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今日計測した 4 つの変換

入力は 2 つともこのテスト用に作りました。1 つ目は FreeCAD で作った機械加工風の STEP ソリッドで、40 × 20 × 10 mm の板に 6 mm の貫通穴、垂直エッジに 2 mm のフィレット、正確な面は 11 枚、35 KB です。2 つ目は Blender のシーンを GLB で書き出したもので、赤い立方体と青い球の合計 972 三角形、立方体だけに 40 フレームの回転アニメーションを付けた 74 KB のファイルです。

それぞれを 2 通りに変換しました。4 件すべてアップロードから約 2 秒で結果が返り、メッシュ出力の三角形数はどれも元ファイルと完全に同じでした。失われるのは形そのものではありません。

CAD ファイルとメッシュファイルの違い

STEP、IGES、3DM、BREP は部品を正確な数学的曲面として保存します。STL、OBJ、PLY、GLB、FBX は三角形の集まりとして保存します。CAD からメッシュへの変換はこの境界を越える作業で、通れるのは一方向だけです。

テスト部品がその代償をはっきり示しています。11 枚の正確な面を持つソリッドが、232 枚の三角形になりました。印刷や描画には十分近いものの、穴の壁はすでに平らな細片の輪になっており、そこが円柱だったという記録はファイルのどこにも残っていません。戻り道がない理由も同じです。STL、OBJ、PLY には STEP という出力先がありません。三角形からパラメトリックな曲面を組み直すのはリバースエンジニアリングであって、ファイル変換ではないからです。

ですから下流で誰かがまだ部品を編集するなら、STEP か IGES の原本を渡してください。メッシュへの変換は、印刷や描画のために最後の工程で行うものです。

単位とスケール、いちばん時間を奪う落とし穴

STL は数値だけを保存し、単位は保存しません。テストの STEP 部品は 40・20・10 として出てきました。最初のミリメートルの数値そのままなので、スライサーは正しく読みます。一方、シーン単位がメートルの Blender は、インポート倍率 1 のままだと同じファイルを 40 メートルの板として読み込みます。

逆方向のほうが厄介です。GLB のシーンは glTF の約束どおりメートルで作ってあり、立方体の一辺は 0.04 です。STL に変換するとこの数値がそのまま渡るため、スライサーには 40 mm の立方体ではなく 0.04 mm の点として見えます。変換した印刷用ファイルが極端に小さいときは、1000 倍に拡大してください。もう一度変換しても何も変わりません。

• STL、OBJ、PLY は単位を保存しません。数値の意味は開いたソフトが決めます。
• glTF と GLB は仕様上メートルです。ウェブ用のモデルがスライサーで極小に見えるのはこのためです。
• STEP と IGES は単位をファイル内に持ちます。多くはミリメートルです。
• 3MF はファイルに別の指定がなければミリメートルです。スライサーが STL より 3MF を好む理由の一つです。
• 今回のテストでは FBX のサイズが元の GLB と完全に一致したため、この受け渡しでは再スケールは不要でした。

出力形式の選び方

• STL — どのスライサーでも、ほとんどの印刷サービスでも通る安全な選択。三角形だけで、色も単位もオブジェクトの区別もありません。
• 3MF — より新しい印刷向け形式。色、複数の材料、独立したオブジェクトを 1 つのファイルに収められます。STL と AMF から書き出せます。
• GLB と glTF — ウェブとリアルタイム用途の標準。GLB は形状、マテリアル、テクスチャ、アニメーションを 1 つのバイナリにまとめます。
• FBX — ゲームエンジンやアニメーションソフトへの受け渡しに使う形式。今日のテストでマテリアルとアニメーションの両方を保てた唯一の出力です。
• USDZ — Apple の AR ルート。iPhone や iPad のクイックルックがそのまま開きます。OBJ、FBX、GLB、glTF、USD から変換できます。
• OBJ — プレーンテキストでほぼ何でも読めますが、マテリアルは別の MTL ファイルにあるため、置いていかれやすいのは色です。
• PLY — スキャンや写真測量の形式。色は頂点ごとに保存されます。
• STEP と IGES — 本物の CAD 形状を保てる唯一の出力で、CAD の世界の中だけを移動します。ここでは IGES から STEP、STEP から IGES を変換します。
• DXF と DWG — CAD 図面の交換用。この 2 つは互いに変換するだけで、ほかの出力先はありません。

点群、建築モデル、その他の特別な場合

• スキャナ形式の PTS、XYZ、PCD、E57 は PLY にしか変換できません。点ごとの色まで含めて点群をそのまま保存できる出力先は PLY だけです。点群を STL や OBJ にするには面を張る必要があり、それは変換ではなくモデリングの判断です。
• IFC の建築モデルは OBJ、FBX、DAE に変換できます。形状は残り、建物の情報は残りません。壁は属性を持つ壁ではなく、ただの形として届きます。その属性を使う人がいるなら IFC を手元に残してください。
• OpenVDB が持っているのはボクセルのボリュームで、中に面は存在しません。作成元のソフトでメッシュ化するまで、変換する対象がないということです。
• DWG と DXF は図面です。2D の図面がここで 3D モデルになることはなく、何度変換しても足りない次元は補われません。
• Blender のプロジェクトファイルは OBJ、FBX、GLB、STL に変換できますが、blend ファイルの中身は形状だけではありません。形状と基本的なマテリアル以外は引き継がれません。

制限と、ファイルのその後

• 無料: 1 ファイル 30 MB まで、1 時間に 10 回まで、同時に 2 件まで。アカウントは不要です。
• Pro: 1 ファイル 1 GB まで、1 時間に 50 回まで、同時に 5 件まで。月 9.99 米ドル、または年 95.88 米ドルです。
• アップロードされたファイルと変換結果は、アップロードから 1 時間以内にサーバーから削除されます。
• 3D ビューアと圧縮ツールは何もアップロードしません。GLB、glTF、OBJ、STL をブラウザ内で処理し、圧縮の出力は常に最適化された GLB です。
• 読み込めない形式のファイルは、アップロードが始まる前にページ側で止まります。そのとき実際に使える書き出し方法も表示されます。

アップロードせずに同じことをする

モデルが社外に出せない場合や無料の上限を超える場合は、手元のパソコンで同じ作業ができます。今日のサンプル 2 つもその方法で作ったので、ここに挙げるのは実際に使っているツールです。

Blender は OBJ、STL、PLY、FBX、glTF、GLB、USD、Alembic を読み書きできます。ファイルメニューからエクスポートを選びます。モディファイアーは先に適用してください。書き出されるのはモディファイアーの計算結果で、ビューポートの見た目とは別物になることがあります。

FreeCAD は STEP、IGES、BREP、STL、OBJ、DXF を作成・書き出しできます。モデルツリーでオブジェクトを選び、ファイルからエクスポートを選んで形式を指定します。曲面のある部品をメッシュで出すときは、分割の細かさや偏差の設定を探してください。偏差が小さいほど三角形が増えて曲面が滑らかになり、フィレットが丸く見えるかどうかはこの 1 つの数値で決まります。

スライサーを変換器として使う手もあります。PrusaSlicer はモデルを読み込んでプレート全体を STL として書き出せるので、印刷用ファイルから素のメッシュを得るには最短の道になることが多いです。