3D模型的格式
1. STL
STL檔案格式（stereolithography，光固化立體造型術的縮寫）是由3D SYSTEMS 公司於1988 年制定的一種為快速原型製造技術服務的三維圖形檔案格式。
PS：STL可不是專門為3D列印而創造的喔，只是碰巧3D列印是快速原型製造技術的一種，而且是名氣最大的一種。
STL檔案不同於其他一些基於特徵的實體模型，STL用三角形網格來表現3D CAD模型，只能描述三維物體的幾何資訊，不支援顏色材質等資訊。
PS：這下明白為什麼會丟失那麼多重要資訊了吧！STL就是個簡化版的3D模型。
但是——正因為資料簡化，格式簡單，STL普及很快應用廣泛，“簡單易用”說的就是它。隨著3D SYSTEMS的快速崛起， STL已經成為快速原型系統事實上的資料標準。
PS：管你高階中端低端CAD軟體，要想用3D列印，都必須給我往STL格式轉換；
STL 檔案有2 種類型：文字檔案(ASCII格式)和二進位制檔案(BINARY)。
PS：相比之下ASCII格式更加通用一些。
2. PCD
在點雲庫PCL 1.0釋出之前，PCD檔案格式就已經發展更新了許多版本。這些新舊不同的版本用PCD_Vx來編號(例如PCD_V5、PCD_V6和PCD_V7等)，分別代表PCD檔案的0.5版、0.6版和0.7版。在PCL中，用到的PCD檔案格式的正式釋出是0.7版，即PCD_V7。
PCD文由 “標頭檔案 + 點雲資料” 構成，標頭檔案聲明瞭該點雲資料集的基本特性。下面以PCD_V7版本的PCD檔案為例，對標頭檔案進行介紹。標頭檔案及部分點雲資料如下所示：
# .PCD v.5 - Point Cloud Data file format
VERSION .5
FIELDS x y z
SIZE 4 4 4
TYPE F F F
COUNT 1 1 1
WIDTH 397
HEIGHT 1
POINTS 397
DATA ascii
0.0054216 0.11349 0.040749
-0.0017447 0.11425 0.041273
-0.010661 0.11338 0.040916
0.026422 0.11499 0.032623
0.024545 0.12284 0.024255
0.034137 0.11316 0.02507
-
FIELDS:
指定本點雲資料集中任意一個點可以有的維度資訊和其他附加資訊。如：FIELDS x y z 指每個點都有xyz三個維度資訊，FIELDS x y z rgb 指每個點除了xyz維度資訊外還有顏色資訊等。
-
SIZE
儲存每個維度資訊佔用的位元組數(byte)。1指用char型資料儲存維度資訊，2指用short型資料儲存維度資訊，4指用int或float型資料儲存維度資訊，8指用double型資料儲存維度資訊。
-
TYPE
用字元指定每一個維度的資料型別。I表示有符號型別：int8(char),int16(short),int32(int);U表示無符號型別：uint8(unsigned char),uint 16(unsigned short),uint32(unsigned int);F表示浮點型float和double。
-
COUNT
每個維度包含的元素個數。
-
POINTS
點雲中點的總數，從0.7版本就開始顯得有點多餘，可能會在後續版本中捨去這個引數。
-
DATA
指定儲存點雲資料的資料儲存格式：ASCLL碼或二進位制資料。
3. OBJ
OBJ檔案是Alias|Wavefront公司為它的一套基於工作站的3D建模和動畫軟體"Advanced Visualizer"開發的一種標準3D模型檔案格式，很適合用於3D軟體模型之間的資料交換，比如你在3dsMax或LightWave中建了一個模型，想把它調到Maya裡面渲染或動畫，匯出OBJ檔案就是一種很好的選擇。
OBJ主要支援多邊形(Polygons)模型。不包含動畫、材質特性、貼圖路徑、動力學、粒子等資訊。
由於OBJ格式在資料交換方面的便捷性，目前大多數的三維CAD軟體都支援OBJ格式，大多數3D印表機也支援使用OBJ格式進行列印。
PS：雖然OBJ格式誕生得晚一些，也比STL有所進步，但並無實質區別。
4. PLY
典型的 PLY 檔案結構：
頭部
頂點列表
面片列表
（其他元素列表）
頭部是一系列以回車結尾的文字行，用來描述檔案的剩餘部分。頭部包含一個對每個元素型別的描述，包括元素名（如“邊”），這個元素在工程裡有多少，以及一個與這個元素關聯的不同屬性的列表。頭部還說明這個檔案是二進位制的或者是ASCII的。頭部後面的是一個每個元素型別的元素列表，按照在頭部中描述的順序出現。
下面是一個立方體的完整ASCII描述。相同工程的二進位制版本頭部的唯一不同是用詞 “binary_little_endian” 或者 “binary_big_endian” 替換詞“ascii”。大括號中的註釋不是檔案的一部分，它們是這個例子的註解。檔案中的註釋一般在 “comment”開始的關鍵詞定義行裡。
ply
format ascii 1.0 { ascii/二進位制，格式版本數 }
comment made by anonymous { 註釋關鍵詞說明，像其他行一樣 }
comment this file is a cube
element vertex 8 { 定義“vertex”（頂點）元素，在檔案中有8個 }
property float32 x { 頂點包含浮點座標“x”}
property float32 y { y 座標同樣是一個頂點屬性 }
property float32 z { z 也是座標 }
element face 6 { 在檔案裡有6個“face”（面片） }
property list uint8 int32 vertex_index { “vertex_indices”（頂點素引）是一列整數 }
end_header { 劃定頭部結尾 }
0 0 0 { 頂點列表的開始 }
0 0 1
0 1 1
0 1 0
1 0 0
1 0 1
1 1 1
1 1 0
4 0 1 2 3 { 面片列表開始 }
4 7 6 5 4
4 0 4 5 1
4 1 5 6 2
4 2 6 7 3
4 3 7 4 0
這個例子說明頭部的基本組成。頭部的每個部分都是以一個關鍵詞開頭以回車結尾的ASCII串。即使是頭部的開始和結尾（“ply”和“end_header”）也是以這種形式。因為字元“ply”是檔案的魔法數字，必須是檔案的頭四個字元。跟在檔案頭部開頭之後的是關鍵詞 “format” 和一個特定的ASCII或者二進位制的格式，接下來是一個版本號。再下面是多邊形檔案中每個元素的描述，在每個元素裡還有多屬性的說明。
另外一個立方體定義：
ply
format ascii 1.0
comment author: anonymous
comment object: another cube
element vertex 8
property float32 x
property float32 y
property float32 z
property red uint8 { 頂點顏色開始 }
property green uint8
property blue uint8
element face 7
property list uint8 int32 vertex_index { 每個面片的頂點個數 }
element edge 5 { 物體裡有5條邊 }
property int32 vertex1 { 邊的第一個頂點的索引 }
property int32 vertex2 { 第二個頂點的索引 }
property uint8 red { 邊顏色開始 }
property uint8 green
property uint8 blue
end_header
0 0 0 255 0 0 { 頂點列表開始 }
0 0 1 255 0 0
0 1 1 255 0 0
0 1 0 255 0 0
1 0 0 0 0 255
1 0 1 0 0 255
1 1 1 0 0 255
1 1 0 0 0 255
3 0 1 2 { 面片列表開始，從一個三角形開始 }
3 0 2 3 { 另一個三角形 }
4 7 6 5 4 { 現在是一些四邊形 }
4 0 4 5 1
4 1 5 6 2
4 2 6 7 3
4 3 7 4 0
0 1 255 255 255 { 邊列表開始，從白邊開始 }
1 2 255 255 255
2 3 255 255 255
3 0 255 255 255
2 0 0 0 0 { 以一個黑線結束 }
這個檔案為每個頂點指定一個紅、綠、藍值。為了說明變長vertex_index（頂點索引）的能力，物體的頭兩個面片是兩個三角形而不是一個四邊形。這 意味著物體的面片數是7。這個物體還包括一個邊列表。每條邊包括兩個指向說明邊的頂點的指標。每條邊也有一種顏色。上面定義的五條邊指定了顏色，使檔案裡 的兩個三角形高亮。前四條邊白色，它們包圍兩個三角形。最後一條邊是黑的，他是分割三角形的邊。
5. AMF
AMF是以目前3D印表機使用的“STL”格式為基礎、彌補了其弱點的資料格式，新格式能夠記錄顏色資訊、材料資訊及物體內部結構等。
AMF標準基於XML（可擴充套件標記語言）。採用XML有兩個好處，一是不僅能由計算機處理，人也能看懂，二是將來可通過增加標籤輕鬆擴充套件。新標準不僅可以記錄單一材質，還可對不同部位指定不同材質，能分級改變兩種材料的比例進行造型。造型物內部的結構用數字公式記錄。能夠指定在造型物表面印刷影象，還可指定3D列印時最高效的方向。另外，還能記錄作者的名字、模型的名稱等原始資料。
PS： 雖然AMF有成為新一代3D列印資料標準的潛力，但沒有巨頭支援是硬傷。
6. 3MF
另一大陣營就是由微軟牽頭的3MF聯盟，於2015年推出全新的3D列印格式——3MF（3D Manufacturing Format）。
相較於STL格式，3MF檔案格式能夠更完整地描述3D模型，除了幾何資訊外，還可以保持內部資訊、顏色、材料、紋理等其它特徵。
3MF同樣也是一種基於XML的資料格式，具有可擴充性。對於使用3D列印的消費者及從業者來說，3MF最大的好處是大品牌支援這個格式。
雖然來得晚，但是實力強啊！看看3MF聯盟的成員：Microsoft、Autodesk、Dassault Systems、Netfabb，SLM、惠普(HP)、Shapeways，個個都是巨頭！加上微軟宣佈WIN8.1和WIN10對3MF列印格式的支援，擺明了就是來搶班奪權的。