.stl 파일이란? 단위가 없는 이유와 Mac에서 여는 방법

삼각형뿐

STL은 원기둥도, 구멍도, 필렛도 모릅니다. 모든 표면을 평평한 삼각형으로 만들고, 삼각형마다 꼭짓점 세 개와 노멀, 즉 삼각형이 바깥을 향하는 방향을 저장합니다. 한 변이 20인 정육면체는 텍스트 형식에서 이렇게 시작합니다.

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

두 가지가 바로 눈에 띕니다. 숫자 20에는 단위가 없습니다. 20밀리미터일 수도, 20인치나 20미터일 수도 있습니다. 그리고 삼각형마다 꼭짓점을 다시 적습니다. 이웃 삼각형과 공유하는 꼭짓점도 마찬가지입니다. 파일을 읽는 프로그램이 메시를 직접 이어 붙여야 합니다.

그래서 둥근 형상에는 삼각형이 많이 필요합니다. 삼각형이 많을수록 모델은 매끄러워지고, 파일은 커집니다.

텍스트 또는 바이너리

확장자 하나 뒤에 두 가지 인코딩이 숨어 있습니다. 텍스트(ASCII)는 위에서 본 것입니다. 바이너리는 80바이트 헤더, 삼각형 개수, 그리고 삼각형마다 50바이트로 되어 있습니다. 따라서 바이너리 STL의 크기는 정확히 84 + 50 × 삼각형 개수입니다.

삼각형 12개로 된 같은 정육면체는 텍스트로 1,478바이트, 바이너리로 684바이트, 즉 84 + 12 × 50입니다. 큰 모델에서는 차이가 드러납니다. 삼각형 100만 개는 바이너리로 약 50 MB이고, 텍스트로는 훨씬 큽니다.

파일을 텍스트 편집기로 읽을 필요가 없다면 바이너리로 내보내세요. 텍스트 STL은 solid라는 단어로 시작하지만, 바이너리 헤더도 같은 단어로 시작할 수 있으니 주의하세요. 확실한 판별법은 크기입니다. 바이너리 파일은 위의 공식과 정확히 일치합니다.

모델이 25.4배 작게(또는 10배 다르게) 나오는 이유

STL 사양은 좌표가 임의의 단위라고 말합니다. 슬라이서는 보통 이를 밀리미터로 읽습니다. 그래서 인치로 설계한 모델은 25.4배, 센티미터로 설계한 모델은 10배 작게 들어옵니다. Prusa, Autodesk Fusion, Rhino, Bambu Lab 포럼에는 이 질문이 계속 올라옵니다.

슬라이싱하기 전에 치수를 확인하세요. 100 mm여야 할 상자가 3.9로 나온다면 인치였던 것입니다. 슬라이서에서 2540 %로 확대하세요. 밀리미터로 내보내거나, 단위를 기록하는 3MF를 쓰면 이 문제를 아예 피할 수 있습니다.

색: 서로 맞지 않는 두 가지 덧붙임

STL 표준에는 색이 없고, 텍스트 STL은 색을 담을 수 없습니다. 그래도 일부 프로그램은 바이너리 인코딩의 쓰이지 않는 바이트에 색을 저장하는데, 그 방식이 두 가지입니다. VisCAM과 SolidView는 삼각형마다 색을 넣고, Materialise Magics는 헤더에 색을 추가하며 삼각형마다 있는 같은 비트를 반대로 읽습니다. 파일을 읽는 프로그램은 그 파일이 어느 방식을 쓰는지 알 수 없으므로 색이 잘못 나옵니다.

Preview3D는 STL에서 색을 읽지 않고 모델을 중립적인 색으로 보여줍니다. 색이 있는 모델이 필요하다면 3MF를 쓰세요.

메시 오류

삼각형마다 자기 꼭짓점을 따로 가지고 있으므로, 이웃 삼각형이 실제로 맞닿는다는 보장이 없습니다. 내보낸 STL에는 구멍, 뒤집힌 삼각형, 두 개보다 많은 면이 공유하는 모서리(비다양체)가 흔하며, 그러면 슬라이서가 경고하거나 이를 수리합니다. Library of Congress는 이 문제를 이미 기록한 1997년과 2003년의 연구를 소개합니다.

STL의 기원

Chuck Hull은 1986년 자신의 광조형 특허를 상용화하려고 3D Systems를 공동 창업했고, STL은 CAD 데이터를 이 회사의 기계로 보내기 위해 만들어졌습니다. Library of Congress에 따르면 1988년에 처음 문서화되었으며, 1989년 10월의 사양이 마지막으로 발표된 것입니다. Paul Bourke와 Wikipedia는 Albert Consulting Group이 이를 개발했다고 밝힙니다.

원래 사양에는 이상한 규칙도 있었습니다. 모델 전체가 양의 좌표에 있어야 해서 0 아래로는 아무것도 둘 수 없었고, 슬라이싱을 빠르게 하려고 삼각형을 높이순으로 정렬하도록 권장했습니다. 이제 이 형식을 개발하는 사람은 없고, 관리 주체도 없습니다. Library of Congress가 인용한 Autodesk Meshmixer 문서는 이를 "the worst mesh format, ever"(역대 최악의 메시 형식)라고 불렀습니다. 그럼에도 여전히 3D 프린팅에서 가장 널리 쓰이는 형식입니다.

STL, 3MF, STEP 중 무엇을 쓸까?

출력하러 가는 완성된 부품이라면 STL로 충분합니다. 단위, 색, 또는 슬라이서 프로젝트 전체가 중요하다면 3MF가 더 낫습니다. 상대방이 부품을 수정하거나 제조할 수도 있다면 STEP을 보내세요. STL에서는 정확한 곡면을 복원할 수 없기 때문입니다.

Mac, iPad, iPhone에서 STL을 여는 방법

STL은 macOS가 자체적으로 아는 몇 안 되는 3D 형식 중 하나입니다. macOS 27(27.0.1에서 확인)에서는 미리보기가 이 파일을 열고, 스페이스바(훑어보기)와 Finder 미리보기 이미지에도 표시됩니다. 이전 버전에서는 경험이 엇갈립니다. Autodesk 포럼에는 OS X의 미리보기가 바이너리 STL을 열지 못한다는 불만이 있었습니다.

잠깐 보는 데는 이것으로 충분합니다. Preview3D는 미리보기가 하지 않는 것을 더해 줍니다.

• 모델 정보의 치수와 삼각형 개수: 파일이 슬라이서로 가기 전에 단위 실수를 잡을 수 있습니다
• 메시 검사: 구멍, 뒤집힌 삼각형, 두 개보다 많은 면이 공유하는 모서리, 분리된 파트
• 세 가지 보기(셰이딩, 셰이딩 + 모서리, 와이어프레임)와, STL에서는 모델을 알아보기 쉽게 해 주는 접힌 모서리 강조
• 여러 개의 분리된 바디로 된 모델을 위한 분해 슬라이더
• Mac에서는 STL을 OBJ나 PLY로 변환
• iPad, iPhone, Apple Vision Pro. iPad와 iPhone에서는 AR로 모델을 실제 크기로 책상 위에 세워 볼 수 있습니다. Preview3D는 STL을 밀리미터로 읽으므로 인치로 설계한 모델은 AR에서도 25.4배 작게 나타나고, 출력하기 전에 단위 실수를 알아챌 수 있습니다.

바이너리 STL을 첫 바이트가 아니라 크기로 판별하므로, 헤더가 solid로 시작하는 파일에도 속지 않습니다.

접힌 모서리와 세 가지 보기에 대해서는 셰이딩, 모서리, 와이어프레임: 한 모델을 보는 세 가지 방법에 정리했습니다.

자주 묻는 질문

STL은 어떤 단위인가요?

단위가 없습니다. 좌표는 그냥 숫자이며, 슬라이서는 보통 밀리미터로 읽습니다.

가져온 모델이 왜 아주 작게 나오나요?

인치로 설계되었을 가능성이 큽니다. 슬라이서에서 2540 %로 확대하거나, 밀리미터로 다시 내보내세요.

ASCII와 바이너리 STL 중 무엇으로 내보내야 하나요?

바이너리입니다. 훨씬 작습니다.

STL에 색을 담을 수 있나요?

표준으로는 안 됩니다. 일부 프로그램이 바이너리 인코딩에 색을 저장하지만, 서로 호환되지 않는 두 가지 방식입니다. 색이 필요하면 3MF를 쓰세요.

STL을 STEP으로 변환할 수 있나요?

형식상으로는 가능하지만, 삼각형은 삼각형으로 남습니다. STL에서 정확한 원기둥과 구멍은 돌아오지 않습니다.

Mac은 다른 앱 없이 STL을 여나요?

macOS 27에서는 그렇습니다. 미리보기가 파일을 열고 훑어보기가 보여줍니다. 다만 Apple 가이드에 따르면 미리보기는 3D 모델을 USD나 USDZ로만 저장할 수 있고, 출력용 다른 형식으로는 저장할 수 없습니다.

관련 페이지

• .3mf 파일 – 단위와 색이 있는 메시
• .step 및 .stp 파일 – CAD의 정확한 지오메트리

출처

• Library of Congress: STL, 바이너리 STL, ASCII STL – 역사, 색 덧붙임, 메시 오류
• Marshall Burns: STL Format – 1989년 사양의 재수록, 단위, 양의 좌표
• Paul Bourke: STL format – 바이너리 인코딩
• IANA: model/stl
• Apple: Model I/O와 STL
• Apple: 미리보기에서 3D 파일 내보내기
• Prusa 포럼: PrusaSlicer로 가져온 STL이 너무 작음
• Autodesk 포럼: OS X 미리보기의 STL

잘못된 크기로 열렸거나 메시 오류로 슬라이서가 거부한 STL을 만난 적이 있나요? 어느 프로그램에서 나온 파일인지 apps@xfanta.com으로 알려 주시면 여기에 추가하겠습니다.