STL vs OBJ vs 3MF: qué formato de archivo 3D usar

STL se creó en 1987 para las primeras máquinas de estereolitografía de 3D Systems, y su diseño delata ese origen. Un archivo es una lista plana de triángulos, cada uno descrito por una normal de faceta y tres vértices. No hay una tabla de vértices compartidos, así que una esquina que toca seis triángulos se escribe seis veces. Tampoco hay un campo de unidades: una coordenada de 25 puede significar milímetros, pulgadas o metros, y casi todos los laminadores suponen milímetros. El color, la textura y los nombres de las piezas no tienen lugar en el formato básico, y precisamente por eso todos los laminadores, programas CAD y servicios de impresión lo siguen leyendo.

STL tiene dos codificaciones. El STL ASCII escribe todo como texto, con líneas como facet normal, outer loop y vertex 12.5 0 3.2, de modo que se puede abrir en un editor de texto y leer los números. El STL binario empieza con un encabezado de 80 bytes y un contador de triángulos de 4 bytes, y luego guarda cada triángulo como doce números de coma flotante de 4 bytes más un campo de atributos de 2 bytes: exactamente 50 bytes por triángulo. Esa regla hace que el peso sea fácil de prever. Un modelo de un millón de triángulos ocupa unos 50 MB en binario, y la versión ASCII de la misma malla suele ser de cuatro a seis veces mayor, porque cada dígito se convierte en un carácter.

La sencillez es a la vez su fortaleza y su trampa. Un STL no puede decir si debía ser una pieza o tres, si se exportó en pulgadas ni si sus triángulos encierran realmente un sólido. El laminador lo deduce a partir de coordenadas sin más, y cuando se equivoca el resultado es una pieza 25,4 veces más pequeña o una pared que falta. Para una pieza de un solo color diseñada por usted mismo y exportada en milímetros, nada de eso importa, y STL sigue siendo el formato con menos probabilidades de ser rechazado.

OBJ proviene de Wavefront Technologies, cuyo programa Advanced Visualizer lo usaba a finales de los años ochenta, y se difundió durante los noventa como el formato de texto plano que casi cualquier programa 3D podía intercambiar. A diferencia de STL, mantiene una lista de vértices y construye las caras a partir de índices, así que una esquina compartida se guarda una sola vez, y las caras pueden ser triángulos, cuadriláteros o polígonos mayores. Las líneas que empiezan con v contienen posiciones; vt, coordenadas de textura (UV); vn, normales, y f, las caras. Los grupos (g) y los objetos (o) dan nombre a las piezas, de modo que un OBJ pasa por Blender, Maya o ZBrush y vuelve con su estructura intacta.

La apariencia vive fuera del archivo .obj. Una línea mtllib nombra un archivo .mtl complementario, y las líneas usemtl asignan materiales a las caras. El archivo .mtl guarda colores como Kd (difuso) y apunta a imágenes de textura con entradas como map_Kd wood.png. Por eso un OBJ con texturas son como mínimo tres archivos: la geometría, la biblioteca de materiales y una o más imágenes, todos referenciados por ruta relativa. Si se envía solo el .obj, quien lo recibe ve un modelo gris. Esa separación es útil en los flujos de videojuegos y efectos visuales, donde los artistas cambian texturas sin tocar la geometría, y es la causa más frecuente de que un modelo descargado se vea mal.

OBJ comparte el punto ciego de STL en cuanto a la escala: guarda números sin unidad. La mayoría de los programas de modelado escriben en metros o centímetros, mientras que los laminadores leen milímetros, así que un OBJ de una tienda de recursos para videojuegos puede llegar 10 o 1000 veces fuera de escala. Para imprimir, OBJ no aporta nada que el laminador use, salvo el color por vértice en algunas herramientas; si necesita imprimir un modelo artístico, suele ser más sencillo reservar las texturas para el render y enviar al laminador una malla limpia. En sentido inverso, convertir un STL en OBJ es el camino más corto para llevar un modelo de impresión a un flujo de render o de videojuegos.

3MF fue publicado en 2015 por el 3MF Consortium, un grupo creado por Microsoft junto con empresas del sector de la impresión y el CAD. Un archivo .3mf es un archivo comprimido ZIP, el mismo formato contenedor que se analiza en ZIP vs RAR vs 7z. Si se le cambia la extensión a .zip, aparece un archivo XML 3D/3dmodel.model con la malla, un archivo de tipos de contenido, archivos de relaciones y, a menudo, miniaturas y la configuración del laminador. Cada modelo declara su unidad (micrón, milímetro, centímetro, pulgada, pie o metro), así que el problema de escala que persigue a STL y OBJ simplemente no se presenta. Los colores, los materiales base, los distintos objetos y su ubicación en la placa de impresión forman parte de la especificación.

La especificación exige además que las mallas sean manifold y estén orientadas de forma coherente: cada arista compartida por exactamente dos triángulos, todos mirando hacia afuera. Los exportadores que siguen las reglas no pueden escribir la geometría abierta y autointersecada que un STL admite sin problema. El soporte es amplio entre las herramientas actuales. PrusaSlicer, Bambu Studio, OrcaSlicer y UltiMaker Cura leen 3MF; PrusaSlicer y Bambu Studio guardan todo el proyecto como un .3mf con los ajustes de impresión y los colores pintados dentro, y la app 3D Builder de Microsoft en Windows lo abre directamente. El punto débil son los firmwares antiguos, los portales de granjas de impresión y los importadores CAD que todavía esperan STL; para esos casos, convierta el 3MF a STL y asuma que los extras se quedan en el camino.

El formato adecuado depende de adónde va el archivo después, no de cuál es más nuevo. Si el siguiente paso es un laminador y la pieza es de un solo color, STL basta, y sigue siendo el formato que entienden todos los foros, bibliotecas de modelos y servicios de impresión. Si el siguiente paso es un motor de render, un motor de videojuegos o el programa de modelado de otro artista, OBJ conserva las UV, las normales y los grupos con nombre que STL descarta, y su forma de texto facilita revisar los problemas.

3MF se gana su lugar cuando el archivo lleva algo más que geometría. Una impresión multicolor pintada en Bambu Studio, una placa con doce piezas dispuestas para un mismo trabajo, una pieza diseñada en pulgadas o un proyecto que se quiere volver a abrir con la misma altura de capa y el mismo relleno necesitan 3MF, porque ningún otro formato de esta comparación puede guardar esa información. Si el archivo va a varios destinos, conserve la versión más completa como copia maestra y exporte desde ella las versiones más simples con un convertidor de modelos 3D, en lugar de encadenar conversiones.

La mayoría de las impresiones fallidas y las importaciones defectuosas que se atribuyen al formato son en realidad problemas de la malla, o de lo que el programa receptor supuso sobre ella. STL es el más expuesto, porque no lleva metadatos que detecten errores; OBJ comparte los problemas de escala y de archivos faltantes; 3MF evita la mayoría por diseño, aunque un exportador descuidado todavía puede escribir una malla defectuosa. Abra las filas de abajo para ver cómo se manifiesta cada falla y de dónde suele venir.

El peso se deriva de la estructura. El STL binario ocupa fijo 50 bytes por triángulo, así que se puede calcular antes de exportar. El STL ASCII repite cada vértice como texto y suele quedar de cuatro a seis veces por encima del binario. OBJ guarda cada vértice compartido una sola vez y lo referencia por índice, de modo que en una malla cerrada típica pesa menos que el STL ASCII y queda más o menos en el rango del STL binario, o más si también lleva UV y normales. 3MF guarda XML indexado y luego lo comprime dentro del ZIP, lo que normalmente lo convierte en el más liviano de los tres para la misma geometría.

Las cifras siguientes son habituales para una malla cerrada de unos 500 000 triángulos, como una figura detallada. Los archivos reales varían según la precisión de las coordenadas y el exportador, así que tómelas como órdenes de magnitud, útiles cuando un servicio de impresión limita las cargas o cuando un STL exportado desde un 3MF resulta varias veces más pesado.

Una conversión lee los triángulos de un contenedor y los escribe en otro. Todo lo que el formato de destino puede expresar se conserva; lo que no puede, se descarta. Por eso pasar de STL a OBJ no pierde geometría, pasar de 3MF a STL pierde colores, unidades y disposición en la placa, y pasar de OBJ a STL pierde texturas y nombres de piezas. En las herramientas 3D de UltKit, esas decisiones adicionales son explícitas: Unidades del modelo indica al convertidor qué escala usa el archivo de origen, Eje vertical resuelve la diferencia entre Y hacia arriba y Z hacia arriba que hay entre los motores de videojuegos y los laminadores, y Unir en una sola malla decide si las piezas separadas siguen separadas.

Lo que ninguna conversión hace es reparar una malla. Si un STL tiene un agujero, el OBJ que se cree a partir de él tendrá el mismo agujero, y un exportador de 3MF lo rechazará o lo escribirá de todos modos. La reparación es un paso aparte en una herramienta de mallas o en el corrector integrado del laminador, y conviene hacerla una sola vez, en el archivo maestro, antes de exportar cualquier otra cosa. Lo mismo vale para la escala: la conversión no puede saber que una pieza debía estar en pulgadas a menos que se le indique. Con el detalle ocurre igual: un STL de pocos polígonos se convierte en un OBJ o 3MF de pocos polígonos, así que vuelva a exportar desde el modelo de origen cuando la calidad importe.

Hay otros dos formatos que aparecen siempre que se plantea esta pregunta. STEP (ISO 10303) guarda sólidos y superficies exactos en lugar de triángulos, así que es el formato indicado cuando una pieza debe volver a Fusion 360, SolidWorks o FreeCAD para editarla. GLB, la forma binaria de glTF 2.0 del Khronos Group, empaqueta una malla con sus materiales y texturas en un solo archivo, en metros, y es el formato para mostrar un modelo en la web o en realidad aumentada en Android.

Para los tres formatos que trata este artículo, la tabla siguiente resume la elección según el destino. Si encajan dos filas, elija el formato que guarda más información y exporte el más simple después; pasar de 3MF a STL es fácil, mientras que reconstruir colores o unidades perdidos es trabajo manual.