走进3D打印文件格式：STL、OBJ、AMF、3MF

来源： 三纬立体打印

导读：为了帮助大家更全面了解3D打印格式，今天跟大家分享四种3D打印文件格式：STL、OBJ、AMF、3MF：

1.STL格式
如今，3D打印机实现了将虚拟三维数据转换成实体，而实现这一切的准则就是STL文件格式。STL文件格式已成为全世界CAD/CAM系统接口文件格式的工业标准，是3D打印机支持的最常见的文件格式。

STL文件有两种：一种是ASCII文本格式，特点是可读性好，可直接阅读；另一种是二进制格式，占用磁盘空间小，为ASCII文本格式的1/6左右，可读性差。但无论是ASCII文本格式，还是二进制格式，STL文件格式都非常简单，一目了然，易于生成及分割、算法简单等特点，另外输出精度也能够很方便地控制。

2.OBJ文件
是一套基于工作站的3D建模和动画软件"Advanced Visualizer"开发的一种标准3D模型文件格式。很适合用于3D软件模型之间的数据交换，比如你在3dsMax或LightWave中建了一个模型，想把它调到Maya里面渲染或动画，导出OBJ文件就是一种很好的选择，OBJ主要支持多边形模型。

由于OBJ格式在数据交换方面的便捷性，目前大多数的三维CAD软件都支持OBJ格式，大多数3D打印机也支持使用OBJ格式进行打印。由于STL、OBJ文件格式还是显得有点过于简单，只能描述三维物体的表面几何信息，不支持描述表面上的特征颜色、材质等信息。因此，美国材料与实验学会发布了一种全新的3D打印文件格式AMF格式。

3.AMF文件
是以目前3D打印机使用的“STL”格式为基础、弥补了其弱点的数据格式，新格式能够记录颜色信息、材料信息及物体内部结构等。AMF标准基于XML（可扩展标记语言），简单易懂，将来可通过增加标签轻松扩展。新标准不仅可以记录单一材质，还可对不同部位指定不同材质，能分级改变两种材料的比例进行造型。造型物内部的结构用数字公式记录，能够指定在造型物表面印刷图像，还可指定3D打印时最高效的方向。另外，还能记录作者的名字、模型的名称等原始数据。

与STL文件格式相比，AMF克服了其精度不高、工艺信息缺失、文件体积庞大、读取缓慢等缺点，同时引入了曲面三角形、功能梯度材料、排列方位等概念。曲面三角形能够大幅提升模型的精度,其是利用各个顶点法线或切线方向来确定曲面曲率的，在进行数据处理切片时，曲面三角形可进行细分，便于获得理想精度。

不同区域的材料成分表达是通过空间点坐标公式来表述的，按常数比例混合的材料即为均质材料，按坐标值线性变化的比例即为梯度材料，还可表达非线性梯度材料。因此，AMF格式包含的工艺信息更全、文件体积更小、模型错误更少，使得3D打印过程中使用起来更加方便，模型设计过程也更加轻松。

AMF文件格式相对于STL、OBJ等文件格式有多大的改进：
    1、技术独立性:文件格式一般描述一个对象，这样任何机器都可以使用。分辨率和层厚度独立，不包含任何制造过程或任何一个特定的信息技术
    2、简单:AMF文件格式很容易实现和理解。可以用一个简单的ASCII文本查看器来阅读和调试，相同的信息没有存储在多个地方。
    3、可伸缩性:文件格式的复杂性和规模关系到3D打印机的分辨率和精度，AMF文件能够处理大型数组中相同的对象，减少内部的复杂性。
    4、性能:文件格式启用合理的读和写操作为典型的大型文件提供了详细的性能数据合同附件。
    5、向后兼容:任何现有的STL文件直接转换为有效的AMF文件不需要损失任何额外的信息。AMF文件也容易使用遗留系统转换回STL，虽然颜色、纹理等功能将会丢失。这种格式有效的维护了三角形网，利用几何对现有的已经存在的分割算法和代码进行了基础设施优化。
    6、未来的兼容性：为了在快速发展的行业中保持有用，这个文件格式很容易在技术上保持扩展并且兼容，它允许在保证技术上进步的同时添加新特性。

4.3MF格式
相比STL过少的功能，AMF的功能似乎又过多了，因此微软联合惠普、欧特克、3D Systems、Stratasys等巨头组成的3MF联盟又推出了一种全新的3MF格式。3MF格式能够更完整地描述3D模型，除了几何信息外，还可以保持内部信息、颜色、材料、纹理等其它特征。同样也是一种基于XML的数据格式，具有可扩充性，档案格式能够更完整地描述3D模型，除了几何信息外，还可以保持内部信息、颜色、材料、纹理等其它特征。

对于使用3D打印的消费者及从业者来说，3MF大的好处是大品牌支持这个格式。3MF联盟中的其他公司是Microsoft，SLM和HP，而Shapeways也包括在3D打印背景下提供洞察。3D打印和添加剂制造业务的其他关键参与者，如Materialize，3DSystems近期已加入该联盟。在这些巨头公司的拥立下，和AMF文件格式相同性能的3MF文件格式有逐渐取代AMF文件格式的趋势，这也是AMF文件格式大的危机。

就像为什么大多数的图片都是jpg或gif格式一样，STL被广大3D打印厂商采用，这其实是个历史遗留以及人们长久使用习惯的问题。STL格式已经在人们心中根深蒂固，所以其它格式要想“上位”，乃至被广大3D打印厂商普遍采用，可能还尚需等待一段时日，各种文件格式将来究竟“鹿死谁手”，还有待市场的考验。