走進3D打印文件格式：STL、OBJ、AMF、3MF

來源： 三緯立體打印

導讀：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打印機實現(xiàn)了將虛擬三維數(shù)據(jù)轉換成實體，而實現(xiàn)這一切的準則就是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)標準，是3D打印機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，特點是可讀性好，可直接閱讀；另一種是二進制格式，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，還是二進制格式，STL文件格式都非常簡單，一目了然，易于生成及分割、算法簡單等特點，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建模和動畫軟件"Advanced Visualizer"開發(fā)的一種標準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中建了一個模型，想把它調到Maya里面渲染或動畫，導出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打印機也支持使用OBJ格式進行打印。由于STL、OBJ文件格式還是顯得有點過于簡單，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、材質等信息。因此，美國材料與實驗學會發(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打印機使用的“STL”格式為基礎、彌補了其弱點的數(shù)據(jù)格式，新格式能夠記錄顏色信息、材料信息及物體內部結構等。AMF標準基于XML（可擴展標記語言），簡單易懂，將來可通過增加標簽輕松擴展。新標準不僅可以記錄單一材質，還可對不同部位指定不同材質，能分級改變兩種材料的比例進行造型。造型物內部的結構用數(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，同時引入了曲面三角形、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,其是利用各個頂點法線或切線方向來確定曲面曲率的，在進行數(shù)據(jù)處理切片時，曲面三角形可進行細分，便于獲得理想精度。

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

AMF文件格式相對于STL、OBJ等文件格式有多大的改進：
    1、技術獨立性:文件格式一般描述一個對象，這樣任何機器都可以使用。分辨率和層厚度獨立，不包含任何制造過程或任何一個特定的信息技術
    2、簡單:AMF文件格式很容易實現(xiàn)和理解。可以用一個簡單的ASCII文本查看器來閱讀和調試，相同的信息沒有存儲在多個地方。
    3、可伸縮性:文件格式的復雜性和規(guī)模關系到3D打印機的分辨率和精度，AMF文件能夠處理大型數(shù)組中相同的對象，減少內部的復雜性。
    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)轉換回STL，雖然顏色、紋理等功能將會丟失。這種格式有效的維護了三角形網(wǎng)，利用幾何對現(xiàn)有的已經(jīng)存在的分割算法和代碼進行了基礎設施優(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，這個文件格式很容易在技術上保持擴展并且兼容，它允許在保證技術上進步的同時添加新特性。

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，還可以保持內部信息、顏色、材料、紋理等其它特征。

對于使用3D打印的消費者及從業(yè)者來說，3MF大的好處是大品牌支持這個格式。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)務的其他關鍵參與者，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，這也是AMF文件格式大的危機。

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，這其實是個歷史遺留以及人們長久使用習慣的問題。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日，各種文件格式將來究竟“鹿死誰手”，還有待市場的考驗。