STL (формат файла)

STL (от англ. stereolithography) — формат файла, широко[4][5] используемый для хранения трёхмерных моделей объектов для использования в аддитивных технологиях. Информация об объекте хранится как список треугольных граней, которые описывают его поверхность, и их нормалей. STL-файл может быть текстовым (ASCII) или двоичным. Свое название получил от сокращения термина «Stereolithography», поскольку изначально применялся именно в этой технологии трехмерной печати.

STL

Сравнение форматов STL и CAD
Расширение .stl
MIME-тип application/sla [1]
Разработчик 3D Systems[d][2]
Опубликован 1987[3]
Тип формата 3д-модели
Стандарт(ы) "StereoLithography Interface Specification"
 Медиафайлы на Викискладе

ASCII STL

Файл типа ASCII STL начинается со строки:

solid name

где name — необязательная строка (но если name опущено, всё равно должен быть пробел после solid). Файл продолжается произвольным числом треугольников, описываемых следующим способом:

facet normal ni nj nk
outer loop
vertex v1x v1y v1z
vertex v2x v2y v2z
vertex v3x v3y v3z
endloop
endfacet

где каждое n и v — число с плавающей точкой в формате: знак, мантисса, «e», знак, экспонента, например «-2.648000e-002». Файл завершается строкой:

endsolid name

Двоичный формат
3D-модель аэроплана братьев Райт в формате STL

Поскольку файл ASCII STL может быть очень большим, существует двоичная версия этого формата. Файл начинается с заголовка из 80 символов (который обычно игнорируется, но не должен начинаться с 'solid', так как с этой последовательности начинается файл ASCII STL). После заголовка идет 4-байтовое беззнаковое целое число (little-endian), указывающее количество треугольных граней в данном файле. После этого идут данные, характеризующие каждый треугольник, в свою очередь.

Каждый треугольник описывается двенадцатью 32-битными числами с плавающей запятой: 3 числа для нормали и по 3 числа на каждую из трёх вершин для координат X/Y/Z. После идут 2 байта беззнакового 'short', который называется 'attribute byte count'. В обычном файле должно быть равно нулю, так как большинство программ не понимает других значений.[6]

Числа с плавающей запятой представляются в виде числа IEEE с плавающей запятой и считается обратным порядком байтов, хотя это не указано в документации.

UINT8[80] – Header
UINT32 – Number of triangles

foreach triangle
REAL32[3] – Normal vector
REAL32[3] – Vertex 1
REAL32[3] – Vertex 2
REAL32[3] – Vertex 3
UINT16 – Attribute byte count
end

Цвета в двоичном STL

Существует как минимум 2 способа добавления информации о цвете:

  • VisCAM и SolidView используют 2 байта 'attribute byte count' в конце описания каждого треугольника для хранения 15 бит цвета RGB:
    • биты с 0 по 4 — уровень интенсивности для синего (0 до 31)
    • биты с 5 по 9 — уровень интенсивности для зелёного (0 до 31)
    • биты с 10 по 14 — уровень интенсивности для красного (0 до 31)
      • если бит 15 равен 1, то цвет используется
      • если бит 15 равен 0, то цвет не используется (для совместимости со стандартным STL)
  • Materialise Magics работает по-другому. Он использует 80 байт заголовка для представления общего цвета. Также там может быть представлена информация о материале. Цвет каждой грани описывается в 'attribute byte count' как:
    • биты с 0 по 4 — уровень интенсивности для красного (0 до 31)
    • биты с 5 по 9 — уровень интенсивности для зелёного (0 до 31)
    • биты с 10 по 14 — уровень интенсивности для синего (0 до 31)
      • если 15 равен 0, то данная грань имеет свой цвет
      • если 15 равен 1, то используется цвет всего объекта

Нормали граней

В двоичной и ASCII-версиях STL нормаль грани должна быть единичным вектором, направленным от объекта. В большинстве программ она может быть установлена в (0,0,0), и программа автоматически рассчитает нормаль на основе порядка вершин треугольника, используя правило правой руки. Некоторые загрузчики STL (к примеру, плагин STL для Art of Illusion) сверяют нормали в файле с рассчитанными по правилу правой руки и предупреждают при несовпадении. Другое ПО может игнорировать и использовать только правило правой руки.

Недостатки
  • Невысокая точность геометрии[7] (в версии ASCII можно задавать произвольную точность).
  • Большой объём файла для сложных моделей.[7]

Поддержка приложениями

См. также
  • AMFF (формат файла) (Additive Manufacturing File Format)
  • PLY (формат файла) (Polygon File Format, Stanford Triangle Format.)

Примечания
  1. STL (.stl) — Wolfram Mathematica 8 Documentation
  2. http://guides.archaeologydataservice.ac.uk/g2gp/3d_2-3
  3. Wohlers Associates
  4. Mechanisms and Mechanical Devices
  5. STL file has been widely accepted as a de facto standard file format for the rapid prototyping industry
  6. Burns, Marshall. Automated Fabrication (неопр.). — Prentice Hall, 1993. — ISBN 978-0-13-119462-5.
  7. https://webspace.utexas.edu/reyesr/titanium/stl/stlmarch17.htm Архивная копия от 15 мая 2014 на Wayback Machine This conversion usually creates a much larger file with less accuracy than the original 3D model.
  8. KOMPAS-3D Home. ascon.net. Дата обращения: 27 сентября 2019.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.