in een maas bepaal of aparte dele apart bly.

Wat geen omskakeling doen nie, is om 'n maas te herstel. As 'n STL 'n gat het, het die OBJ wat jy daaruit maak dieselfde gat, en 'n 3MF-uitvoerder sal dit óf weier óf tog skryf. Herstel is 'n aparte stap in 'n maasgereedskap of die slicer se ingeboude regmaker, en dit word die beste een keer in jou meesterlêer gedoen voordat jy enigiets anders uitvoer. Dieselfde geld vir skaal: omskakeling kan nie weet dat 'n onderdeel in duim bedoel was nie tensy jy dit sê. Detail werk dieselfde: 'n lae-veelhoek-STL word 'n lae-veelhoek-OBJ of -3MF, so voer weer uit vanaf die bronmodel wanneer kwaliteit saak maak.

Twee ander formate kom op wanneer hierdie vraag gevra word. STEP (ISO 10303) stoor presiese soliede liggame en oppervlakke eerder as driehoeke, so dit is die formaat wanneer 'n onderdeel terug moet na Fusion 360, SolidWorks of FreeCAD vir wysiging. GLB, die binêre vorm van die Khronos Group se glTF 2.0, pak 'n maas met sy materiale en teksture in een lêer in meter en is die formaat om 'n model op die web of in Android-AR te wys.

Vir die drie formate wat hierdie artikel dek, som die tabel hieronder die keuse volgens bestemming op. As twee rye pas, kies die formaat wat meer inligting dra en voer die eenvoudiger een later uit; van 3MF na STL gaan is maklik, terwyl verlore kleure of eenhede herbou handwerk is.