STL vs OBJ vs 3MF: எந்த 3D கோப்பு வடிவம் சிறந்தது?

STL 1987-ல் 3D Systems நிறுவனத்தின் முதல் ஸ்டீரியோலித்தோகிராஃபி இயந்திரங்களுக்காக உருவாக்கப்பட்டது; அதன் வடிவமைப்பிலும் அது தெரிகிறது. கோப்பு என்பது முக்கோணங்களின் தட்டையான பட்டியல்; ஒவ்வொன்றும் ஒரு முகப்பு நார்மலாலும் மூன்று மூலைப் புள்ளிகளாலும் விவரிக்கப்படும். பகிரப்பட்ட வெர்டெக்ஸ் அட்டவணை இல்லை, ஆறு முக்கோணங்கள் தொடும் மூலை ஆறு முறை எழுதப்படும். அலகுப் புலமும் இல்லை: 25 என்ற ஆயம் மில்லிமீட்டரா, இன்ச்சா, மீட்டரா என்பது தெரியாது; கிட்டத்தட்ட எல்லா ஸ்லைசர்களும் மில்லிமீட்டர் என்று ஊகிக்கும். நிறம், டெக்ஸ்சர், பாகப் பெயர்களுக்கு அடிப்படை வடிவத்தில் இடமில்லை; அதனால்தான் இன்றும் ஒவ்வொரு ஸ்லைசரும், CAD மென்பொருளும், பிரிண்ட் சேவையும் இதைப் படிக்கின்றன.

STL-க்கு இரண்டு குறியாக்கங்கள் உண்டு. ASCII STL எல்லாவற்றையும் உரையாக எழுதும்; facet normal, outer loop, vertex 12.5 0 3.2 போன்ற வரிகள் இருக்கும், டெக்ஸ்ட் எடிட்டரில் திறந்து எண்களைப் படிக்கலாம். பைனரி STL 80 பைட் தலைப்பு, 4 பைட் முக்கோண எண்ணிக்கையுடன் தொடங்கி, ஒவ்வொரு முக்கோணத்தையும் பன்னிரண்டு 4 பைட் floats மற்றும் 2 பைட் பண்புப் புலமாகச் சேமிக்கும்: சரியாக ஒரு முக்கோணத்துக்கு 50 பைட். இதனால் அளவைக் கணிப்பது எளிது. ஒரு மில்லியன் முக்கோண மாடல் பைனரியில் சுமார் 50 MB; அதே மெஷின் ASCII பதிப்பு ஒவ்வோர் இலக்கமும் எழுத்தாவதால் பொதுவாக நான்கு முதல் ஆறு மடங்கு பெரியது.

எளிமைதான் பலமும் பொறியும். ஒரு STL கோப்பு ஒரே பாகமா மூன்று பாகங்களா, இன்ச்சில் ஏற்றுமதி செய்யப்பட்டதா, முக்கோணங்கள் உண்மையில் திடப்பொருளை மூடுகின்றனவா என்பதைச் சொல்லாது. ஸ்லைசர் அதை மூல ஆயங்களிலிருந்து ஊகிக்கிறது; தவறாக ஊகித்தால் 25.4 மடங்கு சிறிய பாகம் அல்லது காணாமல் போன சுவர் கிடைக்கும். நீங்களே வடிவமைத்து மில்லிமீட்டரில் ஏற்றுமதி செய்த ஒற்றை நிற பாகத்துக்கு இவை எதுவும் பொருட்டல்ல; STL நிராகரிக்கப்பட வாய்ப்பு மிகக் குறைந்த வடிவமாகவே இருக்கும்.

OBJ, 1980-களின் பிற்பகுதியில் Advanced Visualizer மென்பொருளில் பயன்படுத்திய Wavefront Technologies நிறுவனத்திலிருந்து வந்தது; 1990-களில் கிட்டத்தட்ட எல்லா 3D நிரல்களும் பரிமாறிக்கொள்ளும் எளிய உரை வடிவமாகப் பரவியது. STL போலன்றி இது வெர்டெக்ஸ் பட்டியலை வைத்து குறியீடுகளிலிருந்து முகங்களை உருவாக்கும்; பகிரப்பட்ட மூலை ஒரு முறை மட்டும் சேமிக்கப்படும், முகங்கள் முக்கோணங்களாகவோ நாற்கரங்களாகவோ பெரிய பலகோணங்களாகவோ இருக்கலாம். v தொடங்கும் வரிகள் நிலைகளையும், vt டெக்ஸ்சர் ஆயங்களையும் (UV), vn நார்மல்களையும், f முகங்களையும் குறிக்கும். குழுக்கள் (g), பொருட்கள் (o) பாகங்களுக்குப் பெயரிடும்; அதனால் Blender, Maya, ZBrush வழியாகச் சென்று திரும்பினாலும் OBJ அமைப்பு மாறாமல் இருக்கும்.

தோற்றம் .obj கோப்புக்கு வெளியே இருக்கும். mtllib வரி துணை .mtl கோப்பைக் குறிக்கும், usemtl வரிகள் முகங்களுக்கு மெட்டீரியல்களை ஒதுக்கும். .mtl கோப்பு Kd (diffuse) போன்ற நிறங்களைச் சேமித்து, map_Kd wood.png போன்ற பதிவுகளால் டெக்ஸ்சர் படங்களைச் சுட்டும். எனவே டெக்ஸ்சர் உள்ள OBJ குறைந்தது மூன்று கோப்புகள்: வடிவியல், மெட்டீரியல் நூலகம், ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட படங்கள்; எல்லாம் சார்பு பாதையால் குறிக்கப்படும். .obj கோப்பை மட்டும் அனுப்பினால் பெறுபவருக்கு சாம்பல் நிற மாடல்தான் தெரியும். வடிவியலைத் தொடாமல் கலைஞர்கள் டெக்ஸ்சர்களை மாற்றும் கேம், VFX பணிப்பாய்வுகளில் இந்தப் பிரிப்பு பயனுள்ளது; பதிவிறக்கிய மாடல் தவறாகத் தெரிவதற்கு இதுவே மிகப் பொதுவான காரணம்.

அளவு விஷயத்தில் OBJ-க்கும் STL போன்ற குறையே: அலகு இல்லாமல் வெறும் எண்களைச் சேமிக்கும். பெரும்பாலான மாடலிங் கருவிகள் மீட்டர் அல்லது சென்டிமீட்டரில் எழுதும், ஸ்லைசர்கள் மில்லிமீட்டரில் படிக்கும்; எனவே கேம் அசெட் கடையிலிருந்து வரும் OBJ 10 அல்லது 1,000 மடங்கு தவறான அளவில் வரலாம். பிரிண்டிங்குக்கு, சில கருவிகளில் ஒரு வெர்டெக்ஸ் நிறத்தைத் தவிர ஸ்லைசர் பயன்படுத்தும் எதையும் OBJ சேர்ப்பதில்லை; எனவே ஆர்ட் அசெட்டை பிரிண்ட் செய்ய வேண்டுமெனில் டெக்ஸ்சர்களை ரெண்டரிங்கிற்கு வைத்துக்கொண்டு ஸ்லைசருக்குச் சுத்தமான மெஷை அனுப்புவது பொதுவாக எளிது. எதிர்த் திசையில், STL-ஐ OBJ ஆக மாற்றுவது பிரிண்ட் மாடலிலிருந்து ரெண்டரிங் அல்லது கேம் பணிப்பாய்வுக்குச் செல்லும் குறுகிய வழி.

3MF 2015-ல் 3MF Consortium வெளியிட்டது; இது Microsoft தொடங்கிய, பிரிண்டிங் மற்றும் CAD துறை நிறுவனங்கள் அடங்கிய குழு. .3mf கோப்பு ஒரு ZIP காப்பகம்; ZIP vs RAR vs 7z கட்டுரையில் பேசிய அதே கொள்கலன் வடிவம். அதை .zip என மறுபெயரிட்டால் மெஷ் அடங்கிய 3D/3dmodel.model XML கோப்பு, உள்ளடக்க வகைக் கோப்பு, உறவுக் கோப்புகள், பெரும்பாலும் சிறுபடங்கள், ஸ்லைசர் உள்ளமைவு ஆகியவை கிடைக்கும். ஒவ்வொரு மாடலும் தன் அலகை (மைக்ரான், மில்லிமீட்டர், சென்டிமீட்டர், இன்ச், அடி, மீட்டர்) அறிவிக்கும்; எனவே STL, OBJ-ஐ வாட்டும் அளவுப் பிரச்சினையே இங்கே வராது. நிறங்கள், அடிப்படை மெட்டீரியல்கள், பல பொருட்கள், பிரிண்ட் பிளேட்டில் அவற்றின் இடம் எல்லாம் விவரக்குறிப்பின் பகுதி.

மெஷ்கள் manifold ஆகவும் சீரான திசையிலும் இருக்க வேண்டும் என்றும் விவரக்குறிப்பு கோருகிறது: ஒவ்வொரு விளிம்பும் சரியாக இரண்டு முக்கோணங்களால் பகிரப்பட வேண்டும், எல்லாம் வெளிப்புறம் நோக்க வேண்டும். விதிகளைப் பின்பற்றும் ஏற்றுமதிக் கருவிகளால் STL எளிதாகச் சுமக்கும் திறந்த, தன்னைத்தானே வெட்டும் வடிவியலை எழுத முடியாது. தற்போதைய கருவிகளில் ஆதரவு பரவலானது. PrusaSlicer, Bambu Studio, OrcaSlicer, UltiMaker Cura ஆகியவை 3MF-ஐப் படிக்கும்; PrusaSlicer, Bambu Studio தங்கள் முழுத் திட்டத்தையும் பிரிண்ட் அமைப்புகள், வண்ணம் தீட்டிய நிறங்களுடன் .3mf ஆகச் சேமிக்கும்; Windows-ல் Microsoft 3D Builder நேரடியாகத் திறக்கும். பலவீனம்: இன்னும் STL எதிர்பார்க்கும் பழைய ஃபர்ம்வேர், பிரிண்ட் ஃபார்ம் போர்ட்டல்கள், CAD இறக்குமதிகள்; அவற்றுக்கு 3MF-ஐ STL ஆக மாற்றுங்கள், கூடுதல் தகவல்கள் விடுபடும் என்பதை ஏற்றுக்கொள்ளுங்கள்.

சரியான வடிவம் கோப்பு அடுத்து எங்கே செல்கிறது என்பதைப் பொறுத்தது, எது புதியது என்பதை அல்ல. அடுத்த இடம் ஸ்லைசர், பாகம் ஒற்றை நிறம் என்றால் STL போதும்; ஒவ்வொரு ஃபோரமும், மாடல் நூலகமும், பிரிண்ட் சேவையும் இன்றும் புரிந்துகொள்ளும் வடிவம் அதுவே. அடுத்த இடம் ரெண்டரர், கேம் இன்ஜின் அல்லது மற்றொரு கலைஞரின் மாடலிங் கருவி என்றால், STL தூக்கி எறியும் UV, நார்மல், பெயரிட்ட குழுக்களை OBJ தக்கவைக்கும்; அதன் உரை வடிவம் சிக்கல்களை எளிதில் சோதிக்க உதவும்.

கோப்பு வடிவியலை விட அதிகம் சுமக்கும்போது 3MF தன் இடத்தைப் பெறுகிறது. Bambu Studio-வில் வண்ணம் தீட்டிய பல நிற பிரிண்ட், ஒரே வேலைக்கு ஒழுங்குபடுத்திய பன்னிரண்டு பாகங்கள் கொண்ட பிளேட், இன்ச்சில் வடிவமைத்த பாகம், அதே லேயர் உயரம், இன்ஃபில்லுடன் மீண்டும் திறக்க விரும்பும் திட்டம் — இவற்றுக்கு 3MF தேவை, ஏனெனில் இங்குள்ள வேறு எந்த வடிவமும் அந்தத் தகவலைத் தாங்காது. பல இடங்களுக்கு அனுப்ப வேண்டுமெனில், மாற்றங்களைத் தொடராகச் செய்யாமல், முழுமையான பதிப்பை மாஸ்டர் நகலாக வைத்து, 3D மாடல் மாற்றி மூலம் எளிய பதிப்புகளை ஏற்றுமதி செய்யுங்கள்.

வடிவமைப்பின் மீது பழி போடப்படும் பெரும்பாலான தோல்வியடைந்த பிரிண்ட்களும் உடைந்த இம்போர்ட்களும் உண்மையில் மெஷில் உள்ள பிரச்சினைகளே, அல்லது பெறும் மென்பொருள் அதைப் பற்றி கொண்ட அனுமானங்களால் ஏற்படுபவை. தவறுகளைப் பிடிக்க மெட்டாடேட்டா இல்லாததால் STL அதிகம் பாதிக்கப்படுகிறது; OBJ-க்கும் அளவு மற்றும் காணாமல் போன கோப்பு பிரச்சினைகள் உண்டு; 3MF வடிவமைப்பிலேயே இவற்றில் பெரும்பாலானவற்றைத் தவிர்க்கிறது, ஆனாலும் கவனமின்றி எக்ஸ்போர்ட் செய்தால் மோசமான மெஷ் எழுதப்படலாம். ஒவ்வொரு தோல்வியும் எப்படித் தெரியும், பொதுவாக எங்கிருந்து வருகிறது என்பதை கீழே உள்ள வரிசைகளைத் திறந்து பாருங்கள்.

அளவு கட்டமைப்பைப் பொறுத்தது. பைனரி STL ஒரு முக்கோணத்திற்கு 50 பைட் என நிலையானது, எனவே எக்ஸ்போர்ட்டுக்கு முன்பே கணக்கிடலாம். ASCII STL ஒவ்வொரு மூலையையும் உரையாக மீண்டும் மீண்டும் எழுதுவதால் பொதுவாக பைனரியை விட நான்கு முதல் ஆறு மடங்கு பெரியது. OBJ ஒவ்வொரு பகிரப்பட்ட வெர்டெக்ஸையும் ஒருமுறை சேமித்து இன்டெக்ஸ் மூலம் குறிப்பிடுவதால், வழக்கமான மூடிய மெஷுக்கு ASCII STL-ஐ விடச் சிறியதாகவும் பைனரி STL அளவுக்கு அருகிலும் இருக்கும்; UV மற்றும் நார்மல்கள் இருந்தால் பெரிதாகும். 3MF இன்டெக்ஸ் செய்யப்பட்ட XML-ஐச் சேமித்து ZIP-க்குள் சுருக்குவதால், அதே ஜியோமெட்ரிக்கு மூன்றிலும் பொதுவாக மிகச் சிறியது.

கீழ்க்காணும் எண்கள் சுமார் 500,000 முக்கோணங்கள் கொண்ட மூடிய மெஷுக்கு, உதாரணமாக விரிவான சிலைக்கு, வழக்கமானவை. உண்மையான கோப்புகள் ஆயத்தொலைவுத் துல்லியம் மற்றும் எக்ஸ்போர்ட்டரைப் பொறுத்து மாறும்; எனவே இவற்றை தோராய அளவாகக் கொள்ளுங்கள். பிரிண்ட் சேவை பதிவேற்றத்தை வரம்பிடும்போது, அல்லது 3MF-இலிருந்து எக்ஸ்போர்ட் செய்த STL பல மடங்கு பெரிதாக வரும்போது இது உதவும்.

மாற்றம் என்பது ஒரு கன்டெய்னரிலிருந்து முக்கோணங்களைப் படித்து மற்றொன்றில் எழுதுவது. இலக்கு வடிவம் வெளிப்படுத்தக்கூடிய அனைத்தும் உடன் வரும்; முடியாதவை விடப்படும். அதனால் STL-இலிருந்து OBJ ஜியோமெட்ரிக்கு இழப்பில்லாதது, 3MF-இலிருந்து STL நிறங்கள், அலகுகள், பிளேட் அமைப்பை இழக்கும், OBJ-இலிருந்து STL டெக்ஸ்சர்கள் மற்றும் பாகப் பெயர்களை இழக்கும். UltKit-இன் 3D கருவிகளில் கூடுதல் முடிவுகள் தெளிவாக உள்ளன: மாடல் அலகுகள் மூலத்தின் அளவை மாற்றிக்கு சொல்கிறது, மேல் அச்சு கேம் என்ஜின்களுக்கும் ஸ்லைசர்களுக்கும் இடையிலான Y-up, Z-up வேறுபாட்டைக் கையாளுகிறது, ஒரே மெஷாக இணை தனித்தனி பாகங்கள் தனியாகவே இருக்குமா என்பதை முடிவு செய்கிறது.

எந்த மாற்றமும் மெஷைச் சரிசெய்யாது. STL-இல் துளை இருந்தால், அதிலிருந்து உருவாக்கும் OBJ-இலும் அதே துளை இருக்கும்; 3MF எக்ஸ்போர்ட்டர் அதை மறுக்கலாம் அல்லது அப்படியே எழுதலாம். ரிப்பேர் என்பது மெஷ் கருவியில் அல்லது ஸ்லைசரின் உள்ளமைந்த ஃபிக்சரில் செய்யும் தனிப் படி; வேறு எதையும் எக்ஸ்போர்ட் செய்யும் முன், உங்கள் மாஸ்டர் கோப்பில் ஒருமுறை செய்வதே சிறந்தது. அளவுக்கும் இதுவே பொருந்தும்: பாகம் இன்ச்சில் இருக்க வேண்டும் என்பதை நீங்கள் சொல்லாவிட்டால் மாற்றத்திற்குத் தெரியாது. விவரமும் அப்படியே: குறைந்த பாலிகான் STL குறைந்த பாலிகான் OBJ அல்லது 3MF ஆகும்; தரம் முக்கியமெனில் மூல மாடலிலிருந்து மீண்டும் எக்ஸ்போர்ட் செய்யுங்கள்.

இந்தக் கேள்வி வரும்போதெல்லாம் வேறு இரண்டு வடிவங்களும் வருகின்றன. STEP (ISO 10303) முக்கோணங்களுக்குப் பதிலாக துல்லியமான திடப்பொருட்களையும் மேற்பரப்புகளையும் சேமிக்கிறது; எனவே பாகத்தை திருத்த Fusion 360, SolidWorks அல்லது FreeCAD-க்கு மீண்டும் கொண்டுசெல்ல வேண்டியபோது இதுவே வடிவம். Khronos Group-இன் glTF 2.0-இன் பைனரி வடிவமான GLB, மெஷையும் அதன் மெட்டீரியல்கள், டெக்ஸ்சர்களையும் மீட்டரில் ஒரே கோப்பில் அடைக்கிறது; மாடலை இணையத்தில் அல்லது Android AR-இல் காட்ட இதுவே வடிவம்.

இக்கட்டுரை உள்ளடக்கும் மூன்று வடிவங்களுக்கு, கீழ்க்காணும் அட்டவணை சேருமிடத்தின்படி தேர்வைச் சுருக்குகிறது. இரண்டு வரிசைகள் பொருந்தினால், அதிகத் தகவலைச் சுமக்கும் வடிவத்தைத் தேர்ந்து, எளிமையானதை பின்னர் எக்ஸ்போர்ட் செய்யுங்கள்; 3MF-இலிருந்து STL-க்குச் செல்வது எளிது, ஆனால் இழந்த நிறங்களையும் அலகுகளையும் மீட்பது கைவேலை.