La différence entre STL et OBJ

Si vous vous lancez dans l’impression 3D, vous rencontrerez rapidement différents formats de fichiers 3D. Deux des plus courants sontSTLet OBJ. Quelle est la différence entre eux et lequel devriez-vous utiliser ? Dans cet article, nous comparons STL et OBJ en détail, couvrant les avantages et les inconvénients de chacun. À la fin, vous saurez quel format convient le mieux à vos besoins et pourquoi.

Qu'est-ce qu'un fichier STL ?

STL (stéréolithographie ou langage de tessellation standard) est le standard de facto pour l'impression 3D grand public. Il a été introduit à la fin des années 1980 par 3D Systems pour décrire les modèles de machines de stéréolithographie. Un fichier STL décrit uniquement la géométrie de la surface d'un objet, en le décomposant en un maillage de minuscules triangles. Chaque triangle est défini par trois sommets et un vecteur normal pointant vers l'extérieur.

STL est un format simplifié : il capture uniquement la forme de l'objet, sans couleurs, textures ou données matérielles. Il n'inclut pas non plus les unités, donc le fait que les nombres représentent des millimètres ou des pouces dépend de la convention (la plupart des trancheurs supposent des millimètres).

Les fichiers STL peuvent être enregistrés sous deux formes : ASCII (texte) ou binaire. Les deux stockent les mêmes données, mais la version binaire est beaucoup plus compacte. En pratique, presque toutes les imprimantes 3D et logiciels de découpage prennent en charge STL en raison de sa simplicité. Si vous téléchargez des modèles depuis des bibliothèques publiques comme Thingiverse, ils sont généralement fournis au format STL. Cependant, cette simplicité entraîne également certaines limites, dont nous parlerons bientôt.

Qu'est-ce qu'un fichier OBJ ?

OBJ (souvent appelé Wavefront OBJ) est un autre format de fichier 3D largement utilisé, initialement développé dans les années 1980 par Wavefront Technologies pour son logiciel graphique 3D. Aujourd’hui, c’est devenu un format courant non seulement dans l’infographie et l’animation, mais aussi dans l’impression 3D.

OBJ peut stocker des polygones avec n'importe quel nombre de sommets et même des courbes mathématiques lisses telles que NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines), ce qui lui donne la flexibilité nécessaire pour gérer des modèles complexes ou très détaillés.

Les fichiers OBJ peuvent inclure plus que de la simple géométrie. Ils font souvent référence à un fichier compagnon .mtl qui définit les couleurs, les matériaux et les textures des surfaces de l'objet. Grâce à cela, un OBJ peut contenir plusieurs couleurs, textures mappées ou différents matériaux sur des parties distinctes d'un modèle. C’est pourquoi il est souvent choisi pour l’impression 3D en couleur, les numérisations 3D texturées et les applications visuelles telles que la conception de jeux et l’AR/VR.

Les fichiers OBJ sont généralement du texte brut. Ils répertorient les sommets, les coordonnées de texture et les normales, puis définissent les faces en référençant ces points. Cette structure rend le format relativement facile à inspecter ou à modifier, même si elle entraîne également des tailles de fichiers plus grandes et un traitement plus lent par rapport au STL binaire.

STL vs OBJ : quelles sont les différences ?

Décomposons en détail les principales différences techniques entre STL et OBJ.

Représentation géométrique

STL et OBJ sont tous deux des formats de maillage polygonal, mais ils traitent la géométrie différemment. STL représente chaque surface avec des triangles, de sorte que les courbes sont toujours approximées par de nombreuses petites facettes. Une sphère en STL, par exemple, est construite à partir de centaines ou de milliers de triangles. Cela n’a l’air lisse que lorsque ces triangles sont suffisamment petits.

OBJ ne se limite pas aux triangles. Il peut stocker des polygones avec trois sommets ou plus et même définir des surfaces lisses telles que NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines). En théorie, cela permet des courbes exactes. En pratique, la plupart des fichiers OBJ sont toujours exportés sous forme de maillages triangulés, et les slicers convertissent de toute façon les courbes en facettes. Ainsi, même si OBJ est techniquement plus performant, pour une impression 3D typique, le résultat final est généralement le même qu'avec STL, tant que la résolution du maillage est élevée.

Structure du fichier

Un fichier STL est essentiellement une longue liste de triangles. Sous sa forme ASCII, chaque triangle est écrit avec trois sommets et un vecteur normal. Cela signifie que les mêmes coordonnées sont souvent répétées. Binary STL stocke les mêmes données dans un format compact de 50 octets. Les fichiers STL ne contiennent généralement qu'un seul objet, les modèles en plusieurs parties doivent donc être divisés en fichiers séparés ou fusionnés avant l'exportation.

En revanche, un fichier OBJ sépare les sommets des faces. Il répertorie d'abord toutes les coordonnées de sommets uniques, puis définit les faces en les référençant. Cela évite la duplication et le rend plus efficace que ASCII STL. OBJ peut également inclure des coordonnées de texture, des normales et regrouper des faces en plusieurs objets nommés dans un seul fichier. Cette capacité à gérer des modèles multi-objets est l’une des raisons pour lesquelles OBJ est largement utilisé dans les graphiques et les assemblages complexes.

Unités et échelle

Ni STL ni OBJ ne stockent de manière fiable les informations sur les unités. STL est complètement sans unité. OBJ peut parfois inclure des données d’échelle, mais elles ne sont pas standardisées et sont souvent ignorées. Par conséquent, les modèles peuvent être importés à la mauvaise taille. Par exemple, quelque chose conçu en pouces peut paraître 25,4 × trop petit si la trancheuse prend en compte les millimètres. La plupart des trancheurs sont par défaut en millimètres, il est donc toujours préférable de vérifier l'échelle lors de l'importation. Les formats plus récents comme 3MF ou STEP résolvent ce problème en intégrant des unités, mais avec STL et OBJ, vous vous appuyez sur des conventions.

Prise en charge des matériaux et des textures (couleur ou monochrome)

L'une des plus grandes différences entre STL et OBJ est la capacité à gérer les couleurs et les matériaux. Les fichiers STL sont purement géométriques : aucune couleur, texture ou propriété de matériau n'est enregistrée. Quelle que soit l'apparence de votre modèle en CAO, une fois exporté au format STL, il devient un maillage unique et uniforme. Cela convient à la plupart des imprimantes qui fonctionnent avec une seule couleur à la fois, mais c'est une limitation évidente si vous souhaitez des impressions multicolores ou multi-matériaux.

OBJ, en revanche, peut inclure des données d’apparence riches. À côté du fichier .obj, il existe généralement un fichier .mtl, et parfois des images de texture, qui définissent ensemble l'apparence du modèle. Cela signifie qu'OBJ peut contenir des couleurs unies pour différentes parties ou des cartes de texture complètes, ce qui en fait le choix idéal pour l'impression 3D en couleur et pour le partage de numérisations 3D texturées. Les imprimantes et scanners haut de gamme dans des domaines comme l’art et la dentisterie s’appuient souvent sur OBJ pour cette raison. Le seul problème est que les textures ne sont pas intégrées. Lorsque vous partagez un OBJ, vous devez inclure les fichiers .obj, .mtl et image ensemble. Les compresser est le moyen le plus simple d'éviter de manquer des fichiers. Malgré cela, OBJ reste le meilleur choix lorsque l’apparence compte, tandis que STL est généralement tout ce dont vous avez besoin pour les pièces mono-matériau.

Taille et efficacité des fichiers

ASCII STL est le moins efficace car il répète les coordonnées des sommets de chaque triangle. Cela rend les modèles détaillés rapidement volumineux. Le STL binaire est bien meilleur : chaque triangle est stocké dans un bloc fixe de 50 octets, de sorte que la taille du fichier évolue directement avec le nombre de triangles et reste généralement gérable. OBJ, bien que basé sur du texte, évite la duplication en répertoriant chaque sommet une fois, puis en le référençant. Cela signifie qu'un OBJ ASCII peut en fait être plus petit qu'un STL ASCII du même maillage. Pour la géométrie pure, les STL et OBJ binaires finissent à peu près pareillement, avec ASCII STL clairement la valeur aberrante.

Lorsque OBJ contient des matériaux et des textures, la taille totale du package augmente en raison des fichiers image. Les très gros OBJ peuvent également se charger plus lentement que les STL binaires. Mais au quotidien, la différence est minime. La plupart des modèles de loisirs ne font que quelques mégaoctets de toute façon. Si vous avez juste besoin de géométrie, une STL binaire est compacte et rapide à charger. Si vous avez besoin de couleurs ou de textures, OBJ vaut la taille supplémentaire. Et dans les deux cas, la compression des fichiers dans un fichier ZIP les réduit considérablement, de sorte que le stockage ou le partage pose rarement un problème.

Compatibilité et prise en charge des logiciels

STL est la valeur par défaut pour l'impression 3D : chaque slicer l'accepte et les référentiels comme Thingiverse distribuent principalement des fichiers STL. OBJ est également pris en charge par les slicers modernes et est utile lorsque les modèles contiennent plusieurs pièces ou couleurs. Dans les programmes de CAO tels que Fusion 360 ou SolidWorks, STL est l'exportation standard pour l'impression. Les outils numériques comme Blender ou Maya utilisent souvent l'OBJ, notamment lorsque le modèle doit conserver des couleurs ou des matériaux.

En dehors de l'impression, STL est peu utilisé dans les graphiques, tandis que OBJ reste un format d'échange courant dans les jeux, l'animation et l'AR/VR. Les services d'impression utilisent généralement par défaut STL pour les travaux monochromes, mais peuvent demander OBJ pour des impressions en couleur ou multi-matériaux. Les deux formats se convertissent facilement dans des outils comme MeshLab ou Blender, vous ne serez donc pas bloqué.

Avantages et inconvénients de STL et OBJ

Nous avons couvert les principales différences techniques entre STL et OBJ. Il est maintenant temps de prendre du recul et d’avoir une vue d’ensemble. Chaque format a ses atouts dans certaines situations et ses limites dans d’autres. Pour rendre la comparaison plus claire, résumons les principaux avantages et inconvénients du STL et de l'OBJ, en particulier pour l'impression 3D.

Quel format utiliser pour l’impression 3D ?

Pour la plupart des projets d’impression 3D, surtout si vous êtes débutant, STL est la valeur par défaut. Il contient uniquement la géométrie, fonctionne sur chaque imprimante et trancheuse et simplifie le flux de travail.

Cependant, il existe des scénarios dans lesquels OBJ pourrait être le meilleur choix :

Impression en couleur ou multi-matériaux:OBJ préserve les couleurs des sommets, les textures ou plusieurs coques dans un seul fichier. Ceci est utile pour les imprimantes couleur ou les configurations multi-matériaux (par exemple, les machines à double extrudeuse).

Scan 3D avec textures :Les modèles numérisés incluent souvent des couleurs de surface détaillées. L'enregistrement au format OBJ conserve ces textures intactes, ce qui les rend utiles à la fois pour la visualisation et l'impression en couleur.

Assemblages en plusieurs parties :Un OBJ peut stocker plusieurs parties dans un seul fichier, alignées dans leurs positions correctes. Cela simplifie le découpage pour les conceptions à deux matériaux ou à plusieurs composants.

Double usage :Si un modèle est utilisé à la fois pour l'impression et pour le rendu ou les moteurs de jeu, OBJ peut transporter le matériel et la géométrie dans un seul fichier, évitant ainsi les exportations en double.

Grands maillages ASCII :Dans les rares flux de travail où seul ASCII est utilisé, OBJ peut être plus petit que ASCII STL en raison du référencement de sommet (bien que le STL binaire soit généralement meilleur ici).

Il convient de noter qu’il existe des formats de fichiers plus récents spécialement conçus pour surmonter les limitations de STL (comme AMF et 3MF pour l’impression 3D). 3MF, par exemple, peut inclure des couleurs, des matériaux, plusieurs objets et unités, le tout dans un seul fichier compact.

Conclusion

Cet article présente STL et OBJ, explique leurs principales fonctionnalités et compare leurs forces et leurs limites pour l'impression 3D. Les deux formats restent largement utilisés, et comprendre quand choisir STL ou OBJ peut vous aider à rationaliser votre flux de travail et à obtenir de meilleurs résultats.

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