1. 格式基本信息与核心特点
| 格式 |
全称 |
开发背景 |
核心特点 |
.obj |
Wavefront Object |
由Wavefront公司开发 |
文本格式为主，支持多面体、材质关联，适合建模软件间交换 |
.stl |
Stereolithography |
由3D Systems开发 |
仅支持三角形网格，结构简单，专为3D打印设计 |
.ply |
Polygon File Format |
斯坦福大学开发 |
高扩展性，支持自定义属性（颜色、强度等），适合三维扫描数据 |
.glb |
GL Transmission Format |
基于Khronos Group的glTF标准 |
二进制格式，紧凑高效，内置材质/动画，专为实时渲染和web传输优化 |
.npz |
NumPy Compressed Archive |
基于NumPy科学计算库 |
压缩二进制格式，可存储多个NumPy数组，适合3D数值数据的存储与程序处理 |
2. 关键能力对比表
| 对比维度 |
.obj |
.stl |
.ply |
.glb |
.npz |
| 支持的几何类型 |
多边形（三角形、四边形等） |
仅三角形 |
多边形+点云+顶点属性 |
三角形/多边形+骨骼/动画 |
数值化几何（顶点数组、面索引等） |
| 材质与纹理 |
支持（需关联.mtl文件） |
不支持 |
支持（自定义属性） |
内置（无需外部文件） |
不直接支持（需通过数组存储属性值） |
| 动画支持 |
不支持 |
不支持 |
不支持 |
支持（骨骼、变形动画） |
不直接支持（可存储关键帧数值数组） |
| 文件格式 |
文本（主流）/二进制 |
文本/二进制 |
文本/二进制 |
二进制（单一文件） |
压缩二进制（ZIP容器） |
| 文件大小 |
较大（文本冗余） |
中等（二进制紧凑） |
中等-较大（依属性多少） |
小（二进制压缩优化） |
小（压缩存储数值数据） |
| 加载速度 |
较慢（文本解析耗时） |
较快 |
中等 |
极快（二进制+预编译） |
快（直接加载为数组） |
| 扩展性 |
弱（固定格式） |
极弱（仅几何） |
强（可自定义属性） |
强（支持扩展规范） |
极强（可自由定义数组结构） |
| 兼容性 |
建模软件（Blender/Maya） |
3D打印软件（Cura） |
扫描软件（MeshLab） |
实时引擎（Unity/Three.js） |
编程环境（Python/NumPy生态） |
3. 典型应用场景
.obj：
3D建模、动画前期制作、游戏美术资源交换（需传递材质信息时）。例如：设计师用Blender导出模型给Maya时保存为.obj，同时附带.mtl材质文件。
.stl：
3D打印、快速原型制造、有限元分析（FEA）。例如：用CAD软件设计零件后，导出为.stl格式导入切片软件（如PrusaSlicer）生成打印路径。
.ply：
三维扫描数据存储、点云处理、逆向工程。例如：激光扫描得到的物体表面点云（含颜色、反射强度）保存为.ply，用于后续网格重建。
.glb：
Web3D展示（如Three.js场景）、AR/VR应用、实时渲染引擎。例如：电商网站用.glb格式展示3D商品模型，支持用户实时旋转缩放；VR游戏中用.glb加载带动画的角色模型。
.npz：
3D数据预处理、机器学习训练、程序间数值数据交换。例如：将点云的坐标、法线、特征向量等数据存储为.npz，供3D深度学习模型（如PointNet）加载训练；在三维重建流程中，保存中间计算的深度图、体素网格等数值结果。
4. 核心差异总结
- 存储效率：
.glb ≈ .npz > .stl > .ply > .obj（二进制格式普遍优于文本格式，.npz的压缩特性适合纯数值数据）。
- 功能丰富度：
.glb（支持动画、内置材质） > .ply（自定义属性） > .obj（基础材质） > .npz（纯数值存储） > .stl（仅几何）。
- 行业适配：
- 建模/设计：
.obj
- 3D打印：
.stl
- 扫描/逆向工程：
.ply
- 实时渲染/Web/AR/VR：
.glb
- 数据处理/机器学习：
.npz
实际应用中，格式选择需结合具体需求：若需在软件间交互可视化模型，选.obj/.glb；若处理3D打印，选.stl；若需保留扫描数据的丰富属性，选.ply；若需在程序中高效存储和处理3D数值数据（如训练AI模型），.npz是最优选择。