STL vs OBJ vs 3MF: कौन-सा 3D फ़ाइल फॉर्मेट चुनें?

STL 1987 में 3D Systems की पहली स्टीरियोलिथोग्राफी मशीनों के लिए बना था, और इसकी बनावट में यह पुरानी जड़ दिखती है। फ़ाइल त्रिकोणों की एक सपाट सूची होती है, जिसमें हर त्रिकोण को एक फ़ेसेट नॉर्मल और तीन कोने के बिंदुओं से बताया जाता है। कोई साझा वर्टेक्स तालिका नहीं होती, इसलिए छह त्रिकोणों को छूने वाला कोना छह बार लिखा जाता है। यूनिट का भी कोई फ़ील्ड नहीं है: 25 का निर्देशांक मिलीमीटर, इंच या मीटर हो सकता है, और लगभग हर स्लाइसर मिलीमीटर मान लेता है। रंग, टेक्सचर और पार्ट के नाम मूल फॉर्मेट में आते ही नहीं, और ठीक इसी वजह से हर स्लाइसर, CAD पैकेज और प्रिंट सर्विस आज भी इसे पढ़ती है।

STL दो एन्कोडिंग में आता है। ASCII STL सब कुछ टेक्स्ट में लिखता है, जैसे facet normal, outer loop और vertex 12.5 0 3.2 जैसी पंक्तियाँ, इसलिए आप इसे टेक्स्ट एडिटर में खोलकर संख्याएँ पढ़ सकते हैं। बाइनरी STL 80 बाइट के हेडर और 4 बाइट की त्रिकोण-गिनती से शुरू होता है, फिर हर त्रिकोण को बारह 4-बाइट फ़्लोट और 2 बाइट के एट्रिब्यूट फ़ील्ड के साथ रखता है: यानी ठीक 50 बाइट प्रति त्रिकोण। इस नियम से साइज़ का अंदाज़ा लगाना आसान है। दस लाख त्रिकोण का मॉडल बाइनरी में लगभग 50 MB का होता है, और उसी मेश का ASCII संस्करण आम तौर पर चार से छह गुना बड़ा होता है क्योंकि हर अंक एक अक्षर बन जाता है।

यही सादगी इसकी ताकत भी है और जाल भी। STL यह नहीं बता सकता कि उसे एक पार्ट होना था या तीन, वह इंच में एक्सपोर्ट हुआ था या नहीं, या उसके त्रिकोण सचमुच ठोस आकार को घेरते हैं या नहीं। स्लाइसर यह सब कच्चे निर्देशांकों से अंदाज़े से तय करता है, और अंदाज़ा गलत हो तो पार्ट 25.4 गुना छोटा आता है या कोई दीवार गायब हो जाती है। आपने खुद डिज़ाइन करके मिलीमीटर में एक्सपोर्ट किया हुआ एक रंग का पार्ट हो तो इनमें से कुछ मायने नहीं रखता, और STL वह फॉर्मेट है जिसके अस्वीकार होने की संभावना सबसे कम है।

OBJ Wavefront Technologies से आया है, जिसके Advanced Visualizer सॉफ़्टवेयर ने इसे 1980 के दशक के आख़िर में इस्तेमाल किया, और 1990 के दशक में यह सादे टेक्स्ट वाले उस फॉर्मेट के रूप में फैला जिसे लगभग हर 3D प्रोग्राम आपस में बदल सकता था। STL के उलट यह वर्टेक्स सूची रखता है और इंडेक्स से फ़ेस बनाता है, इसलिए साझा कोना एक ही बार लिखा जाता है, और फ़ेस त्रिकोण, चौकोर या बड़े पॉलीगॉन हो सकते हैं। v से शुरू होने वाली पंक्तियाँ पोज़िशन, vt टेक्सचर कोऑर्डिनेट (UV), vn नॉर्मल और f फ़ेस रखती हैं। ग्रुप (g) और ऑब्जेक्ट (o) पार्ट को नाम देते हैं, इसलिए OBJ Blender, Maya या ZBrush से गुज़रकर भी अपनी संरचना के साथ बचा रहता है।

रूप-रंग .obj फ़ाइल के बाहर रहता है। mtllib पंक्ति एक साथ वाली .mtl फ़ाइल का नाम देती है, और usemtl पंक्तियाँ फ़ेस को मटीरियल सौंपती हैं। .mtl फ़ाइल Kd (डिफ़्यूज़) जैसे रंग रखती है और map_Kd wood.png जैसी प्रविष्टियों से टेक्सचर इमेज की ओर इशारा करती है। इसलिए टेक्सचर वाला OBJ कम से कम तीन फ़ाइलें होता है: ज्योमेट्री, मटीरियल लाइब्रेरी और एक या अधिक इमेज, सब सापेक्ष पाथ से जुड़ी। सिर्फ़ .obj भेजेंगे तो पाने वाले को ग्रे मॉडल दिखेगा। यह अलगाव गेम और VFX पाइपलाइन में काम आता है, जहाँ आर्टिस्ट ज्योमेट्री छुए बिना टेक्सचर बदलते हैं, और डाउनलोड किया मॉडल गलत दिखने का यह सबसे आम कारण भी है।

स्केल के मामले में OBJ भी STL जैसा अंधा है: यह बिना यूनिट के सिर्फ़ संख्याएँ रखता है। ज़्यादातर मॉडलिंग टूल मीटर या सेंटीमीटर लिखते हैं, जबकि स्लाइसर मिलीमीटर पढ़ते हैं, इसलिए गेम एसेट स्टोर का OBJ 10 या 1,000 गुना गलत साइज़ में आ सकता है। प्रिंटिंग के लिए OBJ कुछ ऐसा नहीं जोड़ता जो स्लाइसर इस्तेमाल करे, सिवाय कुछ टूल में प्रति-वर्टेक्स रंग के, इसलिए आर्ट एसेट प्रिंट करना हो तो आम तौर पर सबसे आसान है कि टेक्सचर रेंडरिंग के लिए रखें और स्लाइसर को साफ़ मेश भेजें। उलटी दिशा में, STL को OBJ में बदलना प्रिंट मॉडल से रेंडरिंग या गेम वर्कफ़्लो तक पहुँचने का सबसे छोटा रास्ता है।

3MF को 2015 में 3MF Consortium ने प्रकाशित किया, जिसे Microsoft ने प्रिंटिंग और CAD उद्योग की कंपनियों के साथ शुरू किया था। .3mf फ़ाइल एक ZIP आर्काइव है, वही कंटेनर फॉर्मेट जिसकी चर्चा ZIP vs RAR vs 7z में है। इसका नाम .zip कर दें तो अंदर मेश वाली 3D/3dmodel.model XML फ़ाइल, एक कंटेंट-टाइप फ़ाइल, रिलेशनशिप फ़ाइलें और अक्सर थंबनेल व स्लाइसर कॉन्फ़िगरेशन मिलते हैं। हर मॉडल अपनी यूनिट बताता है (माइक्रॉन, मिलीमीटर, सेंटीमीटर, इंच, फ़ुट या मीटर), इसलिए STL और OBJ को परेशान करने वाली स्केल की समस्या यहाँ होती ही नहीं। रंग, बेस मटीरियल, कई ऑब्जेक्ट और बिल्ड प्लेट पर उनकी जगह, सब स्पेसिफ़िकेशन का हिस्सा हैं।

स्पेसिफ़िकेशन यह भी माँगता है कि मेश मैनिफ़ोल्ड हों और उनकी दिशा एक जैसी हो: हर किनारा ठीक दो त्रिकोणों में साझा हो, और सब बाहर की ओर हों। नियम मानने वाले एक्सपोर्टर वह खुली, खुद को काटती ज्योमेट्री नहीं लिख सकते जो STL आराम से ढो लेता है। मौजूदा टूल में सपोर्ट व्यापक है। PrusaSlicer, Bambu Studio, OrcaSlicer और UltiMaker Cura 3MF पढ़ते हैं, PrusaSlicer और Bambu Studio पूरा प्रोजेक्ट प्रिंट सेटिंग और पेंट किए रंगों के साथ .3mf में सेव करते हैं, और Windows पर Microsoft का 3D Builder ऐप इसे सीधे खोलता है। कमज़ोर कड़ी पुराना फ़र्मवेयर, प्रिंट-फ़ार्म पोर्टल और CAD इम्पोर्टर हैं जो अब भी STL माँगते हैं; उनके लिए 3MF को STL में बदलें और मान लें कि अतिरिक्त जानकारी पीछे रह जाएगी।

सही फॉर्मेट इस पर निर्भर है कि फ़ाइल आगे कहाँ जाएगी, इस पर नहीं कि कौन-सा नया है। अगला पड़ाव स्लाइसर है और पार्ट एक रंग का है, तो STL ठीक है, और इसे आज भी हर फ़ोरम, मॉडल लाइब्रेरी और प्रिंट सर्विस समझती है। अगला पड़ाव रेंडरर, गेम इंजन या किसी और आर्टिस्ट का मॉडलिंग टूल है, तो OBJ वे UV, नॉर्मल और नामित ग्रुप रखता है जिन्हें STL फेंक देता है, और इसका टेक्स्ट रूप समस्याएँ जाँचना आसान बनाता है।

3MF तब काम आता है जब फ़ाइल में ज्योमेट्री से ज़्यादा कुछ हो। Bambu Studio में पेंट किया मल्टी-कलर प्रिंट, एक जॉब के लिए सजी बारह पार्ट की प्लेट, इंच में डिज़ाइन किया पार्ट, या ऐसा प्रोजेक्ट जिसे उसी लेयर हाइट और इन्फ़िल के साथ दोबारा खोलना हो, इन सबको 3MF चाहिए, क्योंकि यहाँ का कोई और फॉर्मेट यह जानकारी नहीं रख सकता। कई गंतव्य हों तो सबसे समृद्ध संस्करण को मास्टर कॉपी रखें और उससे सरल संस्करण 3D मॉडल कन्वर्टर से एक्सपोर्ट करें, कन्वर्ज़न की कड़ी न बनाएँ।

फ़ॉर्मेट पर डाला गया ज़्यादातर फेल प्रिंट और टूटे इंपोर्ट का दोष असल में मेश की गड़बड़ी या उस मेश के बारे में पाने वाले प्रोग्राम की मान्यताओं का होता है। STL सबसे ज़्यादा जोखिम में है, क्योंकि उसमें गलतियाँ पकड़ने वाला कोई मेटाडेटा नहीं होता; OBJ में स्केल और गायब फ़ाइल की समस्याएँ साझा हैं; 3MF डिज़ाइन से ही ज़्यादातर समस्याओं से बचता है, हालाँकि लापरवाह एक्सपोर्टर अब भी खराब मेश लिख सकता है। हर समस्या कैसी दिखती है और आमतौर पर कहाँ से आती है, यह जानने के लिए नीचे की पंक्तियाँ खोलें।

साइज़ संरचना से तय होता है। बाइनरी STL में हर त्रिकोण के 50 बाइट तय हैं, इसलिए एक्सपोर्ट से पहले ही हिसाब लगाया जा सकता है। ASCII STL हर कोने को टेक्स्ट में दोहराता है और आमतौर पर बाइनरी से चार से छह गुना बड़ा होता है। OBJ हर साझा वर्टेक्स को एक बार रखकर इंडेक्स से जोड़ता है, इसलिए सामान्य बंद मेश के लिए वह ASCII STL से छोटा और लगभग बाइनरी STL के आसपास रहता है, और UV व नॉर्मल होने पर बड़ा हो जाता है। 3MF इंडेक्स्ड XML को ZIP के अंदर कंप्रेस करता है, जिससे समान ज्यामिति के लिए वह आमतौर पर तीनों में सबसे छोटा होता है।

नीचे के आँकड़े लगभग 500,000 त्रिकोणों के बंद मेश के लिए सामान्य हैं, जैसे कोई डिटेल्ड मूर्ति। असल फ़ाइलें कोऑर्डिनेट की सटीकता और एक्सपोर्टर के हिसाब से बदलती हैं, इसलिए इन्हें अनुमान की तरह लें; ये तब काम आते हैं जब प्रिंट सर्विस अपलोड सीमित करे या 3MF से एक्सपोर्ट की गई STL कई गुना बड़ी निकले।

कन्वर्ज़न एक कंटेनर से त्रिकोण पढ़कर दूसरे में लिखता है। जो कुछ टारगेट फ़ॉर्मेट व्यक्त कर सके, वह साथ जाता है; जो न कर सके, वह छूट जाता है। इसीलिए STL से OBJ ज्यामिति के लिए लॉसलेस है, 3MF से STL में रंग, इकाइयाँ और प्लेट लेआउट खो जाते हैं, और OBJ से STL में टेक्सचर और पार्ट के नाम। UltKit के 3D टूल में अतिरिक्त फ़ैसले साफ़ दिखते हैं: मॉडल की इकाई कन्वर्टर को बताती है कि स्रोत किस स्केल में है, ऊपर की धुरी गेम इंजन (Y-up) और स्लाइसर (Z-up) के अंतर को संभालती है, और एक मेश में मिलाएँ तय करता है कि अलग-अलग पार्ट अलग रहें या नहीं।

कोई भी कन्वर्ज़न मेश की मरम्मत नहीं करता। अगर STL में छेद है, तो उससे बना OBJ भी उसी छेद के साथ होगा, और 3MF एक्सपोर्टर या तो उसे मना कर देगा या फिर भी लिख देगा। मरम्मत अलग चरण है, जो मेश टूल या स्लाइसर के बिल्ट-इन फ़िक्सर में होता है, और बेहतर है कि इसे अपनी मास्टर फ़ाइल में एक बार कर लें, कुछ और एक्सपोर्ट करने से पहले। स्केल पर भी यही लागू होता है: जब तक आप न बताएँ, कन्वर्ज़न नहीं जान सकता कि पार्ट इंच में बनाया गया था। डिटेल का भी यही हाल है: कम पॉलीगॉन वाली STL कम पॉलीगॉन वाला OBJ या 3MF ही बनती है, इसलिए क्वालिटी मायने रखे तो मूल मॉडल से दोबारा एक्सपोर्ट करें।

यह सवाल उठते ही दो और फ़ॉर्मेट सामने आते हैं। STEP (ISO 10303) त्रिकोणों की जगह सटीक ठोस और सतहें रखता है, इसलिए जब पार्ट को एडिटिंग के लिए Fusion 360, SolidWorks या FreeCAD में वापस ले जाना हो तो यही फ़ॉर्मेट चाहिए। GLB, Khronos Group के glTF 2.0 का बाइनरी रूप, मेश को उसके मटेरियल और टेक्सचर के साथ मीटर इकाई में एक फ़ाइल में पैक करता है और वेब या Android AR में मॉडल दिखाने का फ़ॉर्मेट है।

इस लेख के तीन फ़ॉर्मेट के लिए नीचे की तालिका गंतव्य के हिसाब से चुनाव का सार देती है। अगर दो पंक्तियाँ फिट हों, तो ज़्यादा जानकारी रखने वाला फ़ॉर्मेट चुनें और सरल वाला बाद में एक्सपोर्ट करें; 3MF से STL बनाना आसान है, जबकि खोए रंग या इकाइयाँ दोबारा बनाना हाथ का काम है।