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{{Infobox Dateiformat
| Name = STL
| Icon =
| Logo =
| Screenshot = [[Datei:The differences between CAD and STL Models.svg|220px]]
| Beschreibung = Unterschied in den Modellen
| Dateiendung = .stl
| MIME = application/sla
| MIME-Anm =
| MagischeZahl =
| MagischeZahlNotation =
| MagischeZahlHex =
| Entwickler = [[3D Systems]], Inc.
| Veröffentlicht = 1988
| LetzteVersion =
| LetzteVersionDatum =
| Art = ASCII, binäres Format
| Container für = 3D-Modelle
| Enthalten in =
| Erweitert von =
| Erweitert zu =
| Standard =
| Website =
}}

'''STL''' ist ein Dateiformat, das viele [[CAD]]-Systeme lesen und schreiben können. Das Format wurde 1988 von [[3D Systems]] für ihre [[Stereolithographie]]-Software eingeführt.<ref>{{Literatur |Titel=StereoLithography Interface Specification |Hrsg=3D Systems, Inc. |Datum=1988-07}}</ref><ref name=":0">{{Internetquelle |url=https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01176301 |titel=Interface between CAD and Rapid Prototyping systems. |zugriff=2015-08-05 |titelerg=Abstract |autor=Chua Chee Kai, Gan G. K. Jacob, Tong Mei |hrsg=SpringerLink |werk=The International Journal of Advanced Manufacturing Technology}}</ref> Mit Dateien im STL-Format werden Netzkoordinaten dreidimensionaler Datenmodelle für die Fertigung mittels [[Additive Fertigung|additiver Fertigungsverfahren]]/[[3D-Druck]] oder [[Rapid Prototyping|Rapid-Prototyping]]-Anlagen bereitgestellt. [[Stereolithografie]]-Anlagen (SLA) waren die ersten kommerziell verfügbaren Anlagen, die mit dieser Geometriebeschreibung betrieben wurden.

Die ursprüngliche Bedeutung des Akronyms war [[Stereolithographie]]. Später wurden ihm nachträglich auch andere Interpretationen hinterlegt wie „Standard Triangle Language“ oder „Standard [[Tessellation]] Language“.<ref>{{Literatur |Titel=User's Guide to Rapid Prototyping |Autor=Todd, Grimm
|Online=https://books.google.com/books?id=o2B7OmABPNUC&pg=PA55 |Seiten=55 |Hrsg=Society of Manufacturing Engineers |Datum=2004 |ISBN=0-87263-697-6}}</ref>

== Definition ==
[[Datei:Sphericon.stl|mini|links|Beispiel]]
Das STL-Format beschreibt die Oberfläche von 3D-Körpern mithilfe von [[Dreiecksnetz|Dreiecksfacetten]] (englisch ''tessellation'' = „[[Parkettierung]]“). Jede Dreiecksfacette wird durch die drei Eckpunkte und die zugehörige Flächennormale des Dreieckes charakterisiert. Sind die drei Eckpunkte beim Blick auf eine Dreiecksfläche gegen den Uhrzeigersinn angeordnet, wird die Fläche als Außenseite eines Volumenkörpers (Solid) angenommen. Die redundante Flächennormale weist immer aus dem Körper heraus.

Weil mindestens drei Dreiecke einen gemeinsamen Eckpunkt besitzen, wird jeder Punkt mindestens dreimal aufgelistet. Zusätzlich wird die Flächennormale abgespeichert, die sich ebenso gut durch die Reihenfolge bei der Beschreibung eines einzelnen Dreiecks definieren ließe. Dies und die Abspeicherung im [[American Standard Code for Information Interchange|ASCII]] führen dazu, dass die Datenmenge enorme Größen annehmen kann. Das Format existiert auch in einer [[Binärcode|binär]] abgespeicherten Variante, welche schon eine erhebliche Reduktion ergibt, zusätzlich lässt sich mit [[Datenkompression|Komprimierung]] eine Reduktion auf handhabbare Dateigrößen erreichen.

Ein Format, das die gleiche Struktur (triangulierte Oberflächen) aufweist, jedoch die Redundanzen (Mehrfachnennungen) vermeidet, ist [[VRML]] (Virtual Reality Modeling Language, auch *.vrml). Bei diesem Format gibt es zwei nummerierte Listen: die erste umfasst die Koordinaten der Dreieckseckpunkte, in der zweiten werden die Dreiecke anhand der Positionsnummer der Punkteliste definiert, ebenso die Flächennormale aus der Reihenfolge der Dreieckspunkte. Dieses Geometrieelement ist erforderlich, um Innen- und Außenseite unterscheiden zu können. Um die Oberfläche des Körpers aufzubauen, ist also ein einmaliges Durchlaufen der zweiten Liste der VRML-Datei erforderlich. Beim STL-Format sind die Dreiecke direkt auslesbar, wie oben erwähnt werden die Punkte aber mehrmals gelesen. Der Zeitbedarf für den Aufbau eines virtuellen Modells ist bei beiden Formaten nicht sehr unterschiedlich, aber beim Speicherbedarf und bei der Datenübermittlung ist VRML klar im Vorteil. Aus diesem Grund wird das Format bevorzugt bei Computerspielen, in der „Virtual Reality“ und bei 3D-Anwendungen im Internet verwendet.

Gekrümmte Oberflächen werden durch die Dreiecke nur [[Approximation|angenähert]]. Je geringer die Anzahl der Dreiecke, desto größer sind die Abweichungen; je genauer die Annäherung sein muss, desto mehr Einzeldreiecke sind nötig. Daher steigt die Datenmenge mit höherer Genauigkeit stark an.

Die Beschreibung der Modelloberfläche in Form des STL-Formates stellt faktisch einen [[Industriestandard]] dar. VRML wird nicht von allen Systemen korrekt erzeugt oder gelesen, was eine Substitution bisher verhindert hat. VRML bietet die Möglichkeit, die Oberflächen mit Farben oder [[Textur (Computergrafik)|Texturen]] zu versehen oder auch eine vierte Dimension, die über eine zeitliche Veränderung von Geometrieelementen (Punktkoordinaten) dargestellt wird. Spätestens hier endet jedoch die Standardisierung (vergleichbar mit den Dialektversionen von [[Computerized Numerical Control#Programmierung|NC-Code]]).

Im STL-Format vorliegende Daten können ohne erneutes Importieren in ein CAD-Programm gedreht und vergrößert oder verkleinert werden, um z. B. die Schrumpfung des Harzes bei der [[Stereolithografie]] auszugleichen.

=== ASCII-Format ===
Jede STL-Datei in ASCII-Code ist folgendermaßen aufgebaut:

solid ''name''
facet normal n1 n2 n3
outer loop
vertex p1x p1y p1z
vertex p2x p2y p2z
vertex p3x p3y p3z
endloop
endfacet
endsolid ''name''

''name'' steht für den Dateinamen, der Block von ''facet'' bis ''endfacet'' steht für ein Dreieck und wird entsprechend der Anzahl an Dreiecken wiederholt.
ni gibt den [[Normalenvektor]] des Dreiecks an, p1j bis p3j die x-, y- und z-Koordinate der Eckpunkte des Dreiecks.

=== Binär-Format ===
Da Modelle im ASCII-Format leicht zu sehr großen Dateien führen, wird häufig im Binär-Format gespeichert. Eine binäre STL-Datei beginnt mit einem Dateikopf (''Header'') von 80 Bytes. Der Inhalt des Headers wird bei der Verarbeitung ignoriert, er darf allerdings nicht mit <code>solid</code> beginnen, da dies das Schlüsselwort für STL-Dateien im ASCII-Format ist. Auf den Header folgen 4 Bytes, die einen vorzeichenlosen Integer darstellen, welcher die Anzahl der Dreiecke (respektive ''facet''-Einträge) in der Datei angibt. Danach folgen die Daten für die einzelnen Dreiecke. Die Datei endet nach dem letzten Dreieck.

Jedes Dreieck wird durch zwölf [[Gleitkommazahl]]en zu je 32 Bit dargestellt: drei für die Normale und drei für die jeweiligen X-,Y- und Z-Koordinaten der Eckpunkte des Dreiecks. Danach folgen zwei Bytes, die einen vorzeichenlosen Integer darstellen (''attribute byte count''). In der Regel ist dessen Wert null, der Großteil der existierenden Software versteht auch keine anderen Werte.

Gleitkommazahlen werden nach [[IEEE 754]] dargestellt, wobei die [[Byte-Reihenfolge]] ''Little-Endian'' verwendet wird.

UINT8[80] - Dateikopf (Header)
UINT32 - Anzahl der Dreiecke

foreach triangle
REAL32[3] - Normalenvektor
REAL32[3] - Vertex 1
REAL32[3] - Vertex 2
REAL32[3] - Vertex 3
UINT16 - Attribute byte count
end

== Fehler und Probleme ==
Bei der Umsetzung der CAD-internen Geometriedaten können verschiedene Fehler auftreten. Sie werden wie folgt unterteilt:

=== Umsetzungsprobleme ===
* keine direkte Umsetzung von gekrümmten Formelementen möglich
* Verzerrung von Formelementen durch den gewählten Approximationsgrad (minimale Größe bzw. maximale Dichte der verwendeten Dreiecksfacetten)

Die Umsetzungsfehler führen zu einer Verfälschung der gefertigten Geometrie im Verhältnis zur konstruktiven Ausgangsbasis. Sie haben jedoch keinen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit der Daten auf der Stereolithographieanlage. Die Größe der Fehler hängt davon ab, wie gut die Dreiecke des STL-Formats die die Geometrie des CAD-Modells annähern. Ein spezieller Einflussfaktor ist der Approximationsgrad für gekrümmte Formelemente. Dieser definiert die Anzahl der zu verwendenden Dreiecksfacetten pro gekrümmter Fläche und damit die Feinheit der Umsetzung. Je mehr Facetten verwendet werden, desto genauer ist die Beschreibung und desto größer ist die erzeugte Datei. Hier ist ein Kompromiss zwischen Datenmenge und Formabweichung für das zu beschreibende Werkstück zu finden.

Für die Fertigung der Teile sind deshalb diese Werte von grundlegender Bedeutung.

=== Syntaktische Darstellungsfehler ===
Beim Auftreten von Fehlern in diesen Datenfiles ist eine Fertigung nur mit Einschränkungen oder überhaupt nicht möglich. Diese Fehler können sein:
* Lücken zwischen Dreiecksfacetten
* Doppelte Dreiecksfacetten
* Falsche Orientierung einzelner Facetten
* Falten

== Verwandte Dateiformate ==
* [[Object File Format|OFF – Object File Format]]
* [[Polygon File Format|PLY – Polygon File Format]]
* [[Wavefront OBJ|OBJ]] – von Wavefront Technologies

== Weblinks ==
{{Commonscat|STL_files|STL Dateien}}
* [http://www.ennex.com/~fabbers/StL.asp Beschreibung des STL-Formats] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:STL}}
[[Kategorie:CAD-Datenformat]]
[[Kategorie:3D-Druck]]

STL (Dateiformat) - Versionsgeschichte

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