之前我们介绍了 STL 文件格式,知道了它在3D打印中扮演的重要角色,以及它现在遇到的一些问题。为了解决这些问题,在 2009 年 ASTM 委员会组成了特别顾问团,开始研究 STL 2.0。2011 年这个顾问团提出了一个新的文件格式,缩写是AMF (代表着 Additive Manufacturing Format 或者是 Additive Manufacturing File)。
顾问团给 AMF 提出的设计目标是,
- 向后兼容 STL
- 能够处理复杂物体
- 尽量考虑未来的需求
- 不涉及专利
AMF 文件格式
为了易用性以及兼容性,AMF 使用基于文本的 XML。在 AMF 中,首先使用 <mesh> 标签定义物体,之后是打印材料以及其他信息。值得注意的是,AMF 中没有记录如何对物体进行切片,因为切片操作与打印机类型密切相关,AMF 文件把这部分工作留给了打印机操控软件。
另一方面,与 STL 中通过直接记录三角形的位置来描述物体不同,AMF 文件首先记录下构成物体的三角形的所有顶点,其次记录各个顶点构成的三角形。由于所有的顶点只被记录了一次,所以 AMF 比 STL 文件的效率更高。
AMF 文件的特色
- 可以定义曲面网格
我们知道 STL 中可以定义平面的网格。AMF 文件在 STL 的基础上,通过增加平面的切线,使得记录曲面成为可能。再加上 AMF 文件支持网格的递归,使得效率大大提高。当我们以 10 微米为单位记录一个 10 厘米的球面时,STL 文件需要 2 万到 5 万个三角形,而 AMF 只需不到 400 个曲面三角就行了。这大大减小了文件的尺寸。
- 增加用于记录打印原料的关键字
在记录网格的基础上,AMF 增加了<material>关键字,用来记录打印的原料。打印原料由成分<composite>,颜色<color>, 材质<texture>等关键字进行描述,不同的3D打印机可以根据各自的能力选择打印。
- 提供了“群落”支持
AMF 通过提供<constellation>,<instance>,<object> 等关键字,实现了记录物体的群落。群落信息包括各物体的位置,角度以及排布信息。假设我们想记录一件房子的布局。在 STL 中我们需要逐一记录房子里的各个椅子,而在 AMF 中我们只需要事先定义一次椅子的信息,然后再记录这些椅子分别位于房子的什么位置就可以了,这也减小了文件的大小。
- 更丰富的元数据支持
和 STL 文件仅可以在文件头记录元信息不同,在 AMF 文件中,你可以便捷的使用 <metadata> 标签记录元信息。默认提供的信息类型包括“Name”,“Author”,“Company”等。你可以在 AMF 文件的各个层级中记录这些信息。
AMF 格式如此优秀,可惜的是自诞生以来支持 AMF 合适的 CAD 软件以及3D打印机生产厂商仍然有限。除了 AMF 之外,还有一些文件格式也正在争相成为下一代 STL,让我们粗略来看一下吧。
- STEP, the Standard for The Exchange of Product,由国际标准组织ISO提出,用于电子数据交换。
- IGES,International Graphics Exchange Standard,它是各大 CAD 厂商使用的模型数据交换国际标准。IGES 现在面临的问题是,各厂商的实现都略有不同,而且通常 IGES 文件都比较大,难以处理。
- SLI,Slice format 中记录了用于控制光固化打印机激光头的向量指令。它通常由切片软件生成。
这些文件格式究竟哪个能够传承 STL 的衣钵,只有等待时间给我们答案了。 |
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