Conheça 8 principais arquivos 3D em detalhes

Até agora, discutimos os diferentes recursos que os formatos de arquivo 3D implementam e como você pode escolher o formato de arquivo 3D ideal com base nesse conhecimento (ver antigo anterior). Agora, vamos dar uma olhada nos 8 formatos de arquivo 3D mais importantes e descobrir quais desses recursos eles suportam, quão populares eles são e quais indústrias os utilizam mais.

Se você estiver procurando informações sobre um determinado formato de arquivo 3D, poderá pular os outros e ir direto para o formato desejado.

  1. STL
  2. OBJ
  3. FBX
  4. COLLADA
  5. 3DS
  6. IGES
  7. STEP
  8. VRML e X3D

Formato de arquivos 3D: STL

STL (STereoLithography) é um dos mais importantes formatos de arquivos 3D neutros no domínio da impressão 3D, prototipagem rápida e fabricação auxiliada por computador. É nativo do software CAD estereolitográfico produzido pela 3D Systems. A extensão do arquivo correspondente é .STL.

STL é um dos mais antigos formatos de arquivo 3D e foi criado em 1987 por Chuck Hull, atualmente o CTO da 3D Systems. Ele também inventou a primeira impressora 3D estereolitográfica do mundo. O formato de arquivo STL foi criado posteriormente como uma maneira simples de transferir informações sobre modelos CAD 3D para esta impressora 3D.

Características principais

STL codifica a geometria da superfície de um modelo 3D aproximadamente usando uma malha triangular. Como foi um dos primeiros formatos de arquivo 3D a explorar mosaicos como uma forma de codificar a geometria da superfície, ele possui vários “backronyms”, como “Linguagem Padrão de Mosaico” e “Linguagem Padrão de Triângulos”.

STL ignora aparência, cena e animações. É um dos formatos de arquivo 3D mais simples e mais enxutos disponíveis atualmente. O formato STL especifica representações ASCII e binárias. Arquivos binários são mais comuns, pois são mais compactos.

Popularidade e perspectivas futuras

Desde sua invenção, o formato de arquivo STL foi rapidamente adotado pelas indústrias de prototipagem rápida, impressão 3D e manufatura auxiliada por computador. Ainda é o formato de arquivo mais usado na impressão 3D.

O reinado da extensão STL sobre a impressão 3D pode terminar em breve. Nos últimos anos, a tecnologia de impressão 3D avançou rapidamente. A fidelidade dos processos de impressão está atingindo a precisão no nível de mícrons. Como o STL é um formato aproximado, ele precisa de facetas triangulares muito pequenas para atingir essa resolução, produzindo arquivos enormes e pesados ​​no processo. Em segundo lugar, muitas impressoras 3D agora permitem a impressão em cores, uma tecnologia que se tornará mais difundida no futuro próximo. STL não pode codificar informações de cores e é inútil para esse fim. Por esses motivos, o reinado da STL no mundo da impressão 3D pode não durar muito e formatos como OBJ, 3MF ou AMF podem substituí-lo.

Quais indústrias o utilizam?

Impressão 3D, prototipagem rápida, fabricação assistida por computador.

Formato de arquivos 3D: OBJ

O formato de arquivo OBJ é outro peso pesado neutro no campo da impressão 3D. Também é amplamente utilizado em gráficos 3D. Foi desenvolvido pela Wavefront Technologies para o seu pacote de animação de visualização avançada. O formato do arquivo 3D tem a extensão .OBJ.

Características principais

O formato do arquivo OBJ suporta codificação aproximada e precisa da geometria da superfície. Ao usar a codificação aproximada, ela não restringe a malha da superfície a facetas triangulares. Se o usuário quiser, ele pode usar polígonos como quadriláteros. Ao usar codificação precisa, ele usa curvas suaves e superfícies como NURBS.

O formato OBJ pode codificar informações de cor e textura. Essas informações são armazenadas em um arquivo separado com a extensão .MTL (Material Template Library). Não suporta nenhum tipo de animação. O formato especifica as codificações ASCII e binária, mas apenas a codificação ASCII é de código aberto.

Popularidade e perspectivas futuras

O formato de arquivo OBJ, por ser neutro ou aberto, é um dos formatos de intercâmbio mais populares para gráficos 3D. Também está ganhando força na indústria de impressão 3D à medida que a indústria avança na impressão em cores.

Quais indústrias o utilizam?

Gráficos 3D, impressão 3D.

Formato de arquivos 3D: FBX

O FBX é um formato de arquivo proprietário amplamente usado na indústria cinematográfica e nos videogames. Foi originalmente desenvolvido pela Kaydara, mas foi comprado pela Autodesk em 2006. Desde a aquisição, o AutoDesk usa o FBX como um formato de intercâmbio para seu próprio portfólio, que inclui AutoCAD, Fusion 360, Maya, 3DS Max e outros pacotes de software.

Características principais

O formato de arquivo FBX suporta propriedades relacionadas à geometria e aparência, como cores e texturas. Ele também suporta animações esqueléticas e morphs. Os arquivos binários e ASCII são suportados.

Popularidade e perspectivas futuras

O FBX é uma das opções mais populares para animação. Além disso, também é usado como um formato de troca que facilita a compatibilidade entre o 3DS Max, Maya, MotionBuilder, Mudbox e outros softwares proprietários.

Quais indústrias o utilizam?

Indústria de videogame e indústria cinematográfica.

Formato de arquivos 3D: COLLADA

Collada é um formato de arquivo neutro usado fortemente na indústria de videogames e filmes. É gerenciado pelo consórcio de tecnologia sem fins lucrativos, o Khronos Group. A extensão do arquivo para o formato COLLADA é .DAE.

Características principais

O formato COLLADA suporta geometria, propriedades relacionadas à aparência, como cor, material, texturas e animação. Além disso, é um dos formatos raros que suporta cinemática e física. O formato COLLADA armazena dados usando a linguagem de marcação XML.

Popularidade e perspectivas futuras

A intenção original por trás do formato COLLADA era tornar-se um padrão entre os formatos de arquivo 3D. De fato, em 2013, foi adotada pela ISO como uma especificação disponível ao público, ISO / PAS 17506. Como resultado dessa história, muitos softwares de modelagem 3D suportam o formato COLLADA.

No entanto, o consenso é que o formato COLLADA não acompanhou os tempos. O formato COLLADA já foi amplamente utilizado como um formato de intercâmbio para o Autodesk Max / Maya na indústria cinematográfica, mas a indústria está optando mais pelo OBJ, FBX e Alembic.

Quais indústrias o utilizam?

Indústria cinematográfica e indústria de videogames.

Formato de arquivos 3D: 3DS

O 3DS é um formato de arquivo proprietário, nativo do antigo Autodesk 3D Studio DOS, um popular software de modelagem que foi posteriormente substituído por seu sucessor, o 3D Studio MAX, em 1996. Desenvolvido nos anos 90, é um dos mais antigos formatos de arquivo 3D. Tornou-se um dos padrões da indústria de fato para armazenar modelos 3D ou para trocar entre dois outros formatos proprietários.

Características principais

O formato de arquivo 3DS mantém apenas as informações mais básicas sobre geometria, aparência, cena e animação. Ele usa uma malha triangular para codificar a geometria da superfície aproximadamente, o número total de triângulos sendo limitado a 65536. Ele armazena propriedades relacionadas à aparência como cor, textura, material, transmissividade etc. Informações da cena, como posição da câmera, luzes também podem ser armazenadas, mas o formato não suporta fontes de luz direcionais.

O formato 3DS especifica uma codificação binária e armazena informações em pedaços. Isso permite que os analisadores pulem trechos que não reconhecem e permitem extensões para o formato.

Popularidade e perspectivas futuras

Sendo um dos formatos de arquivo mais antigos, o 3DS se tornou um padrão para armazenar modelos 3D e trocar entre outros formatos de arquivo 3D. Praticamente todos os pacotes de software 3D são compatíveis. No entanto, como esse formato retém apenas as informações mais básicas sobre o modelo 3D, ele não pode ser usado em situações em que não se deseja perder informações. Nesse caso, esse formato precisa ser complementado pelo formato MAX (agora substituído pelo formato PRJ), que contém informações adicionais específicas do Autodesk 3DS Max, para permitir que uma cena seja completamente salva/carregada.

Quais indústrias o utilizam?

Arquitetura, engenharia, educação e fabricação.

Formato de arquivos 3D: IGES

IGES (pronuncia-Áiges) é um temporizador antigo neutro. Foi desenvolvido em meados dos anos setenta pela Força Aérea dos EUA.

Naquela época, a Força Aérea costumava perder muito tempo no tedioso processo de compartilhamento e conversão de dados entre sistemas proprietários usados ​​por seus fornecedores. A situação era especialmente ruim em projetos maiores, como porta-aviões ou sistemas de entrega de mísseis, envolvendo centenas de fornecedores. O formato IGES foi desenvolvido pela Força Aérea em parceria com a Boeing e outros, a fim de servir como um formato de intercâmbio que pode ser compartilhado em todos os sistemas CAD. Desde os anos 80, o Departamento de Defesa dos EUA exige que todos os contratos de defesa e armas usem o IGES como formato de arquivo padrão. A extensão do arquivo correspondente ao formato IGES é .IGS ou .IGES.

Características principais

O formato IGES é uma codificação ASCII extremamente flexível quando se trata de representar a geometria da superfície. Tem a capacidade de usar diagramas de circuitos, wireframes, superfícies precisas de forma livre ou CSG para armazenar informações relacionadas à geometria. O formato também pode armazenar cores, mas não suporta propriedades do material, como texturas, tipo de material etc. A animação também não é suportada.

Popularidade e perspectivas futuras

O IGES desfruta de grande popularidade desde que foi inventado nos anos 70. Foi adotado como padrão nacional em muitos países, como Reino Unido e Austrália. Praticamente todos os softwares de CAD são compatíveis.

O formato de arquivo IGES não é mais desenvolvido e ainda é amplamente utilizado para transferir dados entre os programas de software CAD, CAM e CAE. É uma escolha popular para modelagem 3D, criação de desenhos técnicos e design de produto. Tem a reputação de ser uma boa escolha para amadores em 3D; artistas profissionais em 3D agora preferem seu sucessor STEP.

Quais indústrias o utilizam?

Indústria de defesa e no campo da engenharia.

Formato de arquivos 3D: STEP

O STEP (padrão para troca de dados do produto) ou ISO 10303 foi desenvolvido como sucessor do formato de arquivo IGES. O formato de arquivo correspondente é .STP.

O objetivo declarado oficialmente de desenvolver o STEP era criar um mecanismo capaz de descrever os dados de um produto ao longo do seu ciclo de vida, independente de qualquer sistema em particular. No entanto, devido à complexidade e tamanho do padrão original, posteriormente foi dividido em especificações modulares menores em quatro versões principais.

Características principais

O formato STEP suporta todos os recursos suportados pelo formato IGES. Além disso, também pode codificar topologia, tolerâncias geométricas, propriedades do material, como texturas, tipos de materiais e outros dados complexos do produto.

Popularidade e perspectivas futuras

O STEP, assim como o IGES, é um formato popular para intercâmbio de dados entre os programas de software CAD, CAM e CAE. Para compatibilidade, ainda é aconselhável usar o IGES, pois é o formato mais comum e com maior probabilidade de funcionar com o software da parte receptora. No entanto, para casos de uso em que é necessário transferir informações relacionadas à aparência do modelo, tolerâncias das peças etc., STEP é o formato indicado.

Quais indústrias o utilizam?

Engenharia automotiva e aeronáutica, construção de edifícios etc.

Formato de arquivos 3D: VRML e X3D

O último formato de arquivo 3D que discutiremos é VRML e X3D. VRML (pronunciado vermal e com a extensão de arquivo .WRL) significa Virtual Reality Modeling Language. É um formato de arquivo 3D que foi desenvolvido para a World Wide Web. Foi sucedido por X3D.

O termo VRML foi cunhado pela primeira vez em um artigo de Dave Raggett, intitulado “Estendendo a WWW para suportar a realidade virtual independente da plataforma”, submetido à primeira conferência da World Wide Web em 1994. Levou mais três anos até que uma versão madura do formato VRML97 fosse criada e se tornou um padrão ISO.

O VRML97 foi usado em algumas páginas pessoais e sites de bate-papo em 3D, como o “CyberTown”. No entanto, o formato falhou em obter uma adoção significativa. Além disso, os recursos do VRML permaneceram estagnados, enquanto os gráficos 3D em tempo real melhoraram rapidamente. Eventualmente, o consórcio VRML mudou seu nome para Web3D Consortium e começou a desenvolver o sucessor do formato VRML, o X3D, lançado em 2001.

Características principais

X3D é um formato de arquivo 3D baseado em XML. Ele suporta todos os recursos do formato VRML, além de algumas adições.

O formato VRML usa uma malha poligonal para codificar a geometria da superfície e pode armazenar informações relacionadas à aparência, como cor, textura, transparência etc. O formato X3D adiciona a codificação NURBS da geometria da superfície, a capacidade de armazenar informações relacionadas à cena e o suporte para animação.

Popularidade e perspectivas futuras

O objetivo do X3D é se tornar o formato de arquivo 3D padrão para a web. Em particular, os applets X3D podem ser executados em um navegador e exibir conteúdo em 3D usando a tecnologia gráfica OpenGL 3D. O X3D também foi projetado para integrar-se perfeitamente às páginas HTML5, como o formato SVG para imagens. No entanto, até o presente momento, o formato não recebeu ampla aceitação.

Quais indústrias o utilizam?

Internet e web.

Conclusão

Encerramos uma discussão sobre os 8 formatos de arquivo 3D mais importantes, com foco em seus recursos, popularidade e casos de uso.

A seguir, o apêndice contém muitas informações sobre a compatibilidade desses formatos de arquivo 3D com os softwares e mecanismos de modelagem 3D mais populares. Ele também possui uma tabela para análise comparativa dos conjuntos de recursos desses formatos de arquivo 3D.

Apêndice

1. Matriz de recursos dos 8 formatos de arquivo 3D mais populares

Verde indica suportado, vermelho indica não suportado
FormatoGeometriaAparênciaCenaAnimação
Malha aproximadaMalha PrecisaCSGCorMaterialTexturaCâmeraLuzesPosição Relativa
STL
OBJ
FBX
COLLADA
3DS
IGES
STEP
X3D

2. Suporte de importação/exportação em softwares e mecanismos populares de modelagem 3D

STLOBJFBXCOLLADA3DSIGESSTEPVRMLX3D
SketchupNãoExportaExportaAmbosAmbosNãoNãoExportaNão
SolidworksAmbosAmbosNãoNãoAmbosAmbosAmbosAmbosNão
Fusion 360AmbosImportaAmbosNãoNãoAmbosAmbosNãoNão
AutoCADNãoNãoAmbosNãoImportaAmbosImportaNãoNão
BlenderAmbosAmbosAmbosAmbosAmbosNãoNãoAmbosAmbos
RhinoAmbosAmbosAmbosExportaImportaImportaImportaAmbosExporta
Cinema4DAmbosAmbosAmbosAmbosAmbosImportaNãoAmbosNão
UnityNãoImportaImportaImportaImportaNãoNãoNãoNão

Licença: O texto de “Formatos de arquivo 3D mais comuns em 2019” da All3DP está licenciado sob uma Licença Internacional Creative Commons Attribution 4.0.

Artigo escrito por: Dibya Chakravorty

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