什么是 .stl 文件？为什么它没有单位，以及如何在 Mac 上打开它

只有三角形

STL 不知道什么是圆柱、孔或圆角。它用平面三角形拼出每一个曲面，并为每个三角形存储三个顶点和一个法线——三角形朝外的方向。一个边长为 20 的立方体，文本形式是这样开头的：

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

有两点一眼就能看出来。数字 20 没有单位：可能是 20 毫米、20 英寸，也可能是 20 米。而且每个三角形都会把它的顶点重新写一遍，包括与相邻三角形共用的顶点。读取文件的程序必须自己把网格缝合起来。

所以一个圆润的形状需要大量三角形。三角形越多，模型越平滑——文件也越大。

文本还是二进制

同一个扩展名背后有两种编码。文本（ASCII）就是上面看到的样子。二进制则有一个 80 字节的文件头、三角形数量，然后每个三角形占 50 字节。所以二进制 STL 的大小恰好是 84 + 50 × 三角形数量。

同一个有 12 个三角形的立方体，文本形式是 1,478 字节，二进制是 684 字节——正好是 84 + 12 × 50。模型大时差别就明显了：一百万个三角形的二进制文件约 50 MB，文本形式则要大得多。

除非你需要在文本编辑器中阅读文件，否则请导出二进制。文本 STL 以单词 solid 开头——但要注意，二进制文件头也可能以同一个单词开头。可靠的判断方法是看大小：二进制文件的大小与上面的公式完全吻合。

为什么你的模型小了 25.4 倍（或差了 10 倍）

STL 规范说坐标采用任意单位。切片软件通常把它们当作毫米读取。所以以英寸设计的模型导入后会小 25.4 倍，以厘米设计的会小 10 倍。Prusa、Autodesk Fusion、Rhino 和 Bambu Lab 的论坛上一再有人问这个问题。

切片之前先检查尺寸。如果一个本应是 100 mm 的盒子量出来是 3.9，那它原本是英寸：在切片软件中把它缩放到 2540%。以毫米导出，或者使用会记录单位的 3MF，就能彻底避免这个问题。

颜色：两种互不兼容的附加方案

STL 标准里没有颜色，文本 STL 也无法保存颜色。尽管如此，一些程序还是把颜色存进二进制编码中未使用的字节里，方式有两种。VisCAM 和 SolidView 为每个三角形存一种颜色；Materialise Magics 则在文件头中加一种颜色，并以相反的方式解读同一个逐三角形的位。读取程序无法分辨文件用的是哪种约定，所以颜色会出错。

Preview3D 不读取 STL 中的颜色，会以中性色显示模型。如果你需要带颜色的模型，请使用 3MF。

网格错误

由于每个三角形都带着自己的顶点，没有什么能保证相邻的三角形真正接合。导出的 STL 经常有孔洞、翻转的三角形，或被两个以上的面共用的边（非流形），切片软件随后会报错或修复它们。Library of Congress 提到了 1997 年和 2003 年的研究，那时就已记录了这种情况。

STL 从何而来

Chuck Hull 于 1986 年参与创立了 3D Systems，以将他的立体光刻专利商业化，而 STL 就是为了把 CAD 数据送进它的机器而制定的。根据 Library of Congress 的说法，它最早在 1988 年有文档记录；1989 年 10 月的规范是最后一次发布的版本。Paul Bourke 和 Wikipedia 认为它是由 Albert Consulting Group 开发的。

最初的规范有一些奇怪的规定。整个模型必须位于正坐标中，不能有任何低于零的部分；它还建议按高度对三角形排序，以加快切片。这种格式已经没有人再开发，也没有维护者。按照 Library of Congress 的引用，Autodesk 的 Meshmixer 文档称它为“有史以来最糟糕的网格格式”（the worst mesh format, ever）。它仍然是 3D 打印中最普及的格式。

STL、3MF 还是 STEP？

对于要拿去打印的成品零件，STL 就够了。当单位、颜色或整个切片项目很重要时，3MF 是更好的选择。只要对方可能要编辑或制造这个零件，就发送 STEP，因为精确曲面无法从 STL 中恢复。

如何在 Mac、iPad 和 iPhone 上打开 STL

STL 是 macOS 自己就认识的少数 3D 格式之一。在 macOS 27 上（在 27.0.1 上核实过），预览可以打开它，按空格键（快速查看）和访达缩略图也都能显示它。在较旧的版本上情况不一；在 Autodesk 论坛上，有人抱怨 OS X 中的预览打不开二进制 STL。

如果只是快速看一眼，这就够了。Preview3D 补充了预览做不到的事：

• 模型信息中的尺寸和三角形数量，让你在文件送进切片软件之前发现单位错误；
• 网格检查：孔洞、翻转的三角形、被两个以上的面共用的边，以及独立部件；
• 三种视图——着色、着色加边线和线框——对于 STL，还会突出显示折边线，让模型依然清晰可读；
• 用于由多个独立实体组成的模型的爆炸视图滑块；
• 在 Mac 上，把 STL 转换为 OBJ 或 PLY；
• iPad、iPhone 和 Apple Vision Pro。在 iPad 和 iPhone 上，AR 会把模型以真实大小立在你的桌上。Preview3D 把 STL 按毫米读取，所以以英寸设计的模型在那里也会小 25.4 倍，你就能在打印之前发现单位错误。

它根据大小而不是开头的字节来识别二进制 STL，所以文件头以 solid 开头的文件骗不了它。

关于折边线和三种视图，我写了《着色、加边线还是线框：用三种方式看同一个模型》。

常见问题

STL 用的是什么单位？

没有单位。坐标只是数字，切片软件通常把它们当作毫米读取。

为什么我的模型导入后变得很小？

最可能是因为它以英寸设计。在切片软件中把它缩放到 2540%，或者以毫米重新导出。

应该导出 ASCII 还是二进制 STL？

二进制。它小得多。

STL 能保存颜色吗？

按标准不能。有些程序把颜色存在二进制编码中，但方式有两种，互不兼容。需要颜色的话，请使用 3MF。

STL 能转换为 STEP 吗？

形式上可以，但三角形仍然是三角形。精确的圆柱和孔无法从 STL 中恢复。

Mac 不装其他应用能打开 STL 吗？

在 macOS 27 上可以：预览能打开它，快速查看也能显示它。不过根据 Apple 的指南，预览只能把 3D 模型存储为 USD 或 USDZ，而不能存储为其他用于打印的格式。

相关页面

• .3mf 文件——带单位和颜色的网格
• .step 和 .stp 文件——来自 CAD 的精确几何

资料来源

• Library of Congress：STL、二进制 STL 和 ASCII STL——历史、颜色附加方案、网格错误
• Marshall Burns：STL Format——1989 年规范的重印版，单位，正坐标
• Paul Bourke：STL format——二进制编码
• IANA：model/stl
• Apple：Model I/O 与 STL
• Apple：在预览中导出 3D 文件
• Prusa 论坛：导入 PrusaSlicer 后 STL 太小
• Autodesk 论坛：OS X 预览中的 STL

你是否遇到过打开后尺寸不对的 STL，或者因为网格错误被切片软件拒绝的 STL？请写信到 apps@xfanta.com，告诉我它来自哪个程序，我会把它补充到这里。