STL naar PLY omzetten

Elk ander paar in deze 3D-groep levert iets in. glTF verliest zijn materialen, OBJ zijn MTL, 3MF zijn kleur. STL naar PLY verliest alleen de opgeslagen vlaknormalen, en die worden door elke lezer die ze nodig heeft toch berekend uit de wikkelrichting van de hoekpunten — en zijn in bestanden van onzorgvuldige exporteerprogramma’s vaak fout.

Al het andere overleeft omdat er verder niets was. Een STL is een lijst driehoeken zonder kleur, eenheden, namen of onderdelen. Een PLY met x, y, z en een vlakkenlijst bevat precies dat.

CloudCompare, MeshLab, Open3D en trimesh nemen PLY allemaal als volwaardige invoer, omdat Stanford het in 1994 juist voor dit soort werk ontwierp: een zelfbeschrijvende header met precies de eigenschappen per hoekpunt en vlak die een onderzoekstool nodig heeft.

Ze lezen ook STL, en daar begint het probleem in plaats van te eindigen. Een STL laadt, toont en oogt correct terwijl hij topologisch onbruikbaar is.

STL slaat drie onafhankelijke hoekpunten op per driehoek. Een kubus is zesendertig hoekpuntrecords voor acht posities. Laad dat in een mesh-tool en vraag of het oppervlak gesloten is, en elke rand wordt gemeld als randrand — geen twee driehoeken delen een hoekpunt, ook al heeft de vorm geen enkel gat.

De omzetting rondt coördinaten af op zes decimalen, gebruikt dat als sleutel, en voegt elke hoek op dezelfde positie samen tot één gedeeld hoekpunt. Zes decimalen ligt ver onder elke tolerantie die een fysiek onderdeel kent.

De header is de conservatieve variant: ply, format ascii 1.0, een vertex-declaratie met drie float-regels voor x, y en z, een face-declaratie met één regel voor vertex_indices, en end_header. Daarna één regel per hoekpunt en één per driehoek.

Niets anders wordt gedeclareerd — geen normalen, kleur, betrouwbaarheid of eigen eigenschappen. Dat is bewust: een header die een eigenschap belooft die het bestand niet kan invullen is erger dan een korte header.

Elk vijftig-byte driehoeksrecord in een binaire STL begint met twaalf bytes vlaknormaal. Die twaalf bytes worden overgeslagen. De informatie erin volgt volledig uit de volgorde van de drie hoekpunten, dus opnieuw berekenen is exact, geen benadering.

Dit is geen kortere weg uit gemak: opgeslagen STL-normalen zijn zo vaak in tegenspraak met de wikkelrichting dat verschillende slicers ze standaard negeren.

Elke coördinaat wordt als decimale tekst geschreven, één hoekpunt per regel, en elke driehoek als een leidende 3 gevolgd door drie indices. Een hoekpunt dat twaalf bytes binair was, wordt twintig tot zestig tekens.

Wat voorspelbaar is, is de STL-kant: precies 84 + 50n bytes voor n driehoeken, dus een mesh van twee miljoen driehoeken uit een scan is 100 MB vóór de omzetting en is het overwegen waard om eerst te decimeren.

De meest voorkomende reden voor deze omzetting is afwijkingsanalyse: een onderdeel is geprint of gefreesd op basis van een STL, daarna gescand, en iemand wil het verschil weten. CloudCompares afstand-van-punt-tot-mesh wil de referentie als mesh met vlakken, precies wat dit oplevert.

Twee praktische punten: de twee datasets moeten eerst worden uitgelijnd, en ze moeten dezelfde schaal delen, die geen van beide formaten declareert. Controleer een bekende afmeting in beide voordat je een kleurenkaart vertrouwt.

PLY is het formaat waarin 3D-scans meestal aankomen omdat het kleur per hoekpunt draagt, en dat is wat een fotogrammetriemesh op het object laat lijken. Niets daarvan verschijnt hier, want een STL had geen kleur om over te dragen.

De niet-officiële uitzondering: een handvol tools codeert een kleur in de twee attribuutbytes aan het eind van elk STL-driehoeksrecord, op onderling incompatibele manieren. Die bytes worden hier niet gelezen.

Is de bestemming een slicer of een printservice, converteer dan niet — die willen STL of 3MF, en PLY-ondersteuning is daar ongelijk. Is de bestemming een viewer in de browser, dan is glTF het juiste doel en PLY niet.

Converteer wanneer de volgende stap een algoritme is: een afstandsberekening, een decimatie, een remesh, een uitlijning tegen scandata. De hele waarde van deze stap zit in het lassen en het formaat dat de tool verwacht, en het draait volledig in de browser zonder upload.