3D模型文件STL OBJ 3DS
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一、STL格式
它采用三角形近似的表示三维模型，目前已被工业界认为是快速成形领域的标准描述文件格式。
STL文件的最大特点也是其主要问题是：它是由一系列的三角形无序排列组合在一起的，没有反映三角形之间的拓扑关系。
目前的STL文件格式包括二进制和ASCII两种格式：
1、STL的二进制模式
UINT8[80] - Header
UINT32 - Number of triangles
foreach triangle
REAL32[3] - Normal vector
REAL32[3] - Vertex 1
REAL32[3] - Vertex 2
REAL32[3] - Vertex 3
UINT16 - Attribute byte count
end文件起始的80个字节是文件头，用于存储零件名。紧接着用4个字节的整数描述模型的三角形个数，后面逐个给出每个三角形的几何信息。每个三角形占用固定的50个字节，依次是3个4字节浮点数（三角形的法矢量），3个4字节浮点数（第1个顶点的坐标），3个4字节浮点数（第2个顶点的坐标），3个4字节浮点数（第3个顶点坐标），最后2个字节用来描述三角形的属性信息。一个完整二制的STL文件的大小为三角形面片数乘以50再加上84个字节。
2、STL的ASCII格式
solid filename stl //文件路径及文件名
facet normal x y z //三角形法向量
outer loop
vertex x y z //三角形第一个顶点的坐标
vertex x y z //三角形第二个顶点的坐标
vertex x y z //三角形第三个顶点的坐标
endloop
endfacet //第一个三角形定义完毕
……
endsolid filename stl //整个文件结束每一行以1个或2个关键字开头，而3顶点沿指向实体外部的法矢量方向逆时针排列，所以其法向量N=(V1-V3)卷积(V2-V3)。
通过上面的分析可以知道，二进制格式文件较小，节省文件存储和处理的时间，而ASCII格式的文件可读性强，更容易做进一步的数据处理。
二、OBJ
适合用于3D软件模型之间的互导。目前几乎所有知名的3D软件都支持OBJ文件格式。OBJ文件是一种ASCII文件，另外有一种与此相关的二进制文件格式MOD，其作为专利未公开。
OBJ文件的每一行，都有极其相似的格式，在OBJ文件中，每行的格式如下：
前缀 参数1 参数2 参数3 ……其中，前缀标识了这一行所存储的信息类型，参数则是具体的数据。OBJ文件的前缀可以有：
|
表2.1 OBJ文件中的关键字 |
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顶点数据 |
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关键字 |
说明 |
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v |
表示本行指定一个顶点。 此前缀后跟着3个单精度浮点数，分别表示该定点的X、Y、Z坐标值。 |
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vt |
表示本行指定一个纹理坐标。 此前缀后跟着两个单精度浮点数。分别表示此纹理坐标的U、V值。 |
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vn |
表示本行指定一个法线向量。 此前缀后跟着3个单精度浮点数，分别表示该法向量的X、Y、Z坐标值。 |
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vp |
参数空间顶点 |
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基本元素 |
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关键字 |
说明 |
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p |
点 |
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l |
线 |
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f |
表示本行指定一个表面(Face)。 |
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curv |
曲线 |
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curv2 |
2D曲线 |
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surf |
曲面 |
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自由形式的曲线和曲面主体描述 |
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关键字 |
说明 |
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parm |
参数值 |
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trim |
外部整理循环 |
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hole |
内部整理循环 |
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scrv |
特殊的曲线 |
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sp |
特殊的点 |
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end |
结束描述 |
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自由形式的曲面的连接性 |
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关键字 |
说明 |
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con |
连接 |
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自由形式曲线和曲面属性 |
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关键字 |
说明 |
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cstype |
曲线或曲面的类型 ：basis matrix，Bezier，B-spline，Cardinal，Taylor |
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deg |
度 |
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bmat |
basis matrix |
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step |
步长 |
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分组 |
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关键字 |
说明 |
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g |
组名称 |
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s |
光滑组 |
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mg |
合并组 |
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o |
对象名称 |
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显示与渲染属性 |
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关键字 |
说明 |
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bevel |
导角插值 |
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c_interp |
颜色插值 |
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d_interp |
Dissolve interpolation |
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lod |
细节层次 |
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usemtl |
此前缀后只跟着一个参数。该参数指定了从此行之后到下一个以usemtl开头的行之间的所有表面所使用的材质名称。该材质可以在此OBJ文件所附属的MTL文件中找到具体信息。 |
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mtllib |
此前缀后只跟着一个参数。该参数指定了此OBJ文件所使用的材质库文件(*.mtl)的文件路径. |
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shadow_obj |
投射阴影 |
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trace_obj |
光线跟踪 |
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ctech |
曲线近似技术 |
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stech |
表面近似技术 |
在一个OBJ文件中，首先有一些以v、vt或vn前缀开头的行指定了所有的顶点、纹理坐标、法线的坐标。然后再由一些以f开头的行指定每一个三角形所对应的顶点、纹理坐标和法线的索引。在顶点、纹理坐标和法线的索引之间，使用符号“/”隔开的，值得注意的是这里的索引从1开始。
例如：f 1/3/4 2/5/6 3/4/2
这样的行表示以第1、2、3号顶点组成一个三角形，其中第一个顶点的纹理坐标的索引值为3，其法线的索引值是4；第二个顶点的纹理坐标的索引值为5，其法线的索引值是6；第三个顶点的纹理坐标的索引值为6，其法线的索引值是2。
另外OBJ文件中多行可以逻辑的连接在一起表示一行，方法是在每一行最后添加一个反斜杠符“\”，并且反斜杠后面不能出现空格或tab格。
三、3DS
是Autodesk 3dsMax使用的一种3D模型文件格式，现在主要用于存储mesh模型，在3D软件中通用性很强，并且它是一种二进制文件格式，下面是一种常见的结构：
0x4D4D // Main Chunk
├─ 0x0002 // M3D Version
├─ 0x3D3D // 3D Editor Chunk
│ ├─ 0x4000 // Object Block
│ │ ├─ 0x4100 // Triangular Mesh
│ │ │ ├─ 0x4110 // Vertices List
│ │ │ ├─ 0x4120 // Faces Description
│ │ │ │ ├─ 0x4130 // Faces Material
│ │ │ │ └─ 0x4150 // Smoothing Group List
│ │ │ ├─ 0x4140 // Mapping Coordinates List
│ │ │ └─ 0x4160 // Local Coordinates System
│ │ ├─ 0x4600 // Light
│ │ │ └─ 0x4610 // Spotlight
│ │ └─ 0x4700 // Camera
│ └─ 0xAFFF // Material Block
│ ├─ 0xA000 // Material Name
│ ├─ 0xA010 // Ambient Color
│ ├─ 0xA020 // Diffuse Color
│ ├─ 0xA030 // Specular Color
│ ├─ 0xA200 // Texture Map 1
│ ├─ 0xA230 // Bump Map
│ └─ 0xA220 // Reflection Map
│ │ /* Sub Chunks For Each Map */
│ ├─ 0xA300 // Mapping Filename
│ └─ 0xA351 // Mapping Parameters
└─ 0xB000 // Keyframer Chunk
├─ 0xB002 // Mesh Information Block
├─ 0xB007 // Spot Light Information Block
└─ 0xB008 // Frames (Start and End)
├─ 0xB010 // Object Name
├─ 0xB013 // Object Pivot Point
├─ 0xB020 // Position Track
├─ 0xB021 // Rotation Track
├─ 0xB022 // Scale Track
└─ 0xB030 // Hierarchy Position
3DS文件格式基于块，每个块包含ID及下一块相对于该块的偏移字节数。ID表示块的含义，为2个字节，偏移字节数是4个字节，它实际表示的就是本数据区的大小。其中有一个块总是位于整个文件的最开始，是其他所有块的根块，称之为主块或基本信息块——MAIN3D。主块下包含两个块，用于描述场景数据的主编辑块和用于描述关键帧数据的关键帧块。主编辑块的子块虽然是按照一定的次序存放，但其中有些块并不是一定存在。