3DPrintStory    Процесс 3D печати    8 самых распространенных форматов 3D файлов

8 самых распространенных форматов 3D файлов

Существуют разные форматы для хранения информации о 3D моделях. Наверняка вы слышали про самые популярные из них вроде: STL, OBJ, FBX, COLLADA и т.п. Они широко используются в 3D печати, видеоиграх, кино, архитектуре, медицине, конструировании и в процессе обучения. При этом в каждой из перечисленный сфер есть свои наиболее популярные форматы, которые сформировались в силу исторических или практических причин. В статье ниже мы рассмотрим различные форматы файлов 3D моделей и более детально остановимся на 8 самых популярных на сегодняшний день.

Что такое формат 3D файла?

Основное назначение 3D файла - хранить информацию о 3D модели в виде обычного текстового или бинарного файла. По сути они кодируют информацию о геометрии, внешнем виде, сцене и анимации 3D модели.

Геометрия модели описывает ее форму. Внешний вид включает в себя цвета, текстуры, материал и т.п. Под сценой подразумевается  расположение источников освещения, камер и периферийных объектов. Ну и анимация характеризует перемещения 3D модели.

Однако не все форматы 3D файлов хранят всю эту информацию. Например, STL формат хранит только информацию о геометрии и игнорирует остальные дынные. С другой стороны, COLLADA сохраняет все эти данные.

STL и COLLADA - это всего лишь два из множества форматов, которые используются на практике. На сегодняшний существует более 100 форматов 3D файлов!

Сколько существует форматов 3D файлов?

Существуют сотни форматов 3D файлов. Почему их так много? В основном из-за того, что каждый разработчик программного CAD обеспечения (например, AutoDesk или Blender) имеет собственный, оптимизированный именно под их софт, формат файлов. Так что если вы используете AutoCad, то скорее всего будете работать с DWG файлами, а если Blender - с BLEND файлами.

Собственные форматы 3D файлов - это проблема...

Предположим, вы используете AutoCad (продукт компании AutoDesk), а ваш друг - Blender. И предположим, что вы хотите поделиться своей 3D моделью с другом.

И вот тут окажется, что все не так просто как хотелось бы... Ваш AutoCad дает на выходе файл формата DWG, так как это его "родной" формат. А Blender (софт вашего друга), работает только с BLEND файлами. То есть вы не сможете вдвоем работать над одной и той же 3D моделью.

Универсальные форматы 3D файлов решают проблему

Для решения проблемы совместимости используются универсальные или open source форматы. Ну и естественно, эти форматы стали очень популярными.

Два самых популярных универсальных формата - это STL (расширение .STL) и COLLADA (расширение .DAE). Они очень широко используются для обмена данными о 3D медолях между CAD программами. Если вы хотите поделиться своей 3D моделью, вы можете конвертировать DWG файл в формат COLLADA - этот процесс называется "экспорт". Ваш друг берет этот COLLADA файл и импортируете его в Blender, где COLLADA файл конвертируется в "родной" формат BLEND. Таким образом, вы можете использовать разные CAD программы и при этом обмениваться данными.

Собственные и универсальные форматы - это основная вилка в мире форматов 3D файлов. На сегодняшний день в большинстве софтов для 3D моделирования есть возможность чтения и записи популярных универсальных форматов. Кроме того, большинство программ также поддерживают возможность работы с форматами от отдельных проихфодителей, которые стали настолько распространенными, что игнорировать их просто нельзя. Именно такие, собственные и универсальные форматы мы рассмотрим ниже.

В таблице ниже сведены 8 самых популярных форматов 3D файлов и их тип.

Формат 3D файла
Тип
STL
Универсальный
OBJ
ASCII вариант универсальный, бинарный - собственный
FBX
Собственный
COLLADA
Универсальный
3DS
Собственный
IGES
Универсальный
STEP
Универсальный
VRML/X3D
Универсальный

Перед тем как перейти к детальному анализу каждого из форматов, давайте сначала рассмотрим их общие особенности и разберемся с важными пунктами, которые помогут вам выбрать подходящий формат для вашего проекта.

Общие характеристики разных форматов 3D файлов

Большинство характеристик мы уже упоминали выше.

Кодирование геометрии 3D модели

Каждая 3D модель имеет уникальную геометрию и кодировка этой геометрии является основой любого формата файла 3D модели.

Существует три принципиальных метода кодирования геометрии поверхности, каджый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Это аппроксимирующая сетка (англ. - approximate mesh), точная сетка (англ. - precise mesh) и конструктивная блочная геометрия (англ. - constructive solid geometry (CSG)).

Аппроксимирующая сетка

Во процессе этого метода кодирования, поверхность 3D модели покрывается сеткой небольших вообржаемых полигонов. Чаще всего используются треугольники. В файле сохраняются вершины и векторы-нормали к сторонам треугольников. Блягодаря этому можно достаточно точно отобразить геометрию поверхности 3D модели.

Треугольники аппроксимируют плавную геометрию поверхности. От этого и название - аппроксимирующая сетка. Чем меньше размер треугольников, тем качественнее аппроксимация. При этом, чем меньше треугольники, тем больше их необходимо для покрытия поверхности и, соответсвенно, в исходном файле хранится больше данных о вершинах и нормалях. То есть, чем качественнее аппроксимация, тем больше размер файла 3D модели.

3D файлы, в которых используется аппроксимация, отлично подходят для задач, в которых нет высоких требований по разрешающей способности 3D модели. Так как 3D принтеры имеют определенные ограничения по разрешающей способности, именно в них подобные 3D файлы находят широкое применение. Самый популярный формат 3D моделей для 3D печати - STL - принадлежит именно к этому типу.

Точная сетка



https://all3dp.com/3d-file-format-3d-files-3d-printer-3d-cad-vrml-stl-obj/