走進(jìn)3D打印文件格式：STL,、OBJ、AMF,、3MF

來源： 三緯立體打印

導(dǎo)讀：為了幫助大家更全面了解3D打印格式,，今天跟大家分享四種3D打印文件格式：STL、OBJ,、AMF,、3MF：

1.STL格式
如今，3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)了將虛擬三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)體,，而實(shí)現(xiàn)這一切的準(zhǔn)則就是STL文件格式,。STL文件格式已成為全世界CAD/CAM系統(tǒng)接口文件格式的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是3D打印機(jī)支持的最常見的文件格式,。

STL文件有兩種：一種是ASCII文本格式,，特點(diǎn)是可讀性好，可直接閱讀,；另一種是二進(jìn)制格式,，占用磁盤空間小，為ASCII文本格式的1/6左右,，可讀性差,。但無論是ASCII文本格式，還是二進(jìn)制格式,，STL文件格式都非常簡(jiǎn)單,，一目了然，易于生成及分割,、算法簡(jiǎn)單等特點(diǎn),，另外輸出精度也能夠很方便地控制。

2.OBJ文件
是一套基于工作站的3D建模和動(dòng)畫軟件"Advanced Visualizer"開發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)3D模型文件格式,。很適合用于3D軟件模型之間的數(shù)據(jù)交換,，比如你在3dsMax或LightWave中建了一個(gè)模型，想把它調(diào)到Maya里面渲染或動(dòng)畫,，導(dǎo)出OBJ文件就是一種很好的選擇,，OBJ主要支持多邊形模型,。

由于OBJ格式在數(shù)據(jù)交換方面的便捷性，目前大多數(shù)的三維CAD軟件都支持OBJ格式,，大多數(shù)3D打印機(jī)也支持使用OBJ格式進(jìn)行打印,。由于STL、OBJ文件格式還是顯得有點(diǎn)過于簡(jiǎn)單,，只能描述三維物體的表面幾何信息,，不支持描述表面上的特征顏色、材質(zhì)等信息,。因此,，美國(guó)材料與實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)發(fā)布了一種全新的3D打印文件格式AMF格式。

3.AMF文件
是以目前3D打印機(jī)使用的“STL”格式為基礎(chǔ),、彌補(bǔ)了其弱點(diǎn)的數(shù)據(jù)格式,，新格式能夠記錄顏色信息、材料信息及物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)等,。AMF標(biāo)準(zhǔn)基于XML（可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）,，簡(jiǎn)單易懂，將來可通過增加標(biāo)簽輕松擴(kuò)展,。新標(biāo)準(zhǔn)不僅可以記錄單一材質(zhì),，還可對(duì)不同部位指定不同材質(zhì)，能分級(jí)改變兩種材料的比例進(jìn)行造型,。造型物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)用數(shù)字公式記錄,，能夠指定在造型物表面印刷圖像，還可指定3D打印時(shí)最高效的方向,。另外,，還能記錄作者的名字、模型的名稱等原始數(shù)據(jù),。

與STL文件格式相比,，AMF克服了其精度不高、工藝信息缺失,、文件體積龐大,、讀取緩慢等缺點(diǎn)，同時(shí)引入了曲面三角形,、功能梯度材料,、排列方位等概念。曲面三角形能夠大幅提升模型的精度,其是利用各個(gè)頂點(diǎn)法線或切線方向來確定曲面曲率的,，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理切片時(shí),，曲面三角形可進(jìn)行細(xì)分，便于獲得理想精度。

不同區(qū)域的材料成分表達(dá)是通過空間點(diǎn)坐標(biāo)公式來表述的,，按常數(shù)比例混合的材料即為均質(zhì)材料,，按坐標(biāo)值線性變化的比例即為梯度材料，還可表達(dá)非線性梯度材料,。因此,，AMF格式包含的工藝信息更全、文件體積更小,、模型錯(cuò)誤更少，使得3D打印過程中使用起來更加方便,，模型設(shè)計(jì)過程也更加輕松,。

AMF文件格式相對(duì)于STL、OBJ等文件格式有多大的改進(jìn)：
    1,、技術(shù)獨(dú)立性:文件格式一般描述一個(gè)對(duì)象,，這樣任何機(jī)器都可以使用。分辨率和層厚度獨(dú)立,，不包含任何制造過程或任何一個(gè)特定的信息技術(shù)
    2,、簡(jiǎn)單:AMF文件格式很容易實(shí)現(xiàn)和理解�,？梢杂靡粋�(gè)簡(jiǎn)單的ASCII文本查看器來閱讀和調(diào)試,，相同的信息沒有存儲(chǔ)在多個(gè)地方。
    3,、可伸縮性:文件格式的復(fù)雜性和規(guī)模關(guān)系到3D打印機(jī)的分辨率和精度,，AMF文件能夠處理大型數(shù)組中相同的對(duì)象，減少內(nèi)部的復(fù)雜性,。
    4,、性能:文件格式啟用合理的讀和寫操作為典型的大型文件提供了詳細(xì)的性能數(shù)據(jù)合同附件。
    5,、向后兼容:任何現(xiàn)有的STL文件直接轉(zhuǎn)換為有效的AMF文件不需要損失任何額外的信息,。AMF文件也容易使用遺留系統(tǒng)轉(zhuǎn)換回STL，雖然顏色,、紋理等功能將會(huì)丟失,。這種格式有效的維護(hù)了三角形網(wǎng)，利用幾何對(duì)現(xiàn)有的已經(jīng)存在的分割算法和代碼進(jìn)行了基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化,。
    6,、未來的兼容性：為了在快速發(fā)展的行業(yè)中保持有用，這個(gè)文件格式很容易在技術(shù)上保持?jǐn)U展并且兼容,，它允許在保證技術(shù)上進(jìn)步的同時(shí)添加新特性,。

4.3MF格式
相比STL過少的功能，AMF的功能似乎又過多了，因此微軟聯(lián)合惠普,、歐特克,、3D Systems、Stratasys等巨頭組成的3MF聯(lián)盟又推出了一種全新的3MF格式,。3MF格式能夠更完整地描述3D模型,，除了幾何信息外，還可以保持內(nèi)部信息,、顏色,、材料、紋理等其它特征,。同樣也是一種基于XML的數(shù)據(jù)格式,，具有可擴(kuò)充性，檔案格式能夠更完整地描述3D模型,，除了幾何信息外,，還可以保持內(nèi)部信息、顏色,、材料,、紋理等其它特征。

對(duì)于使用3D打印的消費(fèi)者及從業(yè)者來說,，3MF大的好處是大品牌支持這個(gè)格式,。3MF聯(lián)盟中的其他公司是Microsoft，SLM和HP,，而Shapeways也包括在3D打印背景下提供洞察,。3D打印和添加劑制造業(yè)務(wù)的其他關(guān)鍵參與者，如Materialize,，3DSystems近期已加入該聯(lián)盟,。在這些巨頭公司的擁立下，和AMF文件格式相同性能的3MF文件格式有逐漸取代AMF文件格式的趨勢(shì),，這也是AMF文件格式大的危機(jī),。

就像為什么大多數(shù)的圖片都是jpg或gif格式一樣，STL被廣大3D打印廠商采用,，這其實(shí)是個(gè)歷史遺留以及人們長(zhǎng)久使用習(xí)慣的問題,。STL格式已經(jīng)在人們心中根深蒂固，所以其它格式要想“上位”,，乃至被廣大3D打印廠商普遍采用,，可能還尚需等待一段時(shí)日，各種文件格式將來究竟“鹿死誰(shuí)手”,，還有待市場(chǎng)的考驗(yàn),。