Технология 3D-сканирования произвела революцию в способах получения цифровых копий реальных объектов, проложив путь к инновациям во многих отраслях, от производства до развлечений. Эффективность и удобство работы с данными 3D-сканирования в значительной степени зависят от форматов, в которых хранятся и обрабатываются «цифровые слепки». В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные форматы хранения 3D-моделей, с указанием их особенностей, областей применения и преимуществ.
1. OBJ (Object File Format)
Формат OBJ был создан компанией Wavefront Technologies в 1990-х годах и стал одним из самых распространенных форматов для хранения высокополигональных 3D-моделей, однако размер сохраняемых файлов относительно велик. Данный формат также поддерживает сохранение информации о цвете и текстуре, что позволяет получить более полное представление о 3D-объектах. При сохранении модели с текстурой в Calibry Nest, текстурный атлас сохраняется в отдельный файл, что делает удобным его редактирование.
Формат OBJ широко используется в 3D-моделировании, реверс-инжиниринге, многоцветной 3D-печати, а также при анимации и в игровой индустрии. Он поддерживается большинством CAD-программ и 3D-редакторов, что делает его одним из самых распространённых, но всё же не самым современным и не самым оптимальным форматом хранения 3D-данных.
2. STL (Stereolithography)
Разработанный компанией 3D Systems в 1980-х годах, формат STL изначально предназначался для 3D-печати. Модели в формате STL также являются довольно ёмкими, при этом данный формат не позволяет сохранять дополнительную информацию об объекте. В отличие от формата OBJ, формат STL не хранит данные о цвете или текстуре, фокусируясь исключительно на геометрических деталях.
Формат файлов STL подходит для 3D-печати и поддерживается большинством слайсеров. Это самый распространенный формат для импорта в программы САПР, где эти файлы используются для последующего создания твердотельных и параметрических моделей при обратном проектировании, прототипировании и производстве.
3. PLY (Polygon File Format)
Формат файлов Polygon File Format (PLY) был создан в Стэнфордской лаборатории компьютерной графики в 1990-х годах специально для работы с данными 3D-сканирования. Он предназначен для хранения облака точек, но также в состоянии хранить полигональные данные. Этот формат может сохранять нормали поверхности, а также, в некоторых своих реализациях, позволяет сохранить дополнительные данные: в Calibry Nest в качестве таких данных используются маркеры, что позволяет сохранить не только данные о геометрии объекта, но и о положении маркеров на его поверхности. Однако, при этом, Calibry Nest не сохраняет текстуру. Также, PLY ощутимо компактней OBJ и STL — при прочих равных условиях, файлы в формате PLY весят в два раза меньше.
Файлы в этом формате часто используются в 3D-сканировании, компьютерной графике и вычислительной геометрии. Они идеально подходят для получения подробной информации о моделях поверхностей, и часто используются в приложениях, требующих представления 3D-объектов с высоким разрешением.
4. VRML (язык моделирования виртуальной реальности)
Язык VRML был специально разработан для представления трехмерных данных в сети Интернет. Созданный в 1995 году, он поддерживал 3D-графику и анимацию. VRML был сертифицирован ISO в 1997 году. VRML — это текстовый формат, подобный OBJ и STL, который представляет данные как вершины и ребра 3D-полигонов. Этот тип файлов может передавать различные свойства 3D-модели, такие как цвет поверхности, текстуры с UV-изображением, блеск, прозрачность. VRML используется для представления 3D-объектов в VR-средах и некоторых видах 3D-печати (PolyJet, Stratasys). Этот формат особенно удобен для разработчиков, создающих трехмерный веб-контент. VRML также совместим с программами-слайсерами. При необходимости, Calibry Nest позволяет экспортировать полученную полигональную модель в данный формат для дальнейшей работы в ПО, поддерживающем VRML.
5. 3MF (3D Manufacturing Format)
Формат 3MF был специально разработан для аддитивного производства. Он поддерживается компаниями Autodesk®, Dassault, Netfabb®, Microsoft®, SLM, HP®, Shapeways и другими членами консорциума 3MF. Файлы 3MF могут передавать информацию о геометрии, материале, цвете, а также метаданные в одном файле. Этот формат поддерживает такие сложные функции, как решетчатые структуры и печать из нескольких материалов, что очень важно для современных технологий 3D-печати. 3MF набирает обороты в индустрии, поскольку упрощает процесс управления сложными 3D-проектами, что делает его особенно полезным для производителей и дизайнеров. Данный формат пока не получил такого широкого распространения, как его предшественники, однако он является самым компактным из всех представленных, а также позволяет хранить все данные, включая текстуру, внутри одного файла, что удобно для хранения и передачи по сети.
Как видно, каждый формат файлов обладает своими уникальными свойствами, подходящим для решения конкретных задач, будь то аддитивное производство, реверс-инжиниринг, гейм-дизайн или продуктовый дизайн. Calibry Nest поддерживает все перечисленные форматы, что делает его универсальным инструментом для решения многопрофильных задач.