3D模型文件格式之《STL格式介绍》

bt365网站 📅 2025-10-16 20:44:57 ✍️ admin 👁️ 2222 ❤️ 577
3D模型文件格式之《STL格式介绍》

STL(​​Stereolithography​​ 或 ​​Standard Tessellation Language​​)是一种广泛用于3D打印和计算机辅助设计(CAD)的简单三维模型文件格式,由3D Systems公司于1987年开发。它以三角面片(Triangles)描述物体表面几何形状,是3D打印领域的​​事实标准​​格式。

​​1. 基本特性​​

​​仅存储几何信息​​:只包含顶点坐标和面片法向量,​​不保存颜色、纹理、材质等属性​​。​​三角化表面​​:所有曲面均被离散为三角形面片(网格越密,精度越高)。​​两种格式​​:

​​ASCII STL​​:可读性强,文件较大。​​二进制 STL​​:体积小,读写速度快(更常用)。

​​2. 文件结构​​

​​ASCII STL 示例​​

plaintext

solid object_name # 文件开头声明模型名称

facet normal 0 0 1 # 三角面片的法向量 (x,y,z)

outer loop

vertex 0 0 0 # 三角形顶点1 (x,y,z)

vertex 1 0 0 # 三角形顶点2

vertex 0 1 0 # 三角形顶点3

endloop

endfacet

... # 其他面片

endsolid object_name # 文件结束

​​二进制 STL 结构​​

​​文件头​​:80字节(通常为注释或空字符)。​​面片数量​​:4字节无符号整数(表示总三角形数)。​​每个面片数据​​:

法向量(3×4字节浮点数)。3个顶点坐标(各3×4字节浮点数)。属性字节(2字节,通常为0,保留字段)。

​​3. 关键特点​​

​​法向量方向​​:决定面的内外(符合右手法则,指向物体外部)。​​水密性(Manifold)要求​​:3D打印需要模型为封闭的流形(无孔洞、无自相交)。​​无层级结构​​:所有面片平铺存储,不支持分组或对象命名(ASCII格式中的solid名称通常被忽略)。

​​4. 优缺点​​

​​优点​​​​缺点​​格式简单,兼容性极强无颜色/材质信息3D打印行业通用标准网格冗余(相邻面片重复存储顶点)适合快速导出和切片处理精度依赖三角化密度

​​5. 与PLY格式对比​​

​​特性​​​​STL​​​​PLY​​​​数据内容​​仅三角面片+法线支持顶点、面片、颜色等扩展属性​​精度控制​​依赖三角化细分程度可保留原始几何数据​​文件大小​​二进制格式更紧凑ASCII格式更易读但较大​​主要用途​​3D打印、CAD快速交换科研、图形学、扫描数据处理

​​6. 常见问题​​

​​非流形错误​​:STL模型出现裂缝或孔洞时,需用软件(如Netfabb、MeshLab)修复。​​单位问题​​:STL无单位信息,需在3D打印前确认尺寸(通常默认为毫米)。​​二进制乱码​​:若用文本编辑器打开二进制STL,会显示乱码(需专业软件查看)。

​​7. 相关工具​​

​​编辑/修复​​:MeshLab、Blender、Autodesk Meshmixer。​​3D打印切片​​:Ultimaker Cura、PrusaSlicer、Simplify3D。​​开发库​​:Python的numpy-stl、C++的OpenMesh。

STL因其极简的设计,成为3D打印的黄金标准,但在需要更多元数据的场景中,PLY或OBJ格式可能更合适。

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