Convertire PLY in STL

Gli scanner fotogrammetrici e a luce strutturata scrivono PLY per un motivo sopra tutti gli altri: il formato permette a ogni vertice di portare rosso, verde e blu, quindi l'aspetto dell'oggetto viaggia con la sua forma senza un atlante di texture o un secondo file. Ecco perché la scansione di un intaglio o di un volto assomiglia alla cosa da cui viene quando la si apre in MeshLab.

STL, pubblicato da 3D Systems nel 1987, non ha colore, materiali, attributi né metadati. Sono i triangoli e solo i triangoli. Convertire quindi riduce una scansione alla sua sagoma in tre dimensioni, il che è esattamente giusto se verrà stampata in un solo materiale e una perdita genuina se qualcuno intendeva guardarla. Si decide quale prima di convertire, perché il PLY è l'unica copia che ce l'ha.

Se il proprio PLY contiene vertici e non dichiara facce, la conversione si ferma con un messaggio che lo dice. Non è una lacuna del convertitore — è la risposta corretta. Una nuvola di punti è un insieme di campioni senza superficie tra loro, e produrre una superficie da essa è ricostruzione: un'operazione di modellazione con parametri, compromessi e un risultato da ispezionare.

Il lavoro appartiene a uno strumento costruito per farlo. MeshLab e CloudCompare offrono entrambi ricostruzione di superficie Poisson e ball-pivoting, il software del proprio scanner ha quasi certamente un passo di meshing, e Open3D espone entrambi da Python. Si esegue uno di quelli, si controlla il risultato, poi si converte il PLY meshato qui. Un convertitore che indovinasse silenziosamente una superficie produrrebbe un file che stampa qualcosa mai approvato.

Binario, sempre. Ottanta byte di testo d'intestazione, un conteggio triangoli little-endian a quattro byte, poi cinquanta byte per triangolo: dodici per una normale di faccia, trentasei per tre vertici come float32, e due byte attributo inutilizzati lasciati a zero. Il totale è esattamente 84 + 50n, che è anche come un lettore distingue un STL binario da uno ASCII.

La normale di faccia viene ricalcolata dall'ordine di avvolgimento dei tre vertici e normalizzata, piuttosto che portata da qualcosa nel PLY. Diversi slicer ignorano del tutto il valore memorizzato perché così tanti scrittori lo sbagliano, ma scriverne uno corretto non costa nulla e il formato ha uno spazio per esso. Nient'altro in quei cinquanta byte è disponibile per contenere ciò che il PLY aveva.

Né PLY né STL dichiarano un'unità, quindi le coordinate vengono copiate senza modifiche e la conversione non può sbagliare la scala. Non può nemmeno farla giusta, e quella distinzione conta più per i dati scannerizzati che per qualsiasi altra cosa in questa categoria.

Una scansione a luce strutturata o laser di solito esce in millimetri perché il dispositivo conosce la propria geometria. Una ricostruzione fotogrammetrica da fotografie no: la sua scala è arbitraria finché non le si dà un riferimento, e una mesh che sembra un oggetto da 200 mm può portare coordinate a una sola cifra. Si misura una caratteristica di dimensione nota, si applica il fattore in MeshLab o nel proprio slicer, e solo dopo si carica. Un servizio di stampa che preventiva sulla scala sbagliata preventiva sul pezzo sbagliato.

Una scansione ha buchi dove lo scanner non poteva vedere: sottosquadri, il lato inferiore su cui l'oggetto poggiava, superfici scure o lucide che non hanno restituito nulla. Ha anche spesso isole vaganti da geometria di sfondo e autointersezioni dove due passaggi sono stati uniti imperfettamente.

Nulla di ciò viene riparato qui, e nulla viene nemmeno fuso: l'elenco vertici e gli indici facce propri del PLY vengono usati esattamente come dichiarati dal file, perché un passo di meshing ha già preso quelle decisioni. L'STL poi scarta la condivisione in uscita, dato che il formato memorizza tre vertici completi per triangolo a prescindere. La riparazione appartiene al riempimento buchi di MeshLab, all'ispettore di Meshmixer o al 3D-Print Toolbox di Blender, e il controllo di caricamento di un servizio di stampa rifiuterà il file finché non è fatta.

PLY ASCII, binario little-endian e binario big-endian. L'intestazione viene analizzata come testo anche in un file binario, come definisce il formato, e le dichiarazioni di elemento e proprietà vengono lette in ordine così che il corpo possa essere percorso con il passo giusto.

I tipi di proprietà scalari da char e uchar fino a short, int, float e double sono tutti gestiti, incluse le loro grafie int8 e float32. Un tipo di proprietà fuori da quell'insieme si ferma con un messaggio che lo nomina invece di leggere male il file. Le proprietà lista vengono lette con il loro tipo di conteggio dichiarato, e qualsiasi faccia con più di tre angoli viene triangolata a ventaglio, corretto per i poligoni convessi che producono gli strumenti di meshing.

L'elemento vertice viene letto per le sue proprietà x, y e z. Ogni altra proprietà dichiarata su di esso — red, green, blue, alpha, nx, ny, nz, quality, confidence, intensity, e qualsiasi campo personalizzato scriva il proprio scanner — viene saltata per mantenere corretto il passo e poi scartata.

Vale la pena saperlo se il PLY è la propria copia d'archivio. I valori di confidenza della scansione e le normali per-vertice sono spesso ciò di cui ha bisogno un passo di elaborazione successivo, e una volta che il file è un STL non possono essere recuperati. Si tiene il PLY. L'STL è un artefatto derivato per uno scopo, non un sostituto.

STL è ciò che si aspettano i moduli di caricamento, e specificamente STL binario — diversi servizi rifiutano l'ASCII apertamente o lo storpiano silenziosamente. Il file prodotto da questo convertitore è binario e non richiede ulteriore preparazione oltre qualsiasi riparazione che la mesh stessa richieda.

Due abitudini risparmiano un ordine respinto. Si controlla il conteggio triangoli prima di caricare, dato che i servizi comunemente ne impongono un tetto e una scansione grezza può portarne milioni; decimando in MeshLab a poche centinaia di migliaia non si perde nulla che una stampante possa riprodurre. E si controlla il bounding box contro la dimensione che si intende ricevere, perché il preventivo viene calcolato dal volume di ciò che si è inviato.

Se si stampa da sé in PrusaSlicer, Cura o Bambu Studio, si converte il PLY in 3MF invece. L'unità è dichiarata, il pacchetto è validato per costruzione, e i vertici sono memorizzati una volta invece di tre volte per triangolo.

STL si guadagna la conversione quando l'altra estremità lo richiede: un modulo di caricamento che elenca una sola estensione, uno slicer precedente al supporto 3MF, uno strumento del produttore che non l'ha mai acquisito. È una situazione reale e comune, ed è l'unico motivo per cui questa pagina esiste invece di indirizzare tutti al formato più recente.