STL, OBJ eða 3MF: Hvaða 3D-skráarsnið á að nota?

STL var hannað árið 1987 fyrir fyrstu stereolithography-vélar 3D Systems og hönnunin ber þess merki. Skráin er flatur listi þríhyrninga, hver lýst með stefnuvigri og þremur hornpunktum. Engin sameiginleg hnútatafla er til, þannig að horn sem snertir sex þríhyrninga er skrifað sex sinnum. Engin einingarreitur er heldur: hnit upp á 25 gæti þýtt millimetra, tommur eða metra og nær allir sneiðarar giska á millimetra. Litur, áferð og heiti hluta eiga sér engan stað í grunnsniðinu, og þess vegna les hver sneiðari, CAD-forrit og prentþjónusta það enn.

STL er til í tveimur kóðunum. ASCII-STL skrifar allt sem texta, með línum eins og facet normal, outer loop og vertex 12.5 0 3.2, svo hægt er að opna skrána í textaritli og lesa tölurnar. Tvíundar-STL byrjar á 80 bæta haus og 4 bæta fjölda þríhyrninga, og geymir síðan hvern þríhyrning sem tólf 4 bæta fleytitölur auk 2 bæta eigindareits: nákvæmlega 50 bæti á þríhyrning. Því er auðvelt að spá fyrir um stærð. Líkan með milljón þríhyrningum er um 50 MB sem tvíundarskrá, en ASCII-útgáfa sama möskvanets er yfirleitt fjórum til sex sinnum stærri því hver tölustafur verður að staf.

Einfaldleikinn er bæði styrkur og gildra. STL getur ekki sagt hvort því var ætlað að vera einn hlutur eða þrír, hvort það var flutt út í tommum eða hvort þríhyrningarnir mynda í raun heilan hlut. Sneiðarinn les þetta úr hráum hnitum og ef hann giskar rangt færðu hlut sem er 25,4 sinnum of lítill eða vegg sem vantar. Fyrir einlitan hlut sem þú hannaðir sjálf(ur) og fluttir út í millimetrum skiptir þetta engu og STL er áfram sniðið sem síst er hafnað.

OBJ er komið frá Wavefront Technologies, en hugbúnaðurinn Advanced Visualizer notaði það seint á níunda áratugnum, og það breiddist út á þeim tíunda sem textasnið sem nær öll þrívíddarforrit gátu skipst á. Ólíkt STL geymir það hnútalista og býr til flata úr vísum, svo sameiginlegt horn er geymt einu sinni, og fletir geta verið þríhyrningar, ferhyrningar eða stærri marghyrningar. Línur sem byrja á v geyma staðsetningar, vt áferðarhnit (UV), vn stefnuvigra og f fletina. Hópar (g) og hlutir (o) gefa hlutunum nöfn, þannig að OBJ kemst heilt í gegnum Blender, Maya eða ZBrush með uppbyggingu sína óskerta.

Útlitið er utan .obj skrárinnar. Lína með mtllib vísar á fylgiskrána .mtl og usemtl línur úthluta efnum á fleti. .mtl skráin geymir liti eins og Kd (dreifilitur) og vísar á áferðarmyndir með færslum eins og map_Kd wood.png. OBJ með áferð eru því að minnsta kosti þrjár skrár: rúmfræðin, efnisskráin og ein eða fleiri myndir, allt tengt með afstæðum slóðum. Ef aðeins .obj er sent sér móttakandinn grátt líkan. Þessi aðgreining nýtist í leikja- og tæknibrellum þar sem listamenn skipta um áferð án þess að snerta rúmfræðina, og hún er algengasta ástæða þess að líkan sem er sótt lítur rangt út.

OBJ deilir blindum bletti STL varðandi kvarða: það geymir berar tölur án einingar. Flest líkanaforrit skrifa metra eða sentímetra en sneiðarar lesa millimetra, svo OBJ úr leikjaefnisverslun getur verið 10 eða 1.000 sinnum rangt. Fyrir prentun bætir OBJ engu við sem sneiðari notar nema lit á hnút í fáeinum forritum, svo ef prenta þarf listaverk er yfirleitt einfaldast að halda áferðinni fyrir myndgerð og senda sneiðaranum hreint möskvanet. Í hina áttina er að umbreyta STL í OBJ stysta leiðin úr prentlíkani í myndgerðar- eða leikjaferli.

3MF var gefið út árið 2015 af 3MF Consortium, hópi sem Microsoft stofnaði með fyrirtækjum úr prent- og CAD-geiranum. .3mf skrá er ZIP-safnskrá, sama ílátssnið og fjallað er um í ZIP, RAR og 7z. Ef þú endurnefnir hana í .zip finnurðu XML-skrána 3D/3dmodel.model með möskvanetinu, skrá um efnisgerðir, tengslaskrár og oft smámyndir og stillingar sneiðara. Hvert líkan tilgreinir einingu sína (míkron, millimetra, sentímetra, tommu, fet eða metra), svo kvarðavandinn sem hrjáir STL og OBJ kemur einfaldlega ekki upp. Litir, grunnefni, margir hlutir og staðsetning þeirra á prentflötnum eru hluti af forskriftinni.

Forskriftin krefst þess líka að möskvanet séu lokuð og samkvæmt í stefnu: hver brún sameiginleg nákvæmlega tveimur þríhyrningum og allir snúi út á við. Útflutningsforrit sem fylgja reglunum geta ekki skrifað opna rúmfræði með sjálfskurði sem STL geymir möglunarlaust. Stuðningur er breiður í núverandi forritum. PrusaSlicer, Bambu Studio, OrcaSlicer og UltiMaker Cura lesa 3MF, PrusaSlicer og Bambu Studio vista allt verkefnið sem .3mf með prentstillingum og máluðum litum, og forritið 3D Builder frá Microsoft í Windows opnar það beint. Veiki bletturinn er eldri fastbúnaður, gáttir prentbúa og CAD-innflutningur sem býst enn við STL; fyrir þau skaltu umbreyta 3MF í STL og sætta þig við að aukaupplýsingarnar verði eftir.

Rétta sniðið fer eftir því hvert skráin fer næst, ekki hvert þeirra er nýjast. Ef næsti viðkomustaður er sneiðari og hluturinn einlitur er STL fínt, og það er enn sniðið sem hvert spjallborð, líkanasafn og prentþjónusta skilur. Ef næsti staður er myndgerðarforrit, leikjavél eða líkanaforrit annars listamanns heldur OBJ UV-hnitum, stefnuvigrum og nefndum hópum sem STL hendir, og textaformið gerir auðvelt að skoða vandamál.

3MF á rétt á sér þegar skráin ber meira en rúmfræði. Marglit prentun máluð í Bambu Studio, plata með tólf hlutum raðað fyrir eitt verk, hlutur hannaður í tommum eða verkefni sem þú vilt opna aftur með sömu lagþykkt og fyllingu krefjast allt 3MF, því ekkert annað snið hér getur geymt þær upplýsingar. Ef skráin á að fara á marga staði skaltu geyma ríkustu útgáfuna sem aðalafrit og flytja einfaldari út úr henni með þrívíddarbreyti í stað þess að keðja umbreytingar.

Flestar misheppnaðar prentanir og bilaður innflutningur sem skellt er á sniðið eru í raun vandamál í möskvanetinu eða í því sem móttökuforritið gerði ráð fyrir. STL er berskjaldaðast því það ber engin lýsigögn sem fanga mistök; OBJ deilir kvarða- og týndra skráa vandanum; 3MF forðast flest þeirra í hönnun, þó kærulaus útflytjandi geti samt skrifað gallað möskvanet. Opnaðu raðirnar hér að neðan til að sjá hvernig hver bilun lítur út og hvaðan hún kemur oftast.

Stærðin ræðst af uppbyggingu. Tvíundar-STL er fast í 50 bætum á þríhyrning, svo hægt er að reikna það fyrir útflutning. ASCII-STL endurtekur hvert horn sem texta og er yfirleitt fjórum til sex sinnum yfir tvíundarskránni. OBJ geymir hvern sameiginlegan hnút einu sinni og vísar í hann með vísi, svo fyrir dæmigert lokað möskvanet verður það minna en ASCII-STL og á svipuðu bili og tvíundar-STL, stærra ef það ber líka UV-hnit og stefnuvigra. 3MF geymir XML með vísum og þjappar því inni í ZIP, sem gerir það yfirleitt minnst þriggja fyrir sömu rúmfræði.

Tölurnar hér að neðan eru dæmigerðar fyrir lokað möskvanet með um 500.000 þríhyrningum, til dæmis nákvæma styttu. Raunverulegar skrár eru breytilegar eftir nákvæmni hnita og útflytjanda, svo líttu á þær sem stærðargráður, gagnlegar þegar prentþjónusta setur hámark á upphleðslu eða STL úr 3MF reynist margfalt stærra.

Umbreyting les þríhyrningana úr einu íláti og skrifar þá í annað. Allt sem markniðið getur tjáð fylgir með; allt sem það getur ekki tapast. Þess vegna er STL í OBJ taplaust fyrir rúmfræði, 3MF í STL tapar litum, einingum og plötuskipan, og OBJ í STL tapar áferð og heitum hluta. Í þrívíddartólum UltKit eru aukaákvarðanirnar skýrar: Einingar líkans segir breytinum hvaða kvarða upprunaskráin notar, Upp-ás sér um muninn á Y-upp og Z-upp milli leikjavéla og sneiðara, og Sameina í eitt möskvanet ræður hvort aðskildir hlutar haldist aðskildir.

Engin umbreyting gerir við möskvanet. Ef STL hefur gat hefur OBJ sem þú býrð til úr því sama gat, og 3MF-útflytjandi hafnar því eða skrifar það samt. Viðgerð er sérstakt skref í möskvaforriti eða innbyggðu viðgerðartóli sneiðarans, og best er að gera hana einu sinni í aðalskránni áður en annað er flutt út. Sama gildir um kvarða: umbreyting getur ekki vitað að hlutur átti að vera í tommum nema þú segir henni það. Smáatriði eru eins: STL með fáum marghyrningum verður OBJ eða 3MF með fáum marghyrningum, svo fluttu aftur út úr upprunalíkaninu þegar gæði skipta máli.

Tvö önnur snið koma upp þegar þessi spurning er borin fram. STEP (ISO 10303) geymir nákvæma föst form og fleti frekar en þríhyrninga, svo það er sniðið þegar hlutur þarf að fara aftur í Fusion 360, SolidWorks eða FreeCAD til breytinga. GLB, tvíundarform glTF 2.0 frá Khronos Group, pakkar möskvaneti með efnum og áferð í eina skrá í metrum og er sniðið til að sýna líkan á vefnum eða í Android AR.

Fyrir þrjú sniðin sem greinin fjallar um dregur taflan hér að neðan valið saman eftir áfangastað. Ef tvær raðir passa skaltu velja sniðið sem ber meiri upplýsingar og flytja einfaldara út síðar; að fara úr 3MF í STL er auðvelt, en að endurbyggja týnda liti eða einingar er handavinna.