STL, OBJ yoxsa 3MF: hansı 3D fayl formatını seçməli?

STL 1987-ci ildə 3D Systems şirkətinin ilk stereolitoqrafiya maşınları üçün yazılıb və dizaynında bu mənşə hiss olunur. Fayl üçbucaqların düz siyahısıdır; hər üçbucaq üz normalı və üç künc nöqtəsi ilə təsvir olunur. Ümumi təpə cədvəli yoxdur, ona görə altı üçbucağa toxunan künc altı dəfə yazılır. Vahid sahəsi də yoxdur: 25 koordinatı millimetr, düym və ya metr ola bilər, demək olar ki, bütün slayserlər millimetr olduğunu fərz edir. Rəng, tekstura və hissə adlarının əsas formatda yeri yoxdur və məhz buna görə hər slayser, CAD proqramı və çap xidməti onu hələ də oxuyur.

STL iki kodlaşdırmada olur. ASCII STL hər şeyi mətnlə yazır, facet normal, outer loop və vertex 12.5 0 3.2 kimi sətirlərlə, ona görə onu mətn redaktorunda açıb rəqəmləri oxuya bilərsiniz. İkilik STL 80 baytlıq başlıq və 4 baytlıq üçbucaq sayı ilə başlayır, sonra hər üçbucağı on iki 4 baytlıq float və 2 baytlıq atribut sahəsi kimi saxlayır: dəqiq 50 bayt. Bu qayda ölçünü proqnozlaşdırmağı asanlaşdırır. Bir milyon üçbucaqlı model ikilik formatda təxminən 50 MB-dır, eyni şəbəkənin ASCII versiyası isə adətən dörd-altı dəfə böyükdür, çünki hər rəqəm bir simvola çevrilir.

Sadəlik həm gücdür, həm tələ. STL-dən onun bir hissə, yoxsa üç hissə üçün nəzərdə tutulduğunu, düymlə ixrac olunub-olunmadığını, üçbucaqların həqiqətən bütöv cismi əhatə edib-etmədiyini bilmək olmaz. Slayser bunu xam koordinatlardan çıxarır və yanıldıqda hissə 25,4 dəfə kiçik və ya divarı çatışmayan alınır. Özünüzün millimetrlə ixrac etdiyiniz tək rəngli hissə üçün bunların heç biri önəmli deyil və STL ən az rədd edilən format olaraq qalır.

OBJ Wavefront Technologies şirkətindən gəlir; onun Advanced Visualizer proqramı 1980-ci illərin sonunda bu formatdan istifadə edirdi və 1990-cı illərdə demək olar ki, hər 3D proqramın mübadilə edə bildiyi sadə mətn formatı kimi yayıldı. STL-dən fərqli olaraq təpə siyahısını saxlayır və üzləri indekslərlə qurur, ona görə ortaq künc bir dəfə yazılır, üzlər isə üçbucaq, dördbucaq və ya daha böyük çoxbucaqlı ola bilər. v ilə başlayan sətirlər mövqeləri, vt tekstura koordinatlarını (UV), vn normalları, f isə üzləri saxlayır. Qruplar (g) və obyektlər (o) hissələri adlandırır, ona görə OBJ Blender, Maya və ya ZBrush vasitəsilə gedib-gələndə strukturunu qoruyur.

Görünüş .obj faylından kənardadır. mtllib sətri yoldaş .mtl faylını göstərir, usemtl sətirləri isə üzlərə material təyin edir. .mtl faylı Kd (diffuz) kimi rəngləri saxlayır və map_Kd wood.png kimi qeydlərlə tekstura şəkillərinə işarə edir. Beləliklə, teksturalı OBJ ən azı üç fayldır: həndəsə, material kitabxanası və bir və ya bir neçə şəkil; hamısı nisbi yolla istinad olunur. Yalnız .obj göndərsəniz, alan şəxs boz model görəcək. Bu ayrılıq rəssamların həndəsəyə toxunmadan teksturaları dəyişdiyi oyun və VFX proseslərində faydalıdır və yüklənmiş modelin səhv görünməsinin ən çox rast gəlinən səbəbidir.

OBJ miqyas məsələsində STL ilə eyni zəiflikdən əziyyət çəkir: vahidsiz yalın rəqəmlər saxlayır. Əksər modelləşdirmə alətləri metr və ya santimetr yazır, slayserlər isə millimetr oxuyur, ona görə oyun resursları mağazasından gələn OBJ 10 və ya 1000 dəfə yanlış ola bilər. Çap üçün OBJ slayserin istifadə etdiyi heç nə əlavə etmir (bəzi alətlərdə təpə rəngi istisna olmaqla), ona görə incəsənət resursunu çap etmək lazımdırsa, teksturaları render üçün saxlayıb slayserə təmiz şəbəkə göndərmək adətən ən sadə yoldur. Əks istiqamətdə isə STL-i OBJ-yə çevirmək çap modelindən render və ya oyun prosesinə ən qısa yoldur.

3MF 2015-ci ildə Microsoft-un başlatdığı və çap və CAD sənayesindən şirkətlərin daxil olduğu 3MF Consortium tərəfindən dərc edilib. .3mf faylı ZIP arxividir, ZIP, RAR və 7z müqayisəsində bəhs edilən eyni konteyner formatıdır. Onu .zip adlandırsanız, içində şəbəkəsi olan 3D/3dmodel.model XML faylı, məzmun növləri faylı, əlaqə faylları və tez-tez miniatürlər və slayser konfiqurasiyası tapırsınız. Hər model vahidini bildirir (mikron, millimetr, santimetr, düym, fut və ya metr), ona görə STL və OBJ-ni əzablandıran miqyas problemi sadəcə yaranmır. Rənglər, əsas materiallar, bir neçə obyekt və onların çap masasında yerləşməsi spesifikasiyanın tərkib hissəsidir.

Spesifikasiya həmçinin şəbəkələrin manifold və ardıcıl istiqamətli olmasını tələb edir: hər kənar dəqiq iki üçbucaq tərəfindən paylaşılır və hamısı xaricə baxır. Qaydalara əməl edən ixracçılar STL-in rahatlıqla daşıdığı açıq, özünü kəsən həndəsəni yaza bilmir. Müasir alətlər arasında dəstək genişdir. PrusaSlicer, Bambu Studio, OrcaSlicer və UltiMaker Cura 3MF oxuyur, PrusaSlicer və Bambu Studio bütün layihəni çap ayarları və rənglənmiş rənglərlə .3mf kimi saxlayır, Windows-da Microsoft-un 3D Builder tətbiqi isə onu birbaşa açır. Zəif nöqtə hələ də STL gözləyən köhnə proqram təminatı, çap fermaları portalları və CAD idxalçılarıdır; onlar üçün 3MF-i STL-ə çevirin və əlavələrin geridə qalacağı ilə razılaşın.

Düzgün format faylın sonra hara getdiyindən asılıdır, hansının daha yeni olmasından yox. Növbəti dayanacaq slayserdirsə və hissə tək rənglidirsə, STL kifayətdir və o, hələ də hər forumun, model kitabxanasının və çap xidmətinin başa düşdüyü formatdır. Növbəti dayanacaq renderer, oyun mühərriki və ya başqa rəssamın modelləşdirmə aləti isə, OBJ STL-in atdığı UV-ləri, normalları və adlı qrupları saxlayır, mətn forması isə problemləri yoxlamağı asanlaşdırır.

3MF fayl həndəsədən artıq məlumat daşıdıqda özünü doğruldur. Bambu Studio-da rənglənmiş çoxrəngli çap, bir iş üçün düzülmüş on iki hissəlik masa, düymlə layihələndirilmiş hissə və ya eyni qat hündürlüyü və doldurma ilə yenidən açmaq istədiyiniz layihə 3MF tələb edir, çünki buradakı heç bir başqa format bu məlumatı saxlaya bilmir. Bir neçə təyinat üçün ən zəngin versiyanı əsas nüsxə kimi saxlayın və sadə olanları ondan 3D model çevirici ilə ixrac edin, çevirmələri zəncirləməyin.

Formatın üzərinə atılan uğursuz çapların və pozulmuş idxalların çoxu əslində şəbəkədəki və ya qəbul edən proqramın onun haqqında fərziyyəsindəki problemlərdir. STL ən çox təsirə məruzdur, çünki səhvləri tutacaq metaməlumat daşımır; OBJ miqyas və itmiş fayl problemlərini bölüşür; 3MF onların çoxundan dizaynla qaçır, baxmayaraq ki, diqqətsiz ixracçı yenə də pis şəbəkə yaza bilər. Hər nasazlığın necə göründüyünü və adətən haradan gəldiyini görmək üçün aşağıdakı sətirləri açın.

Ölçü strukturdan irəli gəlir. İkilik STL hər üçbucaq üçün 50 baytda sabitdir, ona görə ixracdan əvvəl hesablaya bilərsiniz. ASCII STL hər küncü mətn kimi təkrarlayır və adətən ikilikdən dörd-altı dəfə yuxarı olur. OBJ hər ortaq təpəni bir dəfə saxlayır və indekslə istinad edir, ona görə tipik qapalı şəbəkə üçün ASCII STL-dən kiçik və təxminən ikilik STL həddində olur, UV və normalları da daşıyırsa daha böyük. 3MF indekslənmiş XML saxlayır və ZIP daxilində sıxır, bu da eyni həndəsə üçün adətən üçünün ən kiçiyi edir.

Aşağıdakı rəqəmlər təxminən 500 000 üçbucaqlı qapalı şəbəkə, məsələn ətraflı fiqurka üçün tipikdir. Real fayllar koordinat dəqiqliyi və ixracçıdan asılı olaraq dəyişir, ona görə onları tərtib göstəricisi kimi qəbul edin; çap xidməti yükləməni məhdudlaşdırdıqda və ya 3MF-dən ixrac olunan STL bir neçə dəfə böyük çıxdıqda faydalıdır.

Çevirmə üçbucaqları bir konteynerdən oxuyub digərinə yazır. Hədəf formatın ifadə edə bildiyi hər şey köçür; edə bilmədiyi atılır. Buna görə STL-dən OBJ-yə həndəsə üçün itkisizdir, 3MF-dən STL-ə rəngləri, vahidləri və masa düzülüşünü itirir, OBJ-dən STL-ə isə teksturaları və hissə adlarını. UltKit-dəki 3D alətlərdə əlavə qərarlar aydındır: Model vahidləri çeviriciyə mənbənin hansı miqyasdan istifadə etdiyini bildirir, Yuxarı ox oyun mühərrikləri ilə slayserlər arasındakı Y-yuxarı və Z-yuxarı fərqini həll edir, Bir şəbəkədə birləşdir isə ayrı hissələrin ayrı qalıb-qalmayacağını müəyyən edir.

Heç bir çevirmənin etmədiyi şey şəbəkəni təmir etməkdir. STL-də deşik varsa, ondan düzəltdiyiniz OBJ-də də eyni deşik olur, 3MF ixracçısı isə ya onu rədd edir, ya da yenə də yazır. Təmir şəbəkə alətində və ya slayserin daxili düzəldicisində ayrıca addımdır və hər şeyi ixrac etməzdən əvvəl əsas faylınızda bir dəfə edilməsi ən yaxşıdır. Miqyas da belədir: çevirmə hissənin düymlə nəzərdə tutulduğunu siz demədikcə bilə bilməz. Detal da eyni cür işləyir: aşağı poliqonlu STL aşağı poliqonlu OBJ və ya 3MF olur, ona görə keyfiyyət vacib olduqda mənbə modeldən yenidən ixrac edin.

Bu sual verildikdə iki başqa format da gündəmə gəlir. STEP (ISO 10303) üçbucaq əvəzinə dəqiq cisimləri və səthləri saxlayır, ona görə hissənin redaktə üçün Fusion 360, SolidWorks və ya FreeCAD-ə qayıtması lazım olduqda istifadə ediləcək formatdır. Khronos Group-un glTF 2.0 formatının ikilik forması olan GLB şəbəkəni materialları və teksturaları ilə metrlə bir fayla yığır və modeli veb-də və ya Android AR-da göstərmək üçün formatdır.

Bu məqalənin əhatə etdiyi üç format üçün aşağıdakı cədvəl seçimi təyinata görə ümumiləşdirir. İki sətir uyğun gələrsə, daha çox məlumat daşıyan formatı seçin, sadəsini isə sonra ixrac edin; 3MF-dən STL-ə keçmək asandır, itirilmiş rəngləri və ya vahidləri bərpa etmək isə əl işidir.