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3D模型已经成为许多行业中不可或缺的一部分

无论你是游戏开发者、电影制作人、

建筑师还是工业设计师，

你都需要与3D模型打交道

然而由于不同模型师使用的3D软件不同，

3D模型的文件格式也变得多种多样。

为了在不同软件之间无缝交流和共享3D资产，

了解各个3D文件的通用格式是至关重要的。

CG模型网作为专业的3D资产交易平台

时常遇到的这样的售后问题：

我购买的FBX文件导入软件怎么没有材质？

怎么导入我用的软件骨骼绑定不见了？

为什么我导入的模型不正常？

下面我们将揭开 3D 模型文件格式世界的神秘面纱。

探索最常见的格式，

深入研究它们的使用场景，

并讨论它们的差异。

相信你一定能找到最适合自己的通用格式。

01

为什么 3D 模型有这么多不同的文件格式？

正如 JPEG 或 PNG 文件是 2D 图像数据的容器一样，3D 模型文件格式也是 3D 数据的容器。但是，2D 图像文件仅存储像素数据，而 3D 模型文件必须封装更广泛的信息。这可以包括模型的几何形状（构成其形状的点、线和多边形）、模型在空间中的位置、应用于模型的材质和纹理、照明信息、动画数据等等。

有许多不同的 3D 模型文件格式，每种格式都旨在以自己的方式处理这种复杂的数据。有些格式很简单，仅存储基本的几何数据，这使得它们非常适合 3D 打印等应用。其他格式更复杂，可以存储有关材质、照明和动画的详细信息，使它们更适合在 3D 动画或游戏开发中使用。

之所以有这么多不同的 3D 文件格式，是因为不同的应用程序有不同的需求。非常适合为 3D 打印对象创建静态 3D 模型的格式可能不是为视频游戏创建详细的动画角色的最佳选择。同样，适用于小型、简单模型的格式可能不适用于具有许多不同元素的大型、复杂场景。

因此，让我们仔细看看一些最常见的 3D 模型文件格式、它们的使用场景。

02

常见的 3D 模型文件格式

.gltf（GL 传输格式）和 .glb（GLTF 的二进制形式）：它是一种基于JSON的开放标准，用于在Web和移动平台上交换和加载3D模型。它支持几何信息、材质、动画、光照和其他属性。GLTF文件格式在互联网上的实时渲染和虚拟现实应用中非常流行，因为它可以实现快速加载和高性能渲染。GLTF文件还可以包含纹理和材质的外部引用，以减小文件大小。

优点：基于JSON的开放标准，用于在Web和移动平台上交换和加载3D模型。支持几何信息、材质、动画、光照和其他属性。在互联网上的实时渲染和虚拟现实应用中非常流行，可以实现快速加载和高性能渲染。

缺点：GLTF文件可能需要外部引用纹理和材质，以减小文件大小。在某些较旧的软件或平台上，可能不支持GLTF格式的导入。

.usd（通用场景描述）和 .usdz（zip 压缩的 USD）：这是由 Pixar 和苹果公司开发的文件格式，Apple 在 2016 年采用 .usdz 作为 iOS AR 应用程序的主要格式。它旨在以高性能处理复杂场景。它允许在不同的软件工具之间交换 3D 图形数据和相关元数据。它在动画和视觉特效工作流程中特别有用，因为这些工作流程需要处理具有许多不同元素的复杂场景。

优点：可以有效处理复杂场景，允许不同软件之间交换数据。USDZ文件格式结合了USD（通用场景描述）和ZIP压缩技术，可以将3D模型、材质和动画等数据封装到一个单独的文件中。USDZ文件可以轻松分享并在支持AR的设备上进行查看，提供了高度交互性和沉浸式体验。

缺点：由于USDZ是一种相对较新的文件格式，不是所有的3D软件都支持导入或导出USDZ文件。它主要用于AR和VR应用领域，不过目前各大主流3D软件的最新版本都已经逐步支持该格式了。编辑USDZ文件可能需要使用特定的工具或软件，这可能会限制文件的灵活性和编辑能力。

.obj：OBJ 格式常用于 3D 图形应用程序。它可以存储几何、纹理映射和其他信息。这种格式得到广泛支持，可以用于各种应用程序。

优点：通用性强，几乎所有的3D软件都支持导入和导出OBJ文件。可以包含模型的几何信息、纹理坐标和面的连接信息。

缺点：文件大小可能较大，对于复杂场景效率不高，不支持动画材质和其他高级信息。

⭐️ 使用案例：3D 打印、动画、游戏开发和视觉效果。

.fbx (Filmbox)：FBX 由 Autodesk 开发，是一种通用且广泛使用的格式，可以存储复杂的 3D 模型数据，包括几何、材质、照明和动画。它经常用于 3D 动画和游戏开发。

优点：支持几乎所有3D软件，并且可以包含模型的几何信息、动画、材质和纹理等。可以保留模型的完整性和层级结构。

缺点：文件大小可能较大，FBX是一种二进制格式，在某些情况下，FBX文件可能无法正确地转换或导入到其他软件中（尤其是blender），兼容性较差。

.stl：STL 是 3D 打印中使用最广泛的文件格式之一。它将 3D 模型表示为一系列三角形面。这种格式很简单，仅存储几何数据，非常适合 3D 打印，但不太适合需要颜色或纹理信息的应用。

优点：格式简单，支持广泛，非常适合 3D 打印。

缺点：仅存储几何数据，没有颜色或纹理信息。

⭐️ 使用案例：主要用于 3D 打印和快速原型制作。

.dae（协作设计活动）：这是一个开放标准 XML 模式，用于在各种图形软件应用程序之间交换数字资产。它可以存储广泛的 3D 模型数据，包括几何、材质、灯光和动画。

优点：开放标准，可以存储广泛的3D模型数据，大部分软件都支持该格式。DAE格式支持相对较复杂的模型和场景，可以容纳大量的数据和高级特性。

缺点：XML 格式可能会导致文件大小较大，并非所有软件都支持所有功能。由于DAE文件格式的复杂性，解析和读取DAE文件可能需要较长的时间和较高的计算资源。在某些情况下，DAE文件的导入和导出可能会导致数据丢失或格式转换问题。

⭐️ 使用案例：3D 建模、动画和游戏开发。

.step（产品数据交换标准）：广泛用于 CAD（计算机辅助设计）软件中的数据交换。它可以存储详细的几何数据以及复杂模型的装配结构信息。

优点：STEP是一种通用的CAD文件格式，被广泛支持和接受，几乎所有的CAD软件都能够导入和导出STEP文件。可以包含丰富的几何信息、拓扑结构、装配关系、属性和其他CAD数据。支持多种CAD实体类型，包括零件、装配体、表面、曲线等。是一种中立的格式，可以在不同CAD软件之间进行跨平台交换，从而促进协作和数据共享

缺点：STEP文件通常比其他CAD格式的文件更大，因为它包含了丰富的数据和细节。由于其复杂性，解析和处理大型的STEP文件可能需要较长的时间和较高的计算资源。在某些情况下，STEP文件的导入和导出可能会出现兼容性问题，导致数据丢失或格式转换错误。

⭐️ 使用案例：工程和制造，特别是在不同 CAD 软件之间交换数据。STEP 文件的主要用例是使跨各种 CAD 程序创建、编辑和共享 3D 模型设计变得更加容易。

.ply：此格式通常用于存储来自 3D 扫描仪的 3D 数据。它可以存储几何数据以及颜色和纹理信息。

优点：PLY文件可以包含丰富的几何信息、颜色、纹理、法线和其他自定义属性，适用于存储非常详细和复杂的模型。文件易于解析和读取，因为它采用简单的文本格式或二进制格式。大多数的3D软件都支持导入和导出PLY文件。

缺点：PLY文件可以包含大量数据，因此文件大小可能会相对较大。某些软件可能不完全支持PLY文件的所有特性，导致在导入或导出过程中可能会丢失某些属性或细节。

⭐️ 使用案例：3D 扫描、计算机视觉和科学计算。

.dxf（绘图交换格式）：这是由 Autodesk 开发的 CAD 数据文件格式，用于实现 AutoCAD 和其他程序之间的数据互操作性。它主要存储 2D 几何数据，但也可用于 3D 模型。

优点：几乎所有的CAD软件都能够导入和导出DXF文件。可以保存几何信息、图层、线型、颜色、块定义、文字和其他CAD数据。是一种中立的格式，可以在不同CAD软件之间进行跨平台交换和共享数据。

缺点：DXF文件可能相对较大，特别是包含复杂模型和大量数据的情况下。由于不同CAD软件的实现和版本之间存在差异，DXF文件的导入和导出过程可能会出现兼容性问题，导致数据丢失或格式转换错误。DXF格式可能无法保存某些高级特性和属性，例如参数化曲线或复杂的装配关系。

⭐️ 使用案例：2D 和 3D 绘图，特别是在 AutoCAD 和其他软件之间交换数据。

VRML（虚拟现实建模语言）和 .wrl（VRML 的扩展）：这些是用于表示 3D 交互式矢量图形的标准文件格式，用于描述虚拟现实场景和交互内容的文件格式。。VRML 文件类型使浏览器插件能够显示虚拟现实环境。它们可以存储几何数据以及材质、照明和动画。

优点：VRML是一种开放的文件格式，广泛应用于虚拟现实和三维图形领域。可以描述三维场景、几何形状、纹理映射、光照效果、动画和交互行为等。支持嵌入脚本和事件驱动的交互性，可以创建交互式的虚拟现实体验。以文本格式存储，易于阅读、编辑和共享。

缺点：VRML文件的大小可能相对较大，特别是包含复杂场景和大量纹理数据的情况下。由于其相对较老的技术，VRML文件在某些方面可能受到限制，如图形特效和渲染质量。并非所有的3D软件都直接支持VRML格式，可能需要进行格式转换或使用插件才能导入或导出VRML文件。

⭐️ 使用案例：基于 Web 的 3D 图形、虚拟现实。

3DS (3D Studio)：3DS 是 Autodesk 开发的一种较旧的格式。它现在不太常用，但仍然受到许多软件包的支持。3DS 可以存储几何数据以及材质和照明，但它在处理的模型的复杂性方面存在局限性。

优点：3DS格式是一种广泛支持的文件格式，被许多三维软件应用所支持，包括3D Studio Max、Blender等。可以保存几何形状、材质、动画、光照和其他相关数据，适用于保存整个场景或单个模型。3DS文件通常相对较小，因为它使用了一些压缩和简化技术，使文件大小较小。支持层次结构和包含多个对象的场景，可以保存模型之间的关系和组织。。

缺点：3DS格式存在一些限制，如最大面数限制、不完全支持非四边形面和其他高级几何类型。文件的精度和细节可能受到限制，因为它使用了一些简化和压缩技术。由于3DS格式是一种专有格式，不是所有的软件都能够直接导入或导出3DS文件，可能需要进行格式转换或使用插件。

⭐️ 使用案例：早期的 3D 建模和动画项目。

这些格式中的每一种都有自己的优点和缺点，最好使用的格式取决于 3D 项目的具体要求。下面我们将讨论在选择满足你需求的文件格式时要考虑的一些因素。

03

选择正确的文件格式

选择正确的 3D 模型文件格式是 3D 建模过程中的关键步骤。会影响从模型质量到工作流程效率的各个方面。

以下是做出选择时需要考虑的一些因素：

软件兼容性：首先要考虑的因素是你正在使用的软件。不同的 3D 建模、动画和渲染软件支持不同的文件格式。某些软件可能根本不支持某些格式，或者仅提供有限的支持。

3D 模型的预期用途：3D 模型的用途也会影响要使用的最佳文件格式。例如，如果你要创建 3D 打印模型，则专注于几何形状的 STL 或 OBJ 等格式可能比较合适。如果要创建用于视频游戏或动画的模型，可能需要 FBX 或 USD 等可以包含动画数据的格式。

需要纹理和颜色数据：如果你的模型包含详细的纹理或颜色信息，需要选择可以支持此数据的文件格式。OBJ、FBX 和 Collada 等格式可以包含纹理和颜色数据，而 STL 和 PLY 等格式通常不能包含。

3D 模型的复杂性：3D 模型的复杂性也会影响要使用的最佳文件格式。如果的模型很简单并且由基本几何形状组成，则 STL 或 PLY 等简单格式可能就足够了。对于具有许多不同元素的更复杂模型，FBX 或 USD 等更高级的格式可能更合适。

不同格式之间的权衡：每种文件格式都有自己的优点和缺点，并且通常需要考虑权衡。例如，FBX 等格式可能提供高级功能和广泛的兼容性，但与 STL 等简单格式相比，它也可能导致文件大小更大。同样，虽然像 USD 这样的格式可以有效地处理复杂的场景，但与其他格式相比，它的使用可能更复杂且支持范围更小。

总之，在选择 3D 模型文件格式时，没有一刀切的答案。最佳格式取决于你的具体需求和情况。通过了解可用的不同选项并考虑上述因素，可以做出明智的选择，帮助你实现 3D 项目的最佳结果。当一个格式导入出错时候，可以考虑使用其他格式导入导出。

04

3D 文件格式的未来

当我们展望 3D 建模的未来时，很明显，技术进步将继续塑造和影响 3D 模型文件格式的发展。以下是一些可能影响这些格式未来的新兴趋势：

虚拟现实 (VR)：VR 正在改变我们与数字空间交互的方式。VR 3D 建模的未来是创建完全交互式、逼真的模型和环境。这可能会导致新文件格式的开发，旨在支持 VR 的独特要求，例如高性能、低延迟以及对复杂交互式模型的支持。

3D 打印：3D 打印行业正在快速发展，随着它的发展，我们可以期望看到所使用的文件格式的进步。未来的发展可能包括对新材料的支持、更详细的几何数据，甚至可能包括有关所打印材料的物理特性的信息。

增强现实 (AR) 和混合现实 (MR)：AR 和 MR 技术正在模糊物理世界和数字世界之间的界限。这些领域的 3D 建模的未来可能涉及创建可与现实世界交互的交互式、逼真的全息图。这可能需要新的文件格式来支持这些交互并将数字模型无缝集成到我们的物理环境中。

虚拟 3D 建模：创建 3D 模型的过程也在不断发展，VR 和 AR 等新技术可实现更直观、更身临其境的建模体验。这可能会导致开发旨在支持这些新建模方式的新文件格式，例如可与 VR 或 AR 建模工具一起使用的格式。

虽然 3D 模型文件格式的世界可能很复杂，

但通过花时间了解这些格式，

我们更好的知道自己在不同需求情况下。

应该使用哪种格式

目前最为主流的还是OBJ和FBX两种格式

这也是目前CG模型网下载量最多的格式

但通过最近各大主流软件的更新信息研究

越来越多的软件开始支持USD和Gltf这两种格式

我们判断这两种格式将会逐步代替OBJ和FBX

成为通用格式的未来

当你的资产在导入其他软件时出现了问题

也不妨试试再这两个格式

你最常使用的是什么格式呢

导入导出时都遇到过哪些问题

欢迎评论区留言讨论！

上一期央美数字人&次时代游戏角色研修招生时

有不少同学反馈没有基础担心跟不上进度

针对这些特殊情况，

中央美术学院国际学院对新一期的课程进行了调整

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