Soubor .stl: co je STL, proč nemá jednotky a jak ho otevřít na Macu

Jen trojúhelníky

STL nezná válec, otvor ani zaoblení. Každou plochu skládá z rovných trojúhelníků a u každého ukládá tři vrcholy a normálu, tedy směr, kterým trojúhelník míří ven. Takhle začíná krychle o hraně 20 v textové podobě:

solid cube
  facet normal 0 0 -1
    outer loop
      vertex 0 0 0
      vertex 0 20 0
      vertex 20 20 0
    endloop
  endfacet

Dvě věci jsou na tom vidět hned. Číslo 20 nemá jednotku: může to být 20 milimetrů, palců i metrů. A každý trojúhelník si své vrcholy píše znovu, i když je sdílí se sousedy. Program, který soubor čte, musí síť teprve poskládat dohromady.

Zaoblený tvar proto potřebuje hodně trojúhelníků. Čím jich je víc, tím je model hladší a soubor větší.

Textový, nebo binární

Pod jednou příponou se skrývají dva zápisy. Textový (ASCII) vidíte výše. Binární má 80bajtovou hlavičku, počet trojúhelníků a pak 50 bajtů na každý trojúhelník. Velikost binárního STL je proto přesně 84 + 50 × počet trojúhelníků.

Stejná krychle s 12 trojúhelníky má jako text 1 478 bajtů, binárně 684 bajtů, tedy 84 + 12 × 50. U velkých modelů je to znát: milion trojúhelníků je binárně asi 50 MB a textově mnohem víc.

Exportujte binárně, pokud nepotřebujete soubor číst v textovém editoru. Textový STL začíná slovem solid, ale pozor, binární hlavička může začínat stejným slovem. Spolehlivě se binární soubor pozná podle velikosti, která přesně odpovídá vzorci výše.

Proč je model 25,4× menší (nebo 10× větší)

Specifikace STL říká, že souřadnice jsou v libovolných jednotkách. Slicery je obvykle berou jako milimetry. Model navržený v palcích proto po importu vyjde 25,4× menší, model v centimetrech 10× menší. Na fórech Prusa, Autodesk Fusion, Rhino i Bambu Lab se na to lidé ptají pořád dokola.

Než začnete krájet, podívejte se na rozměry. Pokud krabička, která má mít 100 mm, měří 3,9, byla v palcích: zvětšete ji ve sliceru na 2540 %. Vyhnout se tomu jde exportem v milimetrech, nebo formátem 3MF, který jednotku zapisuje.

Barvy: dvě nadstavby, které spolu nejdou

Norma STL barvy nezná a textový STL je uložit neumí. Některé programy je ale ukládají do nevyužitých bajtů binárního zápisu, a to dvěma způsoby. VisCAM a SolidView dávají barvu ke každému trojúhelníku, Materialise Magics k tomu přidává barvu v hlavičce a stejný bit u trojúhelníku chápe opačně. Čtenář nepozná, kterou z nich soubor používá, a barvy pak vyjdou špatně.

Preview3D barvy z STL nečte a model ukáže v neutrální barvě. Pokud potřebujete barevný model, použijte 3MF.

Chyby v síti

Protože si každý trojúhelník nese vlastní vrcholy, nic nehlídá, jestli na sebe sousedé opravdu navazují. Exportované STL proto často mají díry, otočené trojúhelníky nebo hrany sdílené víc než dvěma plochami (non-manifold), a slicer je pak hlásí nebo opravuje. Library of Congress tyhle potíže zmiňuje už ze studií z let 1997 a 2003.

Kde se STL vzal

Chuck Hull v roce 1986 spoluzaložil firmu 3D Systems, aby komerčně využil svůj patent na stereolitografii, a STL vznikl, aby se do jejích strojů dostala data z CADu. Podle Library of Congress je poprvé popsaný v roce 1988, specifikace z října 1989 je poslední vydaná. Paul Bourke a Wikipedie připisují jeho vývoj firmě Albert Consulting Group.

Původní specifikace měla zvláštní pravidla. Celý model musel ležet v kladných souřadnicích, nic pod nulou, a specifikace doporučovala seřadit trojúhelníky podle výšky, aby se rychleji krájelo. Nikdo formát dál nevyvíjí a nemá správce. Dokumentace Autodesk Meshmixeru ho podle Library of Congress označila za „the worst mesh format, ever“. Přesto je dodnes nejrozšířenějším formátem pro 3D tisk.

STL, 3MF, nebo STEP?

STL stačí na hotový díl, který pošlete na tisk. 3MF se hodí, když záleží na jednotkách, barvách nebo celém projektu ze sliceru. STEP posílejte, kdykoli může druhá strana díl chtít upravit nebo vyrobit, protože z STL se přesné plochy vrátit nedají. Víc v článku STEP, STL, nebo 3MF? Který formát poslat dál.

Jak otevřít STL na Macu, iPadu a iPhonu

STL je jeden z mála 3D formátů, které macOS zná sám. Na macOS 27 (ověřeno na 27.0.1) ho otevře Náhled a zobrazí mezerník (Quick Look) i Finder v miniatuře. Na starších verzích se zkušenosti liší. Na fóru Autodesku si lidé stěžovali, že binární STL Náhled v OS X neotevřel.

Na prosté prohlédnutí to stačí. Preview3D přidá to, co Náhled neumí:

• v Info o modelu rozměry a počet trojúhelníků, takže chybu v jednotkách poznáte dřív, než soubor dáte do sliceru,
• kontrolu sítě: díry, otočené trojúhelníky, hrany sdílené víc než dvěma plochami a oddělené díly,
• tři zobrazení: plošně, s hranami a drátěně, a u STL zvýrazněné lomové hrany, aby model zůstal čitelný,
• rozložení modelu z více oddělených těles posuvníkem,
• na Macu převod STL na OBJ nebo PLY,
• iPad, iPhone a Apple Vision Pro. Na iPadu a iPhonu postavíte model v AR na stůl ve skutečné velikosti. Preview3D bere STL jako milimetry, takže model navržený v palcích se i tady ukáže 25,4× menší a chybu v jednotkách poznáte dřív, než ho vytisknete.

Binární STL poznává podle velikosti, ne podle prvních bajtů, takže ho nespletou ani soubory, jejichž hlavička začíná slovem solid.

O lomových hranách a třech zobrazeních píšu v článku Plošně, s hranami, nebo drátěně: tři pohledy na jeden model.

Časté otázky

V jakých jednotkách je STL?

V žádných. Souřadnice jsou jen čísla a slicery je obvykle berou jako milimetry.

Proč je můj model po importu malinký?

Nejspíš byl navržený v palcích. Zvětšete ho ve sliceru na 2540 %, nebo ho exportujte znovu v milimetrech.

Mám exportovat ASCII, nebo binární STL?

Binární. Je výrazně menší.

Může STL obsahovat barvy?

Podle normy ne. Některé programy barvy ukládají do binárního zápisu, ale dvěma navzájem nekompatibilními způsoby. Pro barvy použijte 3MF.

Dá se STL převést na STEP?

Formálně ano, ale trojúhelníky zůstanou trojúhelníky. Přesné válce a otvory se z STL nevrátí.

Otevře Mac STL bez další aplikace?

Na macOS 27 ano: Náhled ho otevře a Quick Look ukáže. Uložit ho Náhled podle návodu Apple umí jen jako USD nebo USDZ, ne jako jiný formát pro tisk.

Související stránky

• Soubor .3mf – síť s jednotkami a barvami
• Soubor .step a .stp – přesná geometrie z CADu
• STEP, STL, nebo 3MF? Který formát poslat dál

Zdroje

• Library of Congress: STL, binární STL a ASCII STL – historie, barevné nadstavby, chyby v síti
• Marshall Burns: STL Format – přepis specifikace z roku 1989, jednotky, kladné souřadnice
• Paul Bourke: STL format – binární zápis
• IANA: model/stl
• Apple: Model I/O a STL
• Apple: export 3D souboru v Náhledu
• Fórum Prusa: STL po importu do PrusaSliceru příliš malý
• Fórum Autodesk: STL v Náhledu v OS X

Narazili jste na STL, které se otevřelo ve špatné velikosti, nebo které slicer odmítl kvůli chybám v síti? Napište mi na apps@xfanta.com, z jakého programu bylo – doplním to sem.