Qu’est-ce qu’un fichier STL? À quoi ça sert? Comment ça marche? Nous expliquons simplement le format de fichier STL pour l’impression 3D en profondeur.
Voici un aperçu de leur nature et de leur fonctionnement, des avantages et des inconvénients de leur utilisation, ainsi que des formats de fichiers alternatifs à prendre en compte. Dans cet article, nous parlons du format de fichier d’impression 3D, pas de la bibliothèque de modèles standard en C.
Format de fichier STL (Impression 3D) – Explication simple
Qu’est-ce qu’un fichier STL? Que signifie l’extension de fichier .STL? Comment le format de fichier STL stocke-t-il un modèle 3D? Comment un fichier STL stocke-t-il des informations sur les facettes? Règles spéciales pour le format STL Comment un fichier STL est-il imprimé en 3D? Chaque fichier STL est-il imprimable en 3D? Optimiser un fichier STL pour optimiser les performances d’impression 3D Existe-t-il des alternatives au format de fichier STL? Avantages et inconvénients de l’utilisation du format de fichier STL par rapport à d’autres formats de fichier Couleur dans le format de fichier STL Ressources de fichier STL
1. Qu’est-ce qu’un fichier STL?
En un mot, un fichier STL stocke des informations sur les modèles 3D. Ce format décrit uniquement la géométrie de surface d’un objet tridimensionnel sans représentation de couleur, de texture ou d’autres attributs de modèle courants.
Ces fichiers sont généralement générés par un programme de conception assistée par ordinateur (CAO), en tant que produit final du processus de modélisation 3D. «.STL» est l’extension de fichier du format de fichier STL.
Le format de fichier STL est le format de fichier le plus utilisé pour l’impression 3D. Utilisé conjointement avec une trancheuse 3D, il permet à un ordinateur de communiquer avec le matériel d’une imprimante 3D.
Depuis ses modestes débuts, le format de fichier STL a été adopté et pris en charge par de nombreux autres progiciels de CAO. Il est aujourd’hui largement utilisé pour le prototypage rapide, l’impression 3D et la fabrication assistée par ordinateur. Les amateurs et les professionnels l’utilisent de la même manière.
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2. Que signifie l’extension de fichier .STL?
La véritable signification de l’extension de fichier .STL a été perdue pour la nuit des temps.
On pense généralement que c’est une abréviation du mot Stéréolithographie, bien que parfois il soit aussi appelé «langage triangulaire standard» ou «langage de tessellation standard».
3. Comment le format de fichier STL stocke-t-il un modèle 3D?
L’objectif principal du format de fichier STL est d’encoder la géométrie de surface d’un objet 3D. Il code cette information en utilisant un concept simple appelé « tessellation ».
3.1 Pavage
La tessellation est le processus de mosaïque d’une surface avec une ou plusieurs formes géométriques telles qu’il n’y ait pas de chevauchement ni de vide. Si vous avez déjà vu un sol ou un mur carrelé, c’est un bon exemple réel de tessellation.
La tessellation peut impliquer des formes géométriques simples ou des formes très complexes (et imaginatives). Voici quelques exemples de mosaïques artistiques dues au célèbre peintre MC Escher. En fait, si vous voulez voir plus d’exemples de mosaïques étonnantes, nous vous recommandons de regarder ses peintures.
3.2 L’invention du format de fichier STL: exploiter la tessellation pour encoder la géométrie de surface
En 1987, Chuck Hull venait d’inventer la première imprimante 3D stéréolithographique, et l’Albert Consulting Group pour 3D Systems tentait de trouver un moyen de transférer des informations sur les modèles de CAO 3D vers l’imprimante 3D. Ils ont compris qu’ils pouvaient utiliser des mosaïques de la surface du modèle 3D pour encoder ces informations!
L’idée de base était de paver la surface extérieure bidimensionnelle des modèles 3D à l’aide de minuscules triangles (également appelés «facettes») et de stocker des informations sur les facettes d’un fichier.
Regardons quelques exemples pour comprendre comment cela fonctionne. Par exemple, si vous avez un simple cube 3D, celui-ci peut être recouvert de 12 triangles, comme indiqué dans l’image ci-dessous. Comme vous pouvez le constater, il y a deux triangles par face. Comme le cube a six faces, il ajoute 12 triangles.
Si vous avez un modèle 3D d’une sphère, celle-ci peut être recouverte de nombreux petits triangles, également représentés dans la même image.
Voici un autre exemple de forme 3D très compliquée qui a été pavée de triangles.
Albert Consulting Group pour 3D Systems s’est rendu compte que s’il pouvait stocker les informations sur ces minuscules triangles dans un fichier, ce fichier pourrait alors décrire complètement la surface d’un modèle 3D arbitraire. C’est l’idée de base du format de fichier STL!
4. Comment un fichier STL stocke-t-il des informations sur les facettes?
Le format de fichier STL fournit deux manières différentes de stocker des informations sur les facettes triangulaires qui recouvrent la surface de l’objet en mosaïque. Celles-ci s’appellent le codage ASCII et le codage binaire. Dans les deux formats, les informations suivantes de chaque triangle sont stockées:
Les coordonnées des sommets. Les composantes de l’unité vecteur normal au triangle. Le vecteur normal doit pointer vers l’extérieur par rapport au modèle 3D.
4.1 Le format de fichier ASCII STL
Le fichier STL ASCII commence par la ligne obligatoire suivante:
solide
où est le nom du modèle 3D. Le nom peut être laissé en blanc, mais il doit y avoir un espace après le mot solide dans ce cas.
Le fichier continue avec des informations sur les triangles de couverture. Les informations sur les sommets et le vecteur normal sont représentées comme suit:
facette normal nx ny nz sommet extérieur v1x v1y v1z sommet v2x v2y v2z sommet v3x v3y v3z endloop endfacet
Ici, n est la normale au triangle et v1, v2 et v3 sont les sommets du triangle. Les valeurs de coordonnées sont représentées par un nombre à virgule flottante au format signe-mantissa-e-signe-exposant, par exemple, «3.245000e-002».
Le fichier se termine par la ligne obligatoire:
fin solide
4.2 Le format de fichier STL binaire
Si le pavage comprend de nombreux petits triangles, le fichier STL ASCII peut devenir énorme. C’est pourquoi une version binaire plus compacte existe.
Le fichier STL binaire commence par un en-tête de 80 caractères. Ceci est généralement ignoré par la plupart des lecteurs de fichiers STL, à quelques exceptions notables dont nous parlerons plus tard. Après l’en-tête, le nombre total de triangles est indiqué à l’aide d’un entier non signé de 4 octets.
UINT8 [80] – En-tête UINT32 – Nombre de triangles
Les informations sur les triangles suivent par la suite. Le fichier se termine simplement après le dernier triangle.
Chaque triangle est représenté par douze nombres à virgule flottante de 32 bits. Comme pour le fichier ASCII STL, 3 chiffres correspondent aux coordonnées cartésiennes 3D de la normale au triangle. Les 9 chiffres restants correspondent aux coordonnées des sommets (trois chacun). Voici à quoi cela ressemble:
foreach triangle REAL32 [3] – Vecteur normal REAL32 [3] – Sommet 1 REAL32 [3] – Sommet 2 REAL32 [3] – Sommet 3 UINT16 – Fin du compte d’octets d’attribut
Notez qu’après chaque triangle, il y a une séquence de 2 octets appelée le «nombre d’octets d’attribut». Dans la plupart des cas, il est mis à zéro et constitue un espaceur entre deux triangles. Mais certains logiciels utilisent également ces 2 octets pour coder des informations supplémentaires sur le triangle. Nous verrons un exemple de ce type plus tard, où ces octets seront utilisés pour stocker des informations de couleur.
5. Règles spéciales pour le format STL
La spécification STL a des règles spéciales pour la tessellation et le stockage des informations.
5.1 La règle du sommet
La règle de sommet stipule que chaque triangle doit partager deux sommets avec ses triangles voisins.
Cette règle doit être respectée lors de la mosaïque de la surface de l’objet 3D.
Voici un exemple de tessellation valide et invalide, selon cette règle. La figure de gauche enfreint cette règle et constitue une tessellation non valide, tandis que la figure de droite est conforme et une tessellation valide.
5.2 La règle d’orientation
La règle d’orientation indique que l’orientation de la facette (c’est-à-dire quelle voie correspond à «dans» l’objet 3D et quelle voie est «à l’extérieur») doit être spécifiée de deux manières.
Premièrement, la direction de la normale doit être dirigée vers l’extérieur. Deuxièmement, les sommets sont répertoriés dans le sens inverse des aiguilles d’une montre lorsque vous regardez l’objet de l’extérieur (règle de la main droite).
Cette redondance existe pour une raison. Cela contribue à assurer la cohérence des données et à détecter les données corrompues. Un logiciel peut, par exemple, calculer l’orientation à partir de la normale et ensuite des sommets et vérifier si elles correspondent. Si ce n’est pas le cas, il peut alors déclarer le fichier STL corrompu!
5.3 La règle de tous les octants positifs
La règle de l’octant tout positif dit que les coordonnées des sommets du triangle doivent toutes être positives.
Cela implique que l’objet 3D habite dans l’octant tout positif du système de coordonnées cartésien 3D (et donc son nom).
La raison d’être de cette règle est de gagner de la place. Si l’objet 3D était autorisé à vivre n’importe où dans l’espace de coordonnées, nous aurions à traiter avec des coordonnées négatives. Pour stocker les coordonnées négatives, il faut utiliser des nombres à virgule flottante signés. Les nombres en virgule flottante signés nécessitent un bit supplémentaire pour stocker le signe (/ -). En veillant à ce que toutes les coordonnées soient positives, cette règle garantit que nous sommes en mesure d’utiliser des nombres non signés pour les coordonnées et d’enregistrer un bit pour chaque valeur de coordonnées que nous stockons.
5.4 La règle de tri des triangles
La règle de tri des triangles recommande que les triangles apparaissent dans l’ordre croissant des valeurs z.
Cela aide Slicers à découper les modèles 3D plus rapidement. Cependant, cette règle n’est pas strictement appliquée.
6. Comment un fichier STL 3D est-il imprimé?
Pour l’impression 3D, le fichier STL doit être ouvert dans un segment dédié. Qu’est-ce qu’un slicer? C’est un logiciel d’impression 3D qui convertit les modèles 3D numériques en instructions d’impression permettant à votre imprimante 3D de créer un objet.
La trancheuse découpe votre fichier STL en centaines (parfois des milliers) de couches horizontales plates en fonction des paramètres que vous choisissez et calcule la quantité de matériau que votre imprimante devra extruder et le temps nécessaire à sa réalisation.
Toutes ces informations sont ensuite regroupées dans un fichier GCode, le langage natif de votre imprimante 3D. Les paramètres de découpage ont une incidence sur la qualité de votre impression. Il est donc important de disposer du logiciel et des paramètres appropriés pour obtenir la meilleure qualité d’impression possible.
Une fois le GCode chargé sur votre imprimante 3D, l’étape suivante consiste à réassembler ces calques bidimensionnels distincts en tant qu’objet tridimensionnel sur votre surface d’impression. Cela se fait en déposant une succession de couches minces de plastiques, de métaux ou de matériaux composites et en construisant le modèle, une couche à la fois.
Plus d’informations: Paramètres de slicer 3D pour les débutants – 8 choses à savoir
7. Chaque fichier STL est-il imprimable en 3D?
Malheureusement non. Seule une conception 3D spécialement conçue pour l’impression 3D peut être imprimée en 3D. Le fichier STL est simplement le conteneur pour les données, pas une garantie que quelque chose est imprimable.
Les modèles 3D adaptés à l’impression 3D doivent avoir une épaisseur de paroi minimale et une géométrie de surface «étanche» pour pouvoir être imprimés en 3D. Même s’il est visible sur un écran d’ordinateur, il est impossible d’imprimer des documents dont l’épaisseur de paroi est égale à zéro.
Il y a aussi la prise en compte d’éléments en porte-à-faux sur le modèle. Regardez le logo ALL3DP dans l’image ci-dessus; Si le modèle est imprimé verticalement, les éléments en surplomb ayant un angle supérieur à 45 degrés nécessiteront des supports (que vous pouvez voir en vert).
Lorsque vous téléchargez un fichier STL que vous n’avez pas créé vous-même, prenez le temps de vérifier qu’il est bien imprimable en 3D. Cela vous fera économiser beaucoup de temps et de frustration (et de filament gaspillé).
Pour en savoir plus: Didacticiel MeshMixer pour les débutants en impression 3D et 9 concepts importants pour l’impression 3D que tout le monde devrait connaître
8. Optimiser un fichier STL pour optimiser les performances d’impression 3D
Le format de fichier STL se rapproche de la surface d’un modèle de CAO avec des triangles. L’approximation n’est jamais parfaite et les facettes introduisent de la grosseur dans le modèle.
L’imprimante 3D imprimera l’objet avec la même grosseur que celle spécifiée par le fichier STL. Bien sûr, en rendant les triangles de plus en plus petits, l’approximation peut être améliorée, ce qui permet d’obtenir des impressions de bonne qualité. Toutefois, à mesure que vous réduisez la taille du triangle, le nombre de triangles nécessaires pour couvrir la surface augmente également. Cela conduit à un fichier STL gigantesque que les imprimantes 3D ne peuvent pas gérer. C’est également pénible de partager ou de télécharger des fichiers aussi volumineux.
Il est donc très important de trouver le juste équilibre entre la taille du fichier et la qualité d’impression. Il n’est pas logique de réduire la taille des triangles à l’infini, car à un moment donné, votre œil ne sera pas en mesure de faire la distinction entre les qualités d’impression.
La plupart des logiciels de CAO offrent quelques paramètres lors de l’exportation de fichiers STL. Ces paramètres contrôlent la taille des facettes, et donc la qualité d’impression et la taille du fichier. Explorons les paramètres les plus importants et déterminons leurs valeurs optimales.
8.1 Hauteur de corde ou tolérance
La plupart des logiciels de CAO vous laisseront choisir un paramètre appelé hauteur d’accord ou tolérance. La hauteur de corde est la distance maximale entre la surface de la conception d’origine et le maillage STL. Si vous choisissez la bonne tolérance, vos impressions seront lisses et non pixelisées. Il est évident que plus la hauteur de la corde est petite, plus les facettes représentent avec précision la surface réelle du modèle.
Il est recommandé de régler la tolérance entre 0,01 millimètre et 0,001 millimètre. Cela donne généralement des impressions de bonne qualité. Inutile de réduire davantage ce facteur, car les imprimantes 3D ne peuvent pas imprimer avec ce niveau de détail.
8.2 Déviation angulaire ou tolérance angulaire
La tolérance angulaire limite l’angle entre les normales des triangles adjacents. L’angle par défaut est généralement défini à 15 degrés. La diminution de la tolérance (pouvant aller de 0 à 1) améliore la résolution d’impression.
Le paramètre recommandé pour ce paramètre est 0.
8.3 Binaire ou ASCII?
Enfin, vous avez le choix d’exporter le fichier STL au format binaire ou ASCII. Le format binaire est toujours recommandé pour l’impression 3D car il en résulte une taille de fichier inférieure. Toutefois, si vous souhaitez inspecter manuellement le fichier STL pour le débogage, le format ASCII est préférable car il est plus facile à lire.
9. Existe-t-il des alternatives au format de fichier STL?
Le format de fichier STL n’est pas le seul format utilisé en impression 3D. Il existe plus de 30 formats de fichiers pour l’impression 3D. Le plus important est le format de fichier OBJ, qui permet de stocker des profils de couleur et de texture. Une autre option est le format de fichier Polygon (PLY), qui était utilisé à l’origine pour stocker des objets numérisés en 3D.
Plus récemment, le consortium 3MF a tenté de lancer un nouveau type de fichier, qui propose un nouveau format de fichier d’impression 3D appelé 3MF. Ils affirment que cela rationalisera et améliorera le processus d’impression 3D.
Pour l’implémenter, Microsoft a associé des sociétés telles qu’Autodesk, HP et Shapeways afin de concrétiser leur vision. Vous trouverez plus de détails sur le consortium 3MF sur son site Web, ainsi qu’une documentation préliminaire sur le type de fichier 3MF sur sa page GitHub. Il est beaucoup trop tôt pour dire si cela sera adopté par beaucoup.
10. Avantages et inconvénients de l’utilisation du format de fichier STL par rapport aux autres formats de fichier
Comme il existe de nombreux formats de fichier d’impression 3D, la question évidente est: lequel choisir pour vos impressions? La réponse dépend en grande partie de votre cas d’utilisation.
10.1 Quand ne pas utiliser un fichier STL
Comme nous l’avons vu précédemment, le format de fichier STL ne peut pas stocker d’informations supplémentaires telles que la couleur, le matériau, etc. des facettes ou des triangles. Il ne stocke que des informations sur les sommets et le vecteur normal. Cela signifie que si vous souhaitez utiliser plusieurs couleurs ou plusieurs matériaux pour vos impressions, le format de fichier STL n’est pas le bon choix. Le format OBJ est un format populaire bénéficiant d’un bon support, qui permet de spécifier la couleur, le matériau, etc. C’est donc le bon choix pour cette tâche.
10.2 Quand utiliser un fichier STL
Par ailleurs, si vous souhaitez imprimer avec une seule couleur ou un seul matériau, ce qui est le cas le plus fréquent, STL est préférable à OBJ, car elle est plus simple, ce qui entraîne une réduction de la taille des fichiers et un traitement plus rapide.
10.3 Autres avantages du format de fichier STL
Universel: Un autre gros avantage du format de fichier STL est qu’il est universel et pris en charge par presque toutes les imprimantes 3D. On ne peut pas en dire autant du format OBJ, même s’il bénéficie d’une adoption et d’un soutien raisonnables. Les formats VRML, AMF et 3MF ne sont pas largement pris en charge à ce stade.
Écosystème mature: La plupart des modèles imprimables en 3D que vous pouvez trouver sur Internet sont au format de fichier STL. L’existence de cet écosystème, combinée aux investissements logiciels basés sur STL réalisés par les fabricants d’imprimantes 3D, a donné naissance à une base d’utilisateurs importante qui est fortement investie dans le format. Cela signifie qu’il existe de nombreux logiciels tiers traitant des fichiers STL, ce qui n’est pas le cas des autres formats de fichiers.
10.4 Quelques inconvénients du format de fichier STL
L’utilisation de STL présente également des inconvénients criants. Étant donné que la fidélité des processus d’impression correspond à une résolution au niveau du micron, le nombre de triangles requis pour décrire les surfaces courbes nues peut donner lieu à des tailles de fichier énormes. Il est également impossible d’inclure des métadonnées (telles que les droits d’auteur et les droits d’auteur) dans un fichier STL.
10.5 Verdict
Si vos besoins en impression 3D sont simples, il n’ya peut-être aucune raison de s’éloigner du format de fichier STL. Cependant, pour des impressions plus avancées utilisant plusieurs matériaux et couleurs, il est peut-être préférable d’essayer OBJ ou d’autres formats disponibles.
11. Couleur au format de fichier STL
Dans la dernière section, nous avons dit que le format de fichier STL ne pouvait pas gérer les modèles multicolores. La raison pour laquelle le format de fichier STL manque d’informations sur les couleurs est simple. Lorsque le prototypage rapide a évolué dans les années 1980, personne n’avait pensé à l’impression couleur. De nos jours, les matériaux et les procédés d’impression 3D ont évolué rapidement. Certains vous permettent d’imprimer en couleur – pensez aux selfies 3D en grès, illustrés ci-dessus.
Cependant, il n’est pas tout à fait juste de dire que STL ne peut pas gérer les couleurs. Il se trouve qu’il existe des versions non standard du format STL qui sont effectivement capables de transporter des informations de couleur.
Par exemple, les progiciels VisCAM et Solidview utilisent le «nombre d’octets d’attributs» à la fin de chaque triangle pour stocker une couleur RVB 15 bits à l’aide du système suivant:
les bits 0 à 4 pour le bleu (0 à 31), les bits 5 à 9 pour le vert (0 à 31), les bits 10 à 14 pour le rouge (0 à 31), le bit 15 est 1 si la couleur est valide ou 0 si le la couleur n’est pas valide (comme avec les fichiers STL normaux).
Le logiciel Materialize Magics, quant à lui, utilise l’en-tête de 80 octets au format binaire pour représenter la couleur générale de l’objet 3D. La couleur est spécifiée en incluant la chaîne ASCII «COLOR =» suivie de quatre octets représentant les canaux rouge, vert, bleu et alpha (transparence) dans la plage 0–255. Cette couleur de base peut également être remplacée sur chaque facette à l’aide des octets «nombre d’octets d’attributs».
12. Ressources de fichier STL
Si vous avez lu jusqu’à présent, félicitations! Vous connaissez maintenant un peu plus en STL et vous pouvez sans aucun doute être appelé un expert en format de fichier STL.
Dans cette dernière section, nous allons partager quelques logiciels et ressources impressionnants que vous pouvez utiliser pour télécharger, visualiser, éditer et réparer des fichiers STL.
12.1 Téléchargement de fichiers STL
12.2 Ouvrir et visualiser un fichier STL
Heureusement, l’ouverture d’un fichier STL n’est pas trop compliquée. Il existe à cet effet plusieurs visualiseurs de fichiers STL gratuits que vous pouvez utiliser en ligne ou en tant qu’application de bureau. Consultez notre guide dédié ici: 20 meilleurs outils de Visualiseur de fichiers STL gratuits en 2019
12.3 Éditer et convertir un fichier STL
Oui, il est tout à fait possible de modifier un fichier STL et de le convertir en un autre format de fichier. Le format étant ouvert, rien ne vous empêche de modifier le contenu d’un fichier. En fait, le processus d’édition est assez facile. Nous avons un article consacré à ce sujet: 7 Editeurs STL gratuits Comment éditer et réparer les fichiers STL
12.4 Réparation d’un fichier STL
Rappelez-vous la section où nous avons discuté des règles que les fichiers STL doivent respecter? Par exemple, les triangles adjacents doivent partager deux sommets et la règle de la main droite appliquée sur les sommets doit avoir la même orientation que le vecteur normal. Si ces conditions ne sont pas respectées dans un fichier STL, il est alors endommagé ou corrompu.
Plusieurs programmes peuvent vous aider à réparer un fichier STL cassé. Par exemple, Netfabb Basic est un excellent outil pour réparer les problèmes de fichiers STL les plus courants. Vous trouverez plus d’informations sur ces programmes dans notre article: 27 meilleurs outils logiciels d’impression 3D en 2019 (Tous sont gratuits)
13. Conclusion
En conclusion, nous avons appris comment le format de fichier STL code la mise en page des modèles 3D. Nous avons discuté de la manière d’optimiser les fichiers STL pour une qualité d’impression 3D optimale. Nous avons discuté de la comparaison entre le format de fichier STL et les autres formats de fichiers d’impression 3D populaires .OBJ et du moment d’utilisation de chacun de ces formats. Enfin, nous avons partagé certaines ressources grâce auxquelles vous pouvez télécharger, afficher, éditer et réparer des fichiers STL.
Nous espérons qu’une compréhension approfondie du format de fichier STL vous aidera à devenir un utilisateur plus averti de votre imprimante 3D. Si vous avez trouvé cet article utile, partagez-le avec d’autres passionnés d’impression 3D et passez le mot. Avez-vous des questions ou des remarques? Faites-nous savoir dans les commentaires ci-dessous!
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Quels sont les formats de fichiers 3D? Comment se comparent-ils? Que devriez-vous utiliser? Nous expliquons simplement les formats de fichiers 3D les plus couramment utilisés aujourd’hui: STL, OBJ, FBX, COLLADA, 3DS, IGES; STEP et VRML / X3D.
Un format de fichier 3D est utilisé pour stocker des informations sur les modèles 3D. Vous avez peut-être entendu parler des formats les plus populaires STL, OBJ, FBX, COLLADA, etc. Ils sont largement utilisés dans l’impression 3D, les jeux vidéo, les films, l’architecture, le monde universitaire, la médecine, l’ingénierie et les sciences de la Terre. Chaque secteur a ses propres formats de fichiers 3D populaires pour des raisons historiques et pratiques. Nous en apprendrons davantage sur les formats de fichiers 3D et nous plongerons dans les 8 formats de fichiers 3D les plus courants de cet article.
Vous pouvez également accéder directement aux formats de fichiers 3D les plus populaires.
Qu’est-ce qu’un format de fichier 3D?
Un modèle 3D d’un pigeon contenant des informations sur les couleurs, des sources de lumière (notez l’ombre) et des animations
L’objectif fondamental d’un format de fichier 3D est de stocker des informations sur les modèles 3D sous forme de texte brut ou de données binaires. En particulier, ils encodent la géométrie, l’apparence, la scène et les animations du modèle 3D.
La géométrie d’un modèle décrit sa forme. Par apparence, nous entendons les couleurs, les textures, le type de matériau, etc. La scène d’un modèle 3D inclut la position des sources de lumière, des caméras et des objets périphériques. Enfin, l’animation définit le déplacement d’un modèle 3D.
Cependant, tous les formats de fichiers 3D ne stockent pas toutes ces données. Les formats de fichier 3D tels que STL stockent uniquement la géométrie du modèle 3D et ignorent tous les autres attributs. Par contre, le format COLLADA stocke tout.
STL et COLLADA ne sont que deux des nombreux formats de fichiers 3D utilisés. Nous estimons qu’il existe des centaines de formats de fichiers 3D actuellement utilisés à l’état sauvage!
Combien y a-t-il de formats de fichiers 3D?
Le problème avec les formats de fichiers 3D est qu’il en existe littéralement des centaines. Tous les fabricants de logiciels de CAO tels que AutoDesk et Blender ont leur propre format propriétaire optimisé pour leur logiciel. Donc, si vous utilisez AutoCAD, vous obtenez un fichier DWG. Si vous utilisez Blender, vous obtenez un fichier BLEND.
Les formats de fichiers 3D propriétaires entravent l’interopérabilité
Cependant, la présence de tant de formats de fichiers propriétaires est un gros problème. Supposons que vous utilisiez AutoCAD (qui est un produit AutoDesk) et que votre ami utilise Blender. Supposons que vous souhaitiez également partager votre modèle 3D avec votre ami.
Ce n’est pas si facile. Votre logiciel AutoCAD vous fournit un fichier DWG car il s’agit du format natif d’AutoCAD. Mais le logiciel de votre ami, Blender, ne peut fonctionner qu’avec un fichier BLEND. Cela signifie que vous ne pouvez pas travailler sur le même modèle 3D.
Les formats de fichiers 3D neutres résolvent ce problème
Pour résoudre le problème de l’interopérabilité, des formats neutres ou à source ouverte ont été inventés en tant que formats intermédiaires pour la conversion entre deux formats propriétaires. Naturellement, ces formats sont devenus extrêmement populaires maintenant.
Deux exemples célèbres de formats neutres sont STL (avec une extension .STL) et COLLADA (avec une extension .DAE). Ils sont largement utilisés pour partager des modèles sur des logiciels de CAO. Si vous souhaitez partager votre modèle 3D, convertissez le fichier DWG en fichier COLLADA au cours d’un processus appelé exportation, puis transmettez le fichier COLLADA à votre ami. Votre ami prend le fichier COLLADA et l’importe dans Blender, où le fichier COLLADA est converti au format natif BLEND. De cette façon, vous pouvez continuer à utiliser différents logiciels et collaborer avec d’autres.
Le propriétaire ou le neutre est l’une des dichotomies les plus importantes dans le monde des formats de fichiers 3D. De nos jours, la plupart des logiciels de modélisation 3D prennent en charge la lecture et l’écriture de formats neutres courants. En outre, la plupart des logiciels prennent également en charge la lecture et l’écriture dans un sous-ensemble de formats propriétaires tellement populaires qu’ils ne peuvent être ignorés. Nous discuterons de 8 formats de fichiers 3D de ce type dans cet article. Voici la liste, où les formats de fichier 3D sont marqués avec leur type.
Format de fichier 3D Type STL Neutre OBJ La variante ASCII est neutre, la variante binaire est la propriété exclusive de FBX. Propriété de COLLADA Neutral. 3DS Propriété de IGES Neutre STEP Neutre VRML / X3D Neutre
Mais avant de discuter chacun de ces formats en détail, nous allons d’abord examiner les caractéristiques générales d’un format de fichier 3D et discuter des points importants à garder à l’esprit lors de la sélection du format de votre projet.
Caractéristiques générales des formats de fichiers 3D
Comme nous l’avons vu précédemment, les fonctionnalités générales d’un format de fichier 3D sont les suivantes:
Géométrie de codage du modèle 3D Enregistrement de l’apparence du modèle 3D Enregistrement des informations de scène Animations de codage
1. Formats de fichiers 3D: Géométrie d’encodage du modèle 3D
Chaque modèle 3D possède une géométrie unique et la capacité de codage de cette géométrie peut être considérée comme la fonctionnalité la plus fondamentale d’un format de fichier 3D. Tous les formats de fichiers 3D le permettent – sinon, ils ne seraient pas considérés comme des formats de fichiers 3D.
Il existe trois manières différentes d’encoder la géométrie de surface, chacune avec leurs forces et leurs faiblesses correspondantes. Ils sont appelés maillage approximatif, maillage précis et géométrie solide constructive (CSG).
1.1 Géométrie du format de fichier 3D: le maillage approximatif
Dans cet encodage, la surface d’un modèle 3D est d’abord recouverte d’un maillage de polygones imaginaires minuscules. Les triangles sont la forme la plus couramment utilisée. Les sommets des triangles de recouvrement et le vecteur normal sortant des triangles sont stockés dans le fichier. Ceci représente la géométrie de surface du modèle cible.
Le processus consistant à recouvrir une surface de formes géométriques ne se chevauchant pas est également appelé «pavage». Par conséquent, ces formats de fichier sont également appelés formats en mosaïque.
Les triangles se rapprochent de la géométrie lisse de la surface. C’est donc un format approximatif. L’approximation s’améliore à mesure que les triangles deviennent plus petits. Cependant, plus les triangles sont petits, plus le nombre de triangles nécessaires pour daller la surface est grand. Cela implique que le fichier doit stocker un plus grand nombre de sommets et de vecteurs normaux. Ainsi, de meilleures approximations se font au prix d’une augmentation de la taille du fichier.
Les formats approximatifs ou en mosaïque sont mieux utilisés dans les situations où vous n’avez pas besoin de résolutions ultrafines du modèle 3D. Un bon exemple est l’impression 3D. Les imprimantes 3D ne peuvent pas imprimer au-delà d’une certaine résolution et, par conséquent, ce type de format de fichier d’impression 3D convient parfaitement. En fait, le format de fichier d’impression 3D le plus populaire, STL, appartient effectivement à cette classe de formats de fichier.
1.2 Géométrie du format de fichier 3D 2: le maillage précis
Il existe bien sûr des situations dans lesquelles un codage approximatif du modèle 3D ne suffit pas et nécessite un codage précis de la géométrie de la surface. Par exemple, lors de la construction du corps d’un avion, en particulier d’une coque ronde, un maillage polygonal discret ne fonctionnera pas. Bien que le modèle puisse sembler bon aux petites résolutions, les faces planes et les angles vifs deviendront évidents de près.
Les formats de fichier précis contournent ce problème en utilisant des correctifs Rational B-Spline non uniformes (ou NURBS) au lieu de polygones. Ces surfaces paramétriques sont constituées d’un petit nombre de points de contrôle pondérés et d’un ensemble de paramètres appelés nœuds. À partir des nœuds, une surface peut être calculée mathématiquement en interpolant en douceur sur les points de contrôle.
Ces surfaces ont une apparence lisse, quelle que soit leur taille, et peuvent reproduire la géométrie de la surface d’une petite partie d’un modèle 3D dans les moindres détails. Cependant, il y a toujours un compromis. Bien que le maillage précis soit exact quelle que soit la résolution, il est plus lent et doit être évité dans les applications où le rendu rapide est important.
1.3 Géométrie du format de fichier 3D 3: Géométrie solide constructive, alias CSG
Enfin, il existe un autre type de format de fichier qui n’implique aucun maillage. Dans ce format, les formes 3D sont construites en effectuant des opérations booléennes (addition ou soustraction) de formes primitives telles que des cubes, des sphères, etc. Par exemple, pour fabriquer un haltère, il suffit de prendre deux sphères et d’ajouter une tige cylindrique de liaison. Si vous avez déjà utilisé un logiciel de CAO, vous l’avez vu en action, car la plupart d’entre eux utilisent ce principe.
La géométrie solide constructive est idéale pour la conception de modèles 3D et est très conviviale. Un autre grand avantage est que chaque étape d’édition individuelle (addition, soustraction, transformation de formes primitives) est stockée dans ce format de fichier 3D. Par conséquent, vous pouvez annuler et rétablir n’importe quelle étape à tout moment.
Clairement, si vous convertissez ce format en un format maillé, vous perdrez les informations sur les étapes d’édition individuelles.
2. Formats de fichiers 3D: apparence
La deuxième caractéristique importante des formats de fichiers 3D est la possibilité de stocker des informations relatives à l’apparence. Dans de nombreuses applications, l’apparence du modèle 3D est d’une importance primordiale. Par exemple, personne ne veut jouer à Need For Speed avec des voitures ternes et incolores. Les voitures ont intérêt à être colorées et brillantes! La couleur et la brillance d’une voiture sont des exemples de propriétés liées à l’apparence. En termes simples, l’apparence décrit les propriétés de la surface, telles que le type de matériau, la texture, la couleur, etc. Cela détermine l’aspect du modèle lors de son rendu.
Les informations sur l’apparence peuvent être codées de deux manières différentes.
2.1 Apparence du format de fichier 3D: mappage de texture
Dans le mappage de texture, chaque point de la surface du modèle 3D (ou du maillage polygonal) est mappé à une image en 2 dimensions. Les coordonnées de l’image 2D ont des attributs comme la couleur et la texture. Lors du rendu du modèle 3D, une coordonnée est attribuée à chaque point de surface dans cette image en 2 dimensions. Les sommets du maillage sont mappés en premier. Les coordonnées des autres points sont ensuite attribuées par interpolation entre les coordonnées des sommets.
La plupart des formats de fichiers 3D prennent en charge le mappage de texture. Dans ce cas, l’image 2D contenant les informations de texture doit être stockée dans le même fichier ou séparément dans un fichier différent.
2.2 Apparence du format de fichier 3D: attributs de visage
Un autre moyen courant de stocker des informations de texture consiste à attribuer un ensemble d’attributs à chaque face du maillage. Les attributs communs incluent la couleur, la texture et le type de matériau.
De plus, une surface peut avoir une composante spéculaire indiquant la couleur et l’intensité des réflexions dans le miroir exact des sources de lumière et des autres surfaces proches. Les surfaces peuvent être transparentes ou semi-transparentes. Ceci est codé par un composant transmissif décrivant la couleur et l’intensité de la lumière qui traverse la surface. Les surfaces transparentes déforment généralement la lumière qui les traverse. Cette distorsion est représentée par une propriété d’indice de réfraction, associée au type de matériau du modèle.
Formats de fichier 3.3D: Informations sur la scène
La possibilité d’encoder des informations sur la scène est une autre caractéristique importante de certains formats de fichiers 3D. La scène décrit la disposition du modèle 3D en termes de caméras, de sources de lumière et d’autres modèles 3D à proximité.
La caméra est définie par quatre paramètres: l’agrandissement et le point principal, l’emplacement, le sens dans lequel la caméra est dirigée et une flèche indiquant la direction vers le haut.
Le codage de la source de lumière dépend de la nature de la source de lumière. Dans le cas le plus simple d’une source ponctuelle, il suffit de stocker l’emplacement, la couleur et l’intensité de la source.
La relation spatiale entre le modèle 3D et d’autres modèles proches est également parfois stockée. Ceci est particulièrement important si le modèle est composé de plusieurs parties, qui doivent être disposées de manière à constituer la scène.
Il est à noter que la plupart des formats de fichiers 3D ne prennent souvent pas en charge les informations de scène. Cela découle de raisons pratiques. En ce qui concerne la mise en page, vous pouvez toujours vous assurer que les parties du modèle sont placées au bon endroit avant de sauvegarder le modèle. Dans ce cas, le format de fichier n’a pas besoin de définir explicitement les relations entre les parties. Les attributs de caméra et de lumière peuvent également être ignorés car il est prévu que les utilisateurs finaux modifieront néanmoins la position de la caméra lors de leur navigation dans une scène.
4. Formats de fichiers 3D: Animation
Certains formats de fichiers 3D permettent de stocker des animations d’un modèle 3D. Ceci est très utile dans la conception de jeux ou dans la réalisation de films où les animations sont fortement utilisées.
4.1 Animation de format de fichier 3D: Animation squelettique
La manière la plus populaire d’animer un modèle 3D est appelée «animation squelettique». Dans une animation squelettique, chaque modèle est associé à un squelette sous-jacent. Le squelette est constitué d’une hiérarchie d’ossements virtuels. Le mouvement des os plus haut dans la hiérarchie (os parents) affecte les os plus bas dans la hiérarchie (os enfants). Ceci est similaire au corps humain, où un mouvement du tibia affecte la position des orteils.
Il est important de comprendre que ces os ne sont pas de vrais os, mais simplement des constructions mathématiques qui aident un animateur à définir les mouvements d’un modèle. Les os sont généralement représentés par une matrice 4 × 3 où les trois premières colonnes représentent la rotation, l’échelle et le cisaillement de l’os. La dernière colonne est la traduction relative à l’espace-monde du parent.
En plus de la transformation, chaque os reçoit un ID unique et est associé à un sous-ensemble du maillage codant pour la géométrie de la surface. Ce sous-ensemble se déplace avec l’os virtuel.
Les os sont reliés par des « articulations ». Les articulations introduisent des contraintes dans les transformations possibles associées à un os, limitant ainsi la manière dont un os peut se déplacer par rapport à son parent. Ceci est similaire au corps humain: le coude ne peut pivoter que sur un axe spécifié, tandis que la rotule entre la cuisse et le bassin permet une rotation autour de tous les axes.
Voici une courte vidéo sympa expliquant comment utiliser des os et des articulations pour créer des animations de base dans Cinema4D.
4.2 Animation de format de fichier 3D: techniques d’animation
Il existe de nombreuses techniques différentes pour stocker des animations de structures squelettiques. Les techniques les plus importantes sont la cinématique directe, la cinématique inverse et les images clés. Vous pouvez en savoir plus sur les techniques d’animation et les encodages dans cette thèse de Bachelor de Marcus Lundgren.
Quel format de fichier 3D devez-vous utiliser pour exporter et partager votre modèle?
Nous sommes maintenant bien placés pour répondre à cette question.
Chaque logiciel de modélisation 3D permet d’exporter dans de nombreux formats de fichiers 3D différents. Cependant, celle que vous choisissez pour votre application dépend en grande partie des fonctionnalités dont vous avez besoin pour votre travail et du logiciel que vous allez utiliser. Puisque nous sommes maintenant familiarisés avec les différentes fonctionnalités des formats de fichiers 3D, nous sommes prêts à jeter un regard abstrait sur les différentes considérations qui sous-tendent le choix d’un format de fichier particulier. Il y a trois considérations principales.
1. Formats de fichiers 3D: de quelles fonctionnalités avez-vous besoin?
Les formats de fichiers 3D sont utilisés dans de nombreux secteurs et industries et chacun a ses propres besoins et exigences. Selon le secteur d’activité dans lequel vous travaillez, vous pouvez choisir différents ensembles de fonctionnalités dans le format de fichier 3D idéal. Pour expliquer ce que nous voulons dire, parlons de trois industries majeures utilisant des formats de fichiers 3D.
1.1 Formats de fichiers 3D pour l’impression 3D
En impression 3D, une haute précision n’est pas une nécessité car les imprimantes actuelles ne peuvent pas imprimer au-delà d’une certaine résolution. Par conséquent, les formats de fichier utilisant le codage approximatif de la géométrie de la surface sont idéaux pour le travail. STL est un tel format de fichier et constitue le format d’impression 3D le plus répandu à ce jour.
STL ne peut toutefois pas stocker d’informations relatives à l’apparence. Donc, si vous souhaitez imprimer un modèle multicolore, vous ne pouvez plus utiliser STL car il ne peut pas stocker d’informations relatives à la couleur ou à la matière. Il existe d’autres formats de fichier tels que OBJ ou AMF qui peuvent stocker des informations relatives à l’apparence. Ainsi, ces formats (OBJ étant le plus populaire) sont le meilleur choix pour les modèles multicolores.
1.2 Formats de fichiers 3D pour applications graphiques (jeux et films)
Dans les applications graphiques, les exigences diffèrent de l’impression 3D. Puisque nous avons dépassé l’ère du noir et blanc, les modèles 3D utilisés dans les jeux et les films nécessitent des couleurs et une texture riches. Les jeux et les films doivent également prendre en charge l’animation. De plus, toutes les applications graphiques exigent généralement des vitesses de rendu élevées. Par conséquent, les meilleurs formats pour ce type de travail seraient ceux qui utilisent une géométrie approximative pour obtenir un rendu rapide, peuvent coder l’apparence et prendre en charge l’animation. Les formats FBX et COLLADA cochent toutes ces cases et sont donc idéaux pour les applications graphiques.
1.3 Formats de fichiers 3D pour une ingénierie de haute précision
Tout est dans le nom. Dans la discipline de l’ingénierie de haute précision telle que l’ingénierie aérospatiale, les modèles 3D doivent être lisses et précis à n’importe quelle échelle. Par conséquent, les formats utilisant une géométrie précise, telle que IGES ou STEP, conviendront le mieux à cette tâche.
Les fonctionnalités d’un format de fichier 3D étant un élément crucial pour l’identification du format idéal, nous avons fourni un tableau des fonctionnalités prises en charge par les 8 principaux formats de fichier 3D dans l’annexe de cet article. Vous pouvez y jeter un coup d’œil lorsque vous devez prendre une décision.
2. Quel pipeline de logiciels allez-vous utiliser?
La prochaine considération importante est le pipeline de logiciels que vous utiliserez pour votre tâche. Tous les logiciels ne prennent pas en charge l’importation et l’exportation de tous les formats de fichiers 3D. Vous devez choisir un format de fichier pris en charge par le logiciel de votre choix.
Pour votre référence, nous avons inclus un tableau des formats de fichiers pris en charge par les logiciels de modélisation 3D et les moteurs couramment utilisés dans la deuxième annexe de l’article. C’est une autre ressource que vous pouvez consulter pour choisir un format de fichier.
3. Quel logiciel votre collaborateur utilise-t-il?
Le format de fichier que vous choisissez doit non seulement s’intégrer à votre pipeline, mais également à celui de votre collaborateur. Si vous connaissez vos collaborateurs, demandez-leur ce qu’ils utilisent et discutez du format de fichier qui convient le mieux à votre flux de travail et à celui de votre collaborateur.
Si vous ne connaissez pas vos collaborateurs, il est préférable de jouer prudemment. Il suffit de choisir le format le plus populaire qui répond aux exigences précédentes. Il est préférable que le format soit neutre et non exclusif.
Top 8 des formats de fichiers 3D en détail
Jusqu’à présent, nous avons discuté des formats de fichiers 3D à un niveau abstrait et élevé. Nous avons discuté des différentes fonctionnalités implémentées par les formats de fichiers 3D et de la manière dont vous pouvez choisir le format de fichier 3D idéal en fonction de ces connaissances. Examinons à présent les 8 formats de fichiers 3D les plus importants et déterminons quelles fonctionnalités ils prennent en charge, quelle est leur popularité et quelles industries les utilisent le plus.
Si vous recherchez des informations sur un certain format de fichier 3D, vous pouvez ignorer les autres et accéder directement à ce format de fichier 3D.
STL OBJ FBX COLLADA 3DS IGES ÉTAPE VRML et X3D
Format de fichiers 3D
STL (STereoLithography) est l’un des formats de fichiers 3D neutres les plus importants dans le domaine de l’impression 3D, du prototypage rapide et de la fabrication assistée par ordinateur. Il est natif du logiciel de CAO stéréolithographique développé par 3D Systems. L’extension de fichier correspondante est .STL.
STL est l’un des plus anciens formats de fichiers 3D. Il a été créé en 1987 par Chuck Hull, qui est actuellement le directeur technique de 3D Systems. Il a également inventé la première imprimante 3D stéréolithographique au monde. Le format de fichier STL a été créé par la suite comme moyen simple de transférer des informations sur les modèles de CAO 3D vers cette imprimante 3D.
Caractéristiques principales
STL code la géométrie de surface d’un modèle 3D à l’aide approximative d’un maillage triangulaire. Comme il s’agissait de l’un des premiers formats de fichiers 3D à exploiter les mosaïques pour coder la géométrie de surface, il possède plusieurs backronymes tels que «Standard Tessellation Language» et «Standard Triangle Language».
STL ignore l’apparence, la scène et les animations. C’est l’un des formats de fichiers 3D les plus simples et les plus simples actuellement disponibles. Le format STL spécifie à la fois les représentations ASCII et binaires. Les fichiers binaires sont plus communs car ils sont plus compacts.
Popularité et perspectives d’avenir
Depuis son invention, le format de fichier STL a été rapidement adopté par les industries du prototypage rapide, de l’impression 3D et de la fabrication assistée par ordinateur. C’est toujours le format de fichier le plus utilisé en impression 3D.
Le règne de STL sur l’impression 3D pourrait toutefois se terminer bientôt. Ces dernières années, la technologie d’impression 3D a progressé rapidement. La fidélité des processus d’impression atteint maintenant une précision au niveau du micron. Le format STL étant un format approximatif, il nécessite de très petites facettes triangulaires pour atteindre cette résolution, ce qui génère des fichiers volumineux et encombrants. Deuxièmement, de nombreuses imprimantes 3D permettent désormais d’imprimer en couleur, une technologie qui devrait se généraliser dans un proche avenir. STL ne peut pas coder les informations de couleur et est donc inutile à cette fin. Pour ces raisons, le règne de STL sur le monde de l’impression 3D risque de ne pas durer et des formats tels que OBJ, 3MF ou AMF pourraient le remplacer.
Quelles industries l’utilisent?
Impression 3D, prototypage rapide, fabrication assistée par ordinateur. Pour en savoir plus sur le format de fichier STL, vous pouvez consulter notre article détaillé sur STL.
Format de fichiers 3D
Le format de fichier OBJ est un autre poids lourd neutre dans le domaine de l’impression 3D. Il est également largement utilisé dans les graphiques 3D. Il a d’abord été développé par Wavefront Technologies pour son package d’animation Visualisation avancée. Le format de fichier 3D a l’extension .OBJ.
Caractéristiques principales
Le format de fichier OBJ prend en charge l’encodage approximatif et précis de la géométrie de la surface. L’utilisation du codage approximatif ne limite pas le maillage de surface aux facettes triangulaires. Si l’utilisateur le souhaite, il peut utiliser des polygones comme des quadrilatères. Lorsqu’il utilise un codage précis, il utilise des courbes et des surfaces lisses telles que NURBS.
Le format OBJ peut coder des informations de couleur et de texture. Ces informations sont stockées dans un fichier séparé portant l’extension .MTL (Bibliothèque de modèles de matériaux). Il ne supporte aucun type d’animation. Le format spécifie les codages ASCII et binaires, mais seul le codage ASCII est open source.
Popularité et perspectives d’avenir
Le format de fichier OBJ, en raison de sa neutralité ou de son ouverture, est l’un des formats de transfert les plus populaires pour les graphiques 3D. Il est également en train de gagner du terrain dans l’industrie de l’impression 3D au fur et à mesure que l’industrie évolue vers l’impression couleur.
Quelles industries l’utilisent?
Graphiques 3D, impression 3D
Pour plus d’informations sur le format de fichier OBJ, vous pouvez voir sa page Wikipedia.
Format de fichiers 3D
FBX est un format de fichier propriétaire largement utilisé dans l’industrie du film et des jeux vidéo. Développé à l’origine par Kaydara, il a été racheté par Autodesk en 2006. Depuis l’acquisition, AutoDesk utilise FBX comme format d’échange pour son propre portefeuille, qui comprend AutoCAD, Fusion 360, Maya, 3DS Max et d’autres progiciels.
Caractéristiques principales
Le format de fichier FBX prend en charge les propriétés liées à la géométrie et à l’apparence, telles que la couleur et les textures. Il prend également en charge les animations squelettiques et les morphes. Les fichiers binaires et ASCII sont pris en charge.
Popularité et perspectives d’avenir
FBX est l’un des choix les plus populaires en matière d’animation. En outre, il est également utilisé comme format d’échange facilitant les échanges haute fidélité entre 3DS Max, Maya, MotionBuilder, Mudbox et d’autres logiciels propriétaires.
Quelles industries l’utilisent?
Industrie du jeu vidéo et industrie cinématographique. Pour en savoir plus sur le format de fichier FBX, vous pouvez voir sa page Wikipedia.
Format de fichiers 3D
Collada est un format de fichier neutre utilisé dans l’industrie du jeu vidéo et du cinéma. Il est géré par le consortium technologique à but non lucratif, le groupe Khronos. L’extension de fichier pour le format COLLADA est .DAE.
Caractéristiques principales
Le format COLLADA prend en charge la géométrie, les propriétés liées à l’aspect, telles que la couleur, les matériaux, les textures et les animations. De plus, il est l’un des rares formats prenant en charge la cinématique et la physique. Le format COLLADA stocke les données en utilisant le langage de balisage XML.
Popularité et perspectives d’avenir
L’intention initiale derrière le format COLLADA était de devenir un standard parmi les formats de fichiers 3D. En effet, en 2013, il a été adopté par l’ISO en tant que spécification accessible au public, ISO / PAS 17506. Suite à cet historique, de nombreux logiciels de modélisation 3D prennent en charge le format COLLADA.
Cependant, le consensus est que le format COLLADA n’a pas suivi le rythme. Le format COLLADA était autrefois très utilisé en tant que format d’échange pour Autodesk Max / Maya dans l’industrie cinématographique, mais l’industrie s’est maintenant davantage tournée vers les formats OBJ, FBX et Alembic.
Quelles industries l’utilisent?
Industrie cinématographique, industrie du jeu vidéo. Pour plus d’informations sur le format de fichier COLLADA, consultez la documentation officielle du groupe Khronos.
Format de fichiers 3D
3DS est un format de fichier propriétaire utilisé dans l’architecture, l’ingénierie, l’éducation et la fabrication. Il est natif de l’ancien Autodesk 3D Studio DOS, un logiciel de modélisation populaire qui a été remplacé par son successeur 3D Studio MAX en 1996. Développé dans les années 90, il est l’un des formats de fichier 3D les plus anciens. Il est devenu de facto l’un des standards de l’industrie en matière de stockage de modèles 3D ou d’échange entre deux autres formats propriétaires.
Caractéristiques principales
Le format de fichier 3DS ne conserve que les informations les plus élémentaires sur la géométrie, l’apparence, les scènes et les animations. Il utilise un maillage triangulaire pour encoder la géométrie de la surface approximativement, le nombre total de triangles étant limité à 65536. Il stocke les propriétés liées à l’apparence telles que la couleur, la texture, le matériau, la transmissivité, etc. Les informations de scène telles que la position de la caméra, les lumières peuvent également être stockées, mais le format ne prend pas en charge les sources de lumière directionnelles.
Le format 3DS spécifie un codage binaire et stocke les informations en morceaux. Cela permet aux analyseurs de sauter des morceaux qu’ils ne reconnaissent pas et d’extraire le format.
Popularité et perspectives d’avenir
Étant l’un des formats de fichiers les plus anciens, 3DS est devenu un standard pour le stockage de modèles 3D et l’échange entre d’autres formats de fichiers 3D. Pratiquement tous les progiciels 3D le prennent en charge. Cependant, comme ce format ne conserve que les informations les plus élémentaires sur le modèle 3D, il ne peut pas être utilisé dans des situations où on ne veut pas perdre d’informations. Dans ce cas, ce format doit être complété par le format MAX (à présent remplacé par le format PRJ), qui contient des informations supplémentaires propres à Autodesk 3DS Max, pour permettre à une scène d’être entièrement sauvegardée / chargée.
Quelles industries l’utilisent?
Architecture, ingénierie, éducation et fabrication. Pour en savoir plus sur le format de fichier 3DS, vous pouvez consulter la page Wikipedia.
Format de fichiers 3D
IGES (prononcez eye-jess) est une ancienne horloge neutre utilisée principalement dans l’industrie de la défense et dans le domaine de l’ingénierie. Il a été développé au milieu des années soixante-dix par l’US Air Force.
À l’époque, l’armée de l’air perdait beaucoup de temps dans le fastidieux processus de partage et de conversion des données entre systèmes propriétaires utilisés par ses fournisseurs. La situation était particulièrement difficile avec des projets de plus grande envergure tels que des porte-avions ou des systèmes de livraison de missiles impliquant des centaines de fournisseurs. Le format IGES a été mis au point par l’armée de l’air, en partenariat avec Boeing et d’autres, dans le but de servir de format d’échange pouvant être partagé entre tous les systèmes de CAO. Depuis les années 80, le département de la Défense des États-Unis exige que tous les contrats de défense et d’armes utilisent IGES comme format de fichier standard. L’extension de fichier correspondant au format IGES est .IGS ou .IGES.
Caractéristiques principales
Le format IGES est un codage ASCII extrêmement flexible pour représenter la géométrie de surface. Il est capable d’utiliser des schémas de circuits, des structures filaires, des surfaces de forme libre ou CSG précises pour stocker des informations relatives à la géométrie. Le format peut également stocker des couleurs mais ne prend pas en charge les propriétés des matériaux telles que les textures, le type de matériau, etc. L’animation n’est également pas prise en charge.
Popularité et perspectives d’avenir
IGES jouit d’une grande popularité depuis son invention dans les années 70. Il a été adopté comme norme nationale dans de nombreux pays tels que le Royaume-Uni et l’Australie. Pratiquement tous les logiciels de CAO le prennent en charge.
Le format de fichier IGES n’est plus développé, et pourtant il est encore largement utilisé pour transférer des données entre les logiciels CAO, FAO et CAE. C’est un choix populaire pour la modélisation 3D, la création de dessins techniques et la conception de produits. Il a la réputation d’être un bon choix pour les amateurs en 3D; les artistes 3D professionnels préfèrent désormais son successeur STEP.
Quelles industries l’utilisent?
Défense, ingénierie
Format de fichiers 3D
STEP (norme pour l’échange de données de produit) ou ISO 10303 a été développée pour succéder au format de fichier IGES. Il est largement utilisé dans des domaines liés à l’ingénierie tels que l’ingénierie automobile et aéronautique, la construction de bâtiments, etc. Le format de fichier correspondant est .STP.
L’objectif déclaré du développement de STEP était de créer un mécanisme capable de décrire les données du produit tout au long du cycle de vie d’un produit, indépendamment de tout système particulier. Cependant, en raison de la complexité et de la taille de la norme d’origine, cette dernière a ensuite été décomposée en quatre spécifications plus petites et modulaires dans quatre versions majeures.
Caractéristiques principales
Le format STEP prend en charge toutes les fonctionnalités prises en charge par le format IGES. En outre, il peut également coder la topologie, les tolérances géométriques, les propriétés des matériaux tels que les textures, les types de matériaux et d’autres données de produits complexes.
Popularité et perspectives d’avenir
STEP, comme IGES, est un format populaire d’échange de données entre les logiciels CAO, FAO et CAE. Pour des raisons de compatibilité, il est toujours recommandé d’utiliser IGES car il s’agit du format le plus courant et qui est le plus susceptible de fonctionner avec le logiciel du destinataire. Cependant, dans les cas où il est nécessaire de transférer des informations relatives à l’apparence du modèle, aux tolérances des pièces, etc., STEP est le bon format.
Quelles industries l’utilisent?
Ingénierie, par exemple automobile, aérospatiale, construction de bâtiments, etc.
Pour plus d’informations, lisez cette discussion comparative des formats IGES et STEP.
Format de fichiers 3D
Le dernier format de fichier 3D que nous discuterons est VRML et X3D. VRML (prononcé vermal et ayant l’extension de fichier .WRL) correspond à Virtual Reality Modeling Language. C’est un format de fichier 3D qui a été développé pour le World Wide Web. X3D lui a succédé.
Le terme VRML a été inventé pour la première fois dans un article de Dave Raggett intitulé «Étendre le WWW pour prendre en charge une plate-forme de réalité virtuelle indépendante de la plate-forme» soumis à la première conférence sur le World Wide Web en 1994. Trois années supplémentaires ont été nécessaires pour créer une version mature du format VRML97. et est devenu une norme ISO.
VRML97 a été utilisé dans certaines pages d’accueil personnelles et sites de discussion en 3D tels que «CyberTown». Cependant, le format n’a pas réussi à être adopté de manière significative. En outre, les capacités de VRML sont restées stagnantes, tandis que les graphiques 3D en temps réel s’amélioraient rapidement. Finalement, le consortium VRML a changé son nom pour devenir Web3D Consortium et a commencé à développer le successeur du format VRML X3D, sorti en 2001.
Caractéristiques principales
X3D est un format de fichier 3D basé sur XML. Il supporte toutes les fonctionnalités du format VRML avec quelques ajouts.
Le format VRML utilise un maillage polygonal pour coder la géométrie de la surface et peut stocker des informations relatives à l’apparence telles que la couleur, la texture, la transparence, etc. Le format X3D ajoute le codage NURBS de la géométrie de la surface, la possibilité de stocker des informations relatives à la scène et la prise en charge de l’animation.
Popularité et perspectives d’avenir
Le but de X3D est de devenir le format de fichier 3D standard pour le Web. En particulier, les applets X3D peuvent s’exécuter dans un navigateur et afficher le contenu en 3D à l’aide de la technologie graphique OpenGL 3D. X3D a également été conçu pour s’intégrer de manière transparente aux pages HTML5, à l’instar du format SVG pour les images. Cependant, à ce jour, le format n’a pas été largement accepté.
Quelles industries l’utilisent?
Internet et le web. Pour plus d’informations sur le format X3D, lisez ce guide à partir du Web3D Consortium.
Conclusion
Nous avons beaucoup appris sur les formats de fichiers 3D dans cet article. Nous avons expliqué comment et pourquoi il existe des centaines de formats et comment ils peuvent être classés en deux grandes catégories: propriétaires et neutres. Nous avons ensuite exploré les fonctionnalités les plus importantes d’un format de fichier 3D et fourni des conseils sur la manière de choisir le format idéal pour votre application. Nous avons terminé avec une discussion sur les 8 formats de fichiers 3D les plus importants, en mettant l’accent sur leurs caractéristiques, leur popularité et leurs cas d’utilisation. L’annexe contient une mine d’informations sur la compatibilité de ces formats de fichiers 3D avec les logiciels et moteurs de modélisation 3D les plus courants. Il dispose également d’un tableau d’analyse comparative des jeux de fonctionnalités de ces formats de fichiers 3D.
Nous espérons que vous avez apprécié cet article. Partagez-le avec vos amis qui s’intéressent au monde de la modélisation 3D, du développement de jeux, des effets spéciaux, de l’ingénierie, de l’architecture et de l’impression 3D. Si vous avez des questions, des opinions ou des commentaires, veuillez les partager avec nous dans la section commentaires.
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1. Matrice de caractéristiques des 8 formats de fichiers 3D les plus populaires
Vert: pris en charge, rouge indiqué: non pris en charge Format de fichier Géométrie Apparence Scène Animation Maillage approximatif Maillage précis CSG Couleur Matériau Texture Appareil photo Éclairage Positionnement relatif STL OBJ FBX COLLADA 3DS IGES STEP X3D
2. Prise en charge de l’importation / exportation dans les logiciels et moteurs de modélisation 3D populaires
STL OBJ FBX COLLADA 3DS IGES ÉTAPE VRML X3D Sketchup Aucune exportation Exporter les deux Aucune Aucune Exporter Aucune Solidworks Les deux Non Tous les deux Les deux Aucune Les deux Fusion Aucune Les deux Fusion Non Les deux Non Non AutoCAD Non Non Les deux Non Aucune Importation Les deux Importation Non Non Mélangeur Les deux Les deux Les deux Les deux Les deux Non Les deux Les deux Les deux Exportations Importation Importation Importation Les deux Exporter Cinema4D Les deux versions Les deux Les deux Importation Non Les deux Non Unité Aucun Importation Importation Importation Importation Non Non Non Non
Les formats de fichiers 3D les plus courants après 2019 sont apparus en premier sur All3DP.