Czym jest format OBJ i do czego go wykorzystywać?

W opublikowanym niedawno artykule staraliśmy się uświadomić Wam, że druk przestrzenny to nie tylko format STL – zarówno na poziomie projektowania jak i tworzenia finalnego modelu użytkownik ma możliwość wyboru spośród szerokiej gamy rozwiązań. Dzisiaj zajmiemy się dokładnym omówieniem rozszerzenia OBJ – jednego z najważniejszych formatów plików wykorzystywanego podczas pracy z drukowanymi 3D modelami ale również w aplikacjach graficznych.

Jak w pełni wykorzystać funkcje oferowane przez format OBJ, tak aby jakość tworzonych modeli spełniała oczekiwania nawet najbardziej wymagających użytkowników? Zanim zaczniemy zagłębiać się w możliwości oraz szczegółowe funkcje, jakie oferują pliki o omawianym rozszerzeniu, postaramy się usystematyzować podstawową wiedzę – czym właściwie jest format OBJ?

OBJ jest formatem, w jakim zapisane są dane o modelu przestrzennym – geometria powierzchni oraz (nieosiągalne dla formatu STL) informacje o kolorze i fakturze obiektu. Tworzenie nieanimowanych modeli o tym rozszerzeniu umożliwia bezproblemową wymianę i przesyłanie plików pomiędzy aplikacjami graficznymi, minimalizując ryzyko jego uszkodzenia.

Otwarty i neutralny format cieszy się dobrym wsparciem importowania i eksportowania z niemal wszystkich programów CAD. W ciągu ostatnich latach przestał być wyłącznie formatem aplikacji graficznych, zyskując popularność jako format pliku do druku przestrzennego w pełnej gamie kolorów. Pliki OBJ są zazwyczaj generowane przez oprogramowania z rodziny CAD jako ostateczny rezultat procesu modelowania 3D.

Dlaczego jednak warto wybrać format OBJ zamiast standardowej stl-ki? Format stl, mimo swojej niezawodności, nie nadąża za najnowszymi wymaganymi funkcjonalnościami. Wysoka rozdzielczość (liczona w mikronach) staje się standardem, który dla formatu stl jest najczęściej nieosiągalny – pożądana jakość idzie w parze z niebotycznie dużym rozmiarem pliku.

W przypadku OBJ geometria jest opisywana za pomocą:

• wielokątów,
• krzywych Beziera
• metody zwanej NURBS.

W zależności od preferowanego sposobu precyzja zapisywania kształtu modeli jest różna, jednak zawsze zachowywany jest stosunkowo niewielki rozmiaru pliku.

W przypadku wielokątów, czyli najprostszej metody opisania geometrii przybliżenie zakrzywionej powierzchni przy pomocy wieloboków może wpływać  modelu.

Jeśli chodzi o opisywanie geometrii krzywymi podstawową ideą jest definiowanie geometrii za pomocą swobodnych, biegnących wzdłuż powierzchni modelu – krzywe o kształcie swobodnym są zdecydowanie bardziej skomplikowanym odpowiednikiem metody wielokątów. Ze względu na sposób zapisywania danych (parametry matematyczne) otrzymujemy wysokiej jakości model przestrzenny przy niewielkim rozmiarze pliku.

Wśród metod zapisu danych warto wspomnieć o NURBS – czyli opisywaniu geometrii za pomocą powierzchni swobodnych. Najbardziej dokładana metoda, cechująca się wysoka jakością zapisu danych nawet w przypadku niewielkich modeli –  znajduje zastosowanie w dyscyplinach inżynieryjnych w któych priorytetem jest precyzja  m.in. inżynieria lotnicza czy branża automotive.

Co więcej, klasyczny format stl nie przechowuje danych o kolorze i fakturze, co dyskwalifikuje go w przypadku druku wielokolorowego – OBJ natomiast ma natywne wsparcie dla wielu kolorów i tekstur w tym samym modelu. Jednak przewaga urządzeń obsługujących format STL jest wciąż miażdżąca – jeśli mówimy o standardowych, jednokolorowych wydrukach na desktopowych drukarkach 3D wybór jak na razie jest oczywisty…

Na co warto zwrócić szczególną uwagę, jeśli chodzi o format OBJ w kontekście druku 3D? Szerokie spektrum zastosowań tego formatu m.in. w grafice komputerowej implikuje, że nie każdy model o rozszerzeniu .obj nadaje się do druku przestrzennego. Jeśli nadal zastanawiasz się skąd właściwie brać pliki o opisywany formacie przejrzyj kilka stron, oferujących szeroką bibliotekę modeli – TurboSquid, Free 3D, czy Oyonale.

Pobrane pliki możesz przeglądać i edytować za pomocą wielu szeroko dostępnych programów m.in. darmowego programu do intuicyjnego projektowania przestrzennego Blender czy aplikacji wbudowanych w system operacyjny Windows 10 (Paint3D). Jeśli chodzi o internetowe przeglądarki modeli format OBJ nie będzie wyzwaniem dla  Autodesk360Viewer, 3DViewerOnline albo 3D-Tool.

Jak na razie używanie formatu OBJ w środowisku druku 3D nie jest koniecznością – jednak niedawna premiera wielokolorowej, desktopowej drukarki 3D od XYZPrinting jest najpewniej początkiem nowego trendu, prowadzącym do pożegnania jednokolorowych modeli. Poznanie możliwości i podstawowych zasad działania formatu OBJ jest kolejnym krokiem w stawaniu się coraz bardziej świadomym użytkownikiem drukarki 3D.

Źródło: all3dp.com