الفرق بين STL وOBJ

إذا كنت مهتمًا بالطباعة ثلاثية الأبعاد، فسوف تواجه بسرعة تنسيقات ملفات ثلاثية الأبعاد مختلفة. اثنان من الأكثر شيوعا هيالمحكمة الخاصة بلبنانوOBJ. ما الفرق بينهما وأيهما يجب أن تستخدمه؟ في هذه المقالة، نقارن STL وOBJ بالتفصيل، ونغطي إيجابيات وسلبيات كل منهما. وفي النهاية، ستعرف التنسيق الأفضل الذي يناسب احتياجاتك، ولماذا.

ما هو ملف STL؟

STL (الطباعة الحجرية المجسمة أو لغة التغطية بالفسيفساء القياسية) هي المعيار الفعلي للطباعة ثلاثية الأبعاد للمستهلك. تم تقديمه في أواخر الثمانينيات بواسطة أنظمة ثلاثية الأبعاد كوسيلة لوصف نماذج آلات الطباعة الحجرية المجسمة. يصف ملف STL فقط الشكل الهندسي لسطح الجسم، ويقسمه إلى شبكة من المثلثات الصغيرة. يتم تعريف كل مثلث بثلاثة رؤوس ومتجه عادي يشير إلى الخارج.

STL هو تنسيق بسيط: فهو يلتقط شكل الكائن فقط، بدون ألوان أو مواد أو بيانات مادية. كما أنها لا تتضمن وحدات، لذا فإن تحديد ما إذا كانت الأرقام تمثل المليمترات أو البوصات يعتمد على التقليد (تفترض معظم أدوات تقطيع الشرائح المليمترات).

يمكن حفظ ملفات STL في شكلين: ASCII (نص) أو ثنائي. كلاهما يخزن نفس البيانات، لكن الإصدار الثنائي أكثر إحكاما. من الناحية العملية، تدعم كل الطابعة ثلاثية الأبعاد وبرامج التقطيع تقريبًا STL بسبب بساطتها. إذا قمت بتنزيل النماذج من المكتبات العامة مثل Thingiverse، فسيتم توفيرها عادةً بتنسيق STL. ومع ذلك، فإن هذه البساطة تجلب أيضًا بعض القيود، والتي سنناقشها قريبًا.

ما هو ملف OBJ؟

OBJ (غالبًا ما يسمى Wavefront OBJ) هو تنسيق ملف ثلاثي الأبعاد آخر مستخدم على نطاق واسع، تم تطويره في الأصل في الثمانينيات بواسطة Wavefront Technologies لبرنامج الرسومات ثلاثية الأبعاد الخاص بهم. لقد أصبح اليوم تنسيقًا شائعًا ليس فقط في رسومات الكمبيوتر والرسوم المتحركة، ولكن أيضًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد.

يمكن لـ OBJ تخزين المضلعات بأي عدد من القمم وحتى منحنيات رياضية سلسة مثل NURBS (خطوط B-Splines غير الموحدة)، مما يمنحها المرونة في التعامل مع النماذج المعقدة أو المفصلة للغاية.

يمكن أن تتضمن ملفات OBJ أكثر من مجرد أشكال هندسية. غالبًا ما يشيرون إلى ملف .mtl مصاحب يحدد الألوان والمواد والأنسجة لأسطح الكائن. مع هذا، يمكن أن يحمل OBJ ألوانًا متعددة أو مواد معينة أو مواد مختلفة على أجزاء منفصلة من النموذج. ولهذا السبب يتم اختياره غالبًا للطباعة ثلاثية الأبعاد بالألوان الكاملة والمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد والتطبيقات المرئية مثل تصميم الألعاب وAR/VR.

عادةً ما تكون ملفات OBJ نصًا عاديًا. يقومون بإدراج القمم، وإحداثيات النسيج، والقيم الطبيعية، ثم تحديد الوجوه من خلال الإشارة إلى تلك النقاط. تحافظ هذه البنية على سهولة فحص التنسيق أو تحريره نسبيًا، على الرغم من أنه يؤدي أيضًا إلى زيادة أحجام الملفات ومعالجة أبطأ مقارنةً بـ STL الثنائية.

STL مقابل OBJ: ما هي الاختلافات؟

دعونا نحلل الاختلافات التقنية الرئيسية بين STL وOBJ بالتفصيل.

التمثيل الهندسي

كل من STL وOBJ عبارة عن تنسيقات شبكية متعددة الأضلاع، لكنهما يتعاملان مع الهندسة بشكل مختلف. تمثل STL كل سطح بمثلثات، لذلك يتم تقريب المنحنيات دائمًا بواسطة العديد من الأوجه الصغيرة. على سبيل المثال، يتم بناء الكرة في STL من مئات أو آلاف المثلثات. يبدو الأمر سلسًا فقط عندما تكون تلك المثلثات صغيرة بدرجة كافية.

لا يقتصر OBJ على المثلثات. يمكنه تخزين المضلعات ذات ثلاثة رؤوس أو أكثر وحتى تحديد الأسطح الملساء مثل NURBS (خطوط B العقلانية غير الموحدة). من الناحية النظرية، يسمح هذا بمنحنيات دقيقة. من الناحية العملية، لا يزال يتم تصدير معظم ملفات OBJ كشبكات مثلثة، وتقوم أدوات التقطيع بتحويل المنحنيات إلى جوانب على أي حال. لذلك، في حين أن OBJ أكثر قدرة من الناحية الفنية، فإن النتيجة النهائية للطباعة ثلاثية الأبعاد النموذجية عادة ما تكون هي نفسها كما هو الحال مع STL، طالما أن دقة الشبكة عالية.

هيكل الملف

ملف STL هو في الأساس قائمة طويلة من المثلثات. في شكل ASCII الخاص به، يتم كتابة كل مثلث بثلاثة رؤوس ومتجه عادي. وهذا يعني أن نفس الإحداثيات تتكرر غالبًا. يقوم Binary STL بتخزين نفس البيانات بتنسيق مضغوط 50 بايت. تحتوي ملفات STL عادةً على كائن واحد فقط، لذلك يجب تقسيم النماذج متعددة الأجزاء إلى ملفات منفصلة أو دمجها قبل التصدير.

على النقيض من ذلك، يفصل ملف OBJ القمم عن الوجوه. فهو يسرد أولاً جميع إحداثيات القمة الفريدة، ثم يحدد الوجوه من خلال الرجوع إليها. وهذا يتجنب الازدواجية ويجعلها أكثر كفاءة من ASCII STL. يمكن أن يتضمن OBJ أيضًا إحداثيات النسيج، والقيم الطبيعية، وتجميع الوجوه في كائنات مسماة متعددة في ملف واحد. تعد هذه القدرة على التعامل مع النماذج متعددة الكائنات أحد أسباب استخدام OBJ على نطاق واسع في الرسومات والتجمعات المعقدة.

الوحدات والمقياس

لا تقوم STL أو OBJ بتخزين معلومات الوحدة بشكل موثوق. STL بلا وحدة تمامًا. يمكن أن يتضمن OBJ في بعض الأحيان بيانات النطاق، ولكنها ليست موحدة وغالبًا ما يتم تجاهلها. ونتيجة لذلك، قد يتم استيراد النماذج بحجم خاطئ. على سبيل المثال، يمكن أن يظهر شيء مصمم بالبوصة صغيرًا جدًا بمقدار 25.4× إذا كانت أداة التقطيع تفترض ملليمترًا. تكون معظم أدوات تقطيع الشرائح افتراضية بالملليمتر، لذا فمن الأفضل دائمًا التحقق مرة أخرى من المقياس عند الاستيراد. تعمل التنسيقات الأحدث مثل 3MF أو STEP على حل هذه المشكلة عن طريق تضمين الوحدات، ولكن مع STL وOBJ فإنك تعتمد على التقليد.

دعم المواد والملمس (اللون مقابل اللون الأحادي)

أحد أكبر الاختلافات بين STL وOBJ هو القدرة على التعامل مع الألوان والمواد. ملفات STL هي ملفات هندسية بحتة، ولا يتم حفظ أي ألوان أو مواد أو خصائص المواد. بغض النظر عن شكل النموذج الخاص بك في CAD، بمجرد تصديره كـ STL يصبح شبكة واحدة موحدة. يعد هذا أمرًا جيدًا بالنسبة لمعظم الطابعات التي تعمل بلون واحد في كل مرة، ولكنه يعد قيدًا واضحًا إذا كنت تريد مطبوعات متعددة الألوان أو مواد متعددة.

من ناحية أخرى، يمكن أن يتضمن OBJ بيانات مظهر غنية. إلى جانب ملف .obj يوجد عادة ملف .mtl، وفي بعض الأحيان صور نسيج، والتي تحدد معًا كيف يبدو النموذج. وهذا يعني أن OBJ يمكنه حمل الألوان الصلبة لأجزاء مختلفة أو خرائط كاملة الملمس، مما يجعله الخيار الأمثل للطباعة ثلاثية الأبعاد كاملة الألوان ولمشاركة عمليات المسح ثلاثية الأبعاد المزخرفة. غالبًا ما تعتمد الطابعات والماسحات الضوئية المتطورة في مجالات مثل الفن وطب الأسنان على OBJ لهذا السبب. المصيد الوحيد هو أن القوام غير مضمن. عند مشاركة OBJ، يتعين عليك تضمين ملفات .obj و.mtl وملفات الصور معًا - حيث يعد ضغطها أسهل طريقة لتجنب فقدان الملفات. على الرغم من ذلك، يظل OBJ هو الخيار الأفضل عندما يكون المظهر مهمًا، في حين أن STL عادةً ما يكون كل ما تحتاجه للأجزاء أحادية المادة.

حجم الملف والكفاءة

ASCII STL هو الأقل كفاءة لأنه يكرر إحداثيات الرأس لكل مثلث. وهذا يجعل النماذج التفصيلية ضخمة بسرعة. يعد Binary STL أفضل بكثير - حيث يتم تخزين كل مثلث في كتلة ثابتة بحجم 50 بايت، لذلك يتم قياس حجم الملف مباشرةً مع عدد المثلثات ويظل عادةً قابلاً للإدارة. على الرغم من أن OBJ يعتمد على النص، إلا أنه يتجنب الازدواجية عن طريق إدراج كل قمة مرة واحدة ثم الرجوع إليها. وهذا يعني أن ASCII OBJ يمكن أن يكون في الواقع أصغر من ASCII STL لنفس الشبكة. بالنسبة للهندسة الصرفة، ينتهي الأمر بالثنائي STL وOBJ بنفس الشيء تقريبًا، ومن الواضح أن ASCII STL هو الخارج.

عندما يحمل OBJ مواد وأنسجة، فإن الحجم الإجمالي للحزمة ينمو بسبب ملفات الصور. يمكن أيضًا تحميل ملفات OBJ الكبيرة جدًا بشكل أبطأ من ملفات STL الثنائية. لكن في الاستخدام اليومي يكون الفرق بسيطًا. يبلغ حجم معظم نماذج الهوايات بضعة ميغابايت فقط في كلتا الحالتين. إذا كنت تحتاج فقط إلى الشكل الهندسي، فإن STL الثنائية تكون مدمجة وسريعة التحميل. إذا كنت بحاجة إلى ألوان أو أنسجة، فإن OBJ يستحق الحجم الإضافي. وفي كلتا الحالتين، يؤدي ضغط الملفات إلى ملف ZIP إلى تقليصها بشكل كبير، لذا نادرًا ما يمثل التخزين أو المشاركة مشكلة.

توافق البرامج والدعم

STL هو الإعداد الافتراضي للطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث تقبله كل مقسمات شرائح، وتقوم المستودعات مثل Thingiverse بتوزيع ملفات STL في الغالب. يتم دعم OBJ أيضًا بواسطة مقسمات الشرائح الحديثة ويكون مفيدًا عندما تحتوي النماذج على أجزاء أو ألوان متعددة. في برامج CAD مثل Fusion 360 أو SolidWorks، STL هو التصدير القياسي للطباعة. غالبًا ما تستخدم الأدوات الرقمية مثل Blender أو Maya OBJ، خاصة عندما يحتاج النموذج إلى الاحتفاظ بالألوان أو المواد.

وبعيدًا عن الطباعة، لا ترى STL فائدة تذكر في الرسومات، في حين لا يزال OBJ تنسيق تبادل شائعًا في الألعاب والرسوم المتحركة وAR/VR. عادةً ما تكون خدمات الطباعة افتراضية على STL للمهام ذات اللون الواحد ولكنها قد تطلب OBJ للمطبوعات بالألوان الكاملة أو متعددة المواد. يتم تحويل كلا التنسيقين بسهولة في أدوات مثل MeshLab أو Blender، لذلك لن تكون مقيدًا.

إيجابيات وسلبيات STL وOBJ

لقد قمنا بتغطية الاختلافات التقنية الرئيسية بين STL وOBJ. حان الوقت الآن للرجوع إلى الوراء ورؤية الصورة الشاملة. كل تنسيق له نقاط قوته في مواقف معينة وقيود في حالات أخرى. ولجعل المقارنة أكثر وضوحًا، دعنا نلخص المزايا والعيوب الرئيسية لكل من STL وOBJ، خاصة بالنسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد.

ما التنسيق الذي يجب أن تستخدمه للطباعة ثلاثية الأبعاد؟

بالنسبة لمعظم مشاريع الطباعة ثلاثية الأبعاد، خاصة إذا كنت مبتدئًا، فإن STL هو الإعداد الافتراضي الآمن. فهو يحمل الشكل الهندسي فقط، ويعمل على كل طابعة وقطاعة شرائح، ويحافظ على بساطة سير العمل.

ومع ذلك، هناك سيناريوهات قد يكون فيها OBJ هو الخيار الأفضل:

الطباعة بالألوان الكاملة أو متعددة المواد:يحتفظ OBJ بألوان قمة الرأس أو الأنسجة أو الأصداف المتعددة في ملف واحد. يعد هذا مفيدًا للطابعات التي تدعم الألوان أو الأجهزة متعددة المواد (على سبيل المثال، آلات الطارد المزدوج).

المسح ثلاثي الأبعاد مع الأنسجة:غالبًا ما تشتمل النماذج الممسوحة ضوئيًا على ألوان سطحية مفصلة. يؤدي الحفظ بتنسيق OBJ إلى الحفاظ على هذه الأنسجة سليمة، مما يجعلها مفيدة للعرض والطباعة بالألوان الكاملة.

تجميعات متعددة الأجزاء:يمكن لـ OBJ تخزين عدة أجزاء في ملف واحد، ومحاذاة في مواضعها الصحيحة. يؤدي هذا إلى تبسيط عملية التقطيع للتصميمات ثنائية المواد أو متعددة المكونات.

الاستخدام المزدوج:إذا تم استخدام نموذج للطباعة والعرض أو محركات الألعاب، فيمكن لـ OBJ حمل المواد والأشكال الهندسية في ملف واحد، مع تجنب عمليات التصدير المكررة.

شبكات ASCII الكبيرة:في عمليات سير العمل النادرة التي يتم فيها استخدام ASCII فقط، قد يكون OBJ أصغر من ASCII STL بسبب مرجع القمة (على الرغم من أن STL الثنائية عادةً ما تكون أفضل هنا).

تجدر الإشارة إلى أن هناك تنسيقات ملفات أحدث مصممة خصيصًا للتغلب على قيود STL (مثل AMF و3MF للطباعة ثلاثية الأبعاد). 3MF، على سبيل المثال، يمكن أن يتضمن الألوان والمواد والكائنات المتعددة والوحدات، كل ذلك في ملف مضغوط واحد.

خاتمة

قدمت هذه المقالة STL وOBJ، وشرحت ميزاتهما الأساسية، وقارنت نقاط قوتهما وقيودهما في الطباعة ثلاثية الأبعاد. يظل كلا التنسيقين مستخدمين على نطاق واسع، وفهم متى تختار STL أو OBJ يمكن أن يساعدك على تبسيط سير عملك والحصول على نتائج أفضل.

في Chiggo، نقدم مجموعة كاملة من خدمات التصنيع المخصصة، بما في ذلك الطباعة ثلاثية الأبعاد،التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، حقن صب، وأكثر من ذلك. سواء كنت بحاجة إلى نماذج أولية سريعة أو أجزاء إنتاج، يمكن لفريقنا دعم مشروعك بدءًا من التصميم وحتى التسليم. اتصل بنا اليوم أوقم بتحميل ملف CAD الخاص بك للحصول على عرض أسعار مجاني بدون التزام.