全面詳解3D打印模型常用格式STL

lydiazhang   2016-10-21 09:48:53

估計很多3D打印愛好者都很熟悉STL,但就不知道它到底是什么,具體有什么特性,今天就給大家好好詳解一下這個STL。

STL格式的起源


STL全稱是Stereo lithographic,是由3D SYSTEM 公司(3D打印之父查克·赫爾的公司)在1988 年制定的一個接口協(xié)議。


采用三角形面片離散地近似表示三維模型,目前被業(yè)界認(rèn)為是快速成形領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)文件格式,在逆向工程、醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、文物保護(hù)等方面都有應(yīng)用。


STL文件最大的特點(也是其主要問題)就是由一系列三角形面片無序排列組合在一起的,沒有反映三角形面片之間的拓?fù)潢P(guān)系。


STL文件格式的結(jié)構(gòu)


STL 文件由許多三角形面片組成的逼近三維實體表面的數(shù)據(jù)模型,每個三角形面片的定義包括三角形各個定點的三維坐標(biāo)及三角形面片的法矢量。


一個完整的STL文件記載了組成實體模型的所有三角形面片的法向量數(shù)據(jù)和頂點坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息,其中三角形頂點的排列順序遵循右手法則。


STL文件格式比較簡單,只能描述三維物體的幾何信息,不支持顏色材質(zhì)等信息。目前主要有兩種,二進(jìn)制文件(BINARY)和文本文件(ASCII)。


STL的二進(jìn)制格式


二進(jìn)制STL文件用固定的字節(jié)數(shù)來給出三角面片的幾何信息:


文件起始的80個字節(jié)是文件頭,用于存貯零件名;緊接著用4個字節(jié)的整數(shù)來描述模型的三角面片個數(shù),后面逐個給出每個三角面片的幾何信息。


每個三角面片占用固定的50個字節(jié),依次是3個4字節(jié)浮點數(shù)(角面片的法矢量),3個4字節(jié)浮點數(shù)(1個頂點的坐標(biāo)),3個4字節(jié)浮點數(shù)(2個頂點的坐標(biāo)),3個4字節(jié)浮點數(shù)(3個頂點的坐標(biāo)),最后2個字節(jié)用來描述三角面片的屬性信息。


一個完整二進(jìn)制STL文件的大小為三角形面片數(shù)乘以50再加上84個字節(jié),總共134個字節(jié)。


STL模型的檢查和修復(fù)


STL模型是以三角形集合來表示物體外輪廓形狀的幾何模型,在實際應(yīng)用中對STL模型數(shù)據(jù)是有要求的,最好是先檢查下有沒有問題再3D打印。


修復(fù)模型的軟件都可以檢查模型是否有問題,比如STL模型數(shù)據(jù)的有效性和STL模型的封閉性。


有效性包括檢查模型是否存在裂隙、孤立邊等幾何缺陷;封閉性則要求所有STL三角形圍成一個內(nèi)外封閉的幾何體。


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