stl2dat
Convertisseur STL vers LDraw

J.C. Tchang

Version originale Sur le site de Marc Klein.

L'utilitaire stl2dat écrit par Marc Klein permet de convertir des fichiers .stl issus de logiciels CAO comme Solidworks, Autocad, etc... en fichiers .dat pour les programmes compatibles LDraw.

Créer des pièces LDraw à la main est intéressant, mais quand vous avez accès à un logiciel moderne de CAO, c'est un peu fastidieux. Ainsi j'ai (dixit l'auteur) recherché une solution pour convertir les modèles CAO en un fichier .dat pour LDraw. J'aurais pu faire un outil natif, mais ce travail est beaucoup plus compliqué, et il aurait seulement été valable pour un logiciel de CAO particulier. J'ai trouvé que le format stl contient suffisamment d'informations pour construire un fichier .dat. Ainsi j'ai décidé de faire cet outil de conversion de fichier STL en fichier DAT.

stl2dat lit un fichier au format STL (stéréo-lithographique) texte ou binaire, et convertit les facettes triangulaires de ce fichier en facettes triangulaires ou quadrangulaires dans un fichier au format LDraw, crée des lignes de bords et des lignes conditionnelles, et substitue toutes ces entités, lorsque c'est possible, par des primitives LDraw standards comme un cylindre (n-4cyli.dat) ou un bord circulaire (n-4edge.dat).

C'est une simple application en ligne de commande. Il est possible de l'utiliser sous Windows, grâce à l'interface LETGUI de Michael Heidemann, ce qui est hautement recommandé (voir plus bas).

Navigation rapide

• Téléchargement
• Historique du programme
• Installation
• Description
• Utilisation
• Astuce
• Syntaxe
• Exemples
• Algorithme de conversion
• Intégration de stl2dat dans LETGUI
• Développements futurs
• Conseils de modélisation
• Droits et Copyright

Téléchargement

Programme et exemple :

• stl2dat.exe v1.22 (58 Ko) le programme lui-même.
• 32137.dat (62 Ko) un exemple de pièce convertie avec stl2dat.

Source du programme :

• Sourceforge : stl2dat.

Pour configurer Solidworks :

• stl.reg Un fichier de réglage pour définir les paramètres d'enregistrement au format STL pour Solidworks (double-cliquer sur le fichier pour l'installer).
• stl.swb Une macro pour définir les paramètres d'enregistrement au format STL pour Solidworks
• stl2000.reg (Solidworks 2000), pour définir le paramètre de tessellation ou facettisation (voir chapitre : Conseils de modélisation). (double-cliquer sur l'un des fichiers pour l'installer).
• stl99.reg (Solidworks 99).
• stl98.reg (Solidworks 98+ ou avant).

Historique du programme

• Version 1.22 : 11/07/2011
  Suppression de traces en mode nodebug.
• Version 1.21 : 03/05/2011
  Correction d'un bug stoppant la lecture lorsqu'une facette trop petite était rencontrée.
• Version 1.20 : 03/05/2011
  Nouvelle option -oeps utilisée pour la suppression des facettes inutiles. Debug : Utilisation d'un eps plus lors de la lecture des facettes.
• Version 1.19 : 30/01/2011
  Nouvelle option -raw sortie directe sans aucune optimisation ni calcul de primitives ou d'arêtes.
• Version 1.18 : 19/01/2011
  Nouvelle option -out permettant de définir le nom du fichier de sortie.
• Version 1.17 : 18/01/2011
  Correction d'un bug : L'auteur et le nom de la pièce étaient faux lorsque l'option -o était présente.
• Version 1.16 : 17/12/2010
  Suppression d'une trace.
• Version 1.15 : 20/11/2007
  Autorise les espaces dans la description.
• Version 1.14 : 21/02/2007
  Crée l'entête au nouveau format standard LDraw.
• Version 1.13 : 23/04/2005
  Nouvelle option -deps (déterminant maxi) et test des quadrilatères non coplanaires.
  Option -o5 inversée. Utilisez -o5 pour ne pas forcer la création des lignes conditionnelles entre faces concaves.
• Version 1.12 : 06/03/2003
  Nouvelle option -o5 pour forcer la création des lignes conditionnelles entre faces concaves. Ces lignes ne sont pas nécessaires pour des programmes comme MLCad ou L3Lab, mais LDLite les utilise pour lisser ces surfaces.
• Version 1.01 : 19/07/2002
  Nouvelles options -no1, -no2, -no3, -no4, -no5 pour ne pas écrire certains types d'entités, et les options -ldr et -dat pour changer l'extension du fichier.
• Version 1.0 : 14/08/2001
  Utilisation de plusieurs primitives si la primitive unique n'existe pas. Exemple pour une portion de cylindre de 5/8 on utilisera les primitives 2-4cyli et 1-8cyli (5/8 = 4/8 + 1/8). Notez aussi qu'on utilise la nouvelle primitive 1-16cyli. Cela permet de substituer n'importe quelle portion de cylindre en primitives.
• Beta 9 : 12/11/2000
  Amélioration de la détection des cylindres en vérifiant leur hauteur.
• Beta 8 : 01/09/2000
  Amélioration de la détection des arêtes (lignes) inutiles en comptant le nombre de vecteurs normaux adjacents à l'arête.
• Beta 7 : 02/05/2000
  Détection des arêtes inutiles (expérimentation).
  Matrice de transformation.
• Beta 6 : 13/03/2000
  Mon convertisseur stl2dat lit maintenant les fichiers binaires stl. Il identifie les fichiers binaires automatiquement.
  J'ai également présenté une nouvelle option pour placer l'origine, parce que certains programmes de CAO peuvent seulement produire des fichiers stl où toutes les coordonnées sont positives. Cette option permet de déplacer l'origine pour le fichier dat.
• Beta 5: 13/03/2000
  Le programme détecte maintenant les primitives de cylindre en se basant seulement sur l'angle entre les facettes. L'ancienne manière basée sur la différence entre la normale peut être utilisée avec le commutateur -cn.
  Renommage des options pour définir la couleur pour un type d'entité donnée.
  Nouvelle option pour placer une couleur aléatoire pour les surfaces détectées.
  Correction de quelques bugs.
• Beta 4 : 07/03/2000
  J'ai complètement récrit la détection des primitives et des bords : Maintenant le programme balaye d'abord toutes les facettes pour créer tous les bords adjacents et pour garder l'information au sujet des facettes adjacentes. Puis toutes les facettes tangentes sont regroupées par surface géométrique. Les facettes sont écrites groupées par surface géométrique, séparées par une ligne vide.
  La plupart des options peuvent maintenant être placées dans la ligne de commande.
  Optimisé la création des lignes conditionnelles : Aucune création de ligne inutile.
• Beta 3 : 14/02/2000
  On crée maintenant correctement les lignes de bord.
  J'ai retiré l'anomalie des "faces partiellement adjacentes", c'était un bug idiot, les triangles étaient fusionnés trop tôt.
• Beta 2 : 10/02/2000
  On crée maintenant les primitives standard n-4cyli.dat et n-4edge.dat.
  Quelques bugs ont été également corrigés.
• Bêta 1 : 28/01/2000
  Première version.

Installation

Installez le programme dans un simple dossier, comme vos autres utilitaires LDraw.
Exemple : c:\lego\stl2dat.

Si vous utilisez Solidworks installez la macro stl.swb avec vos autres macros, et double-cliquez sur stl.reg pour enregistrer dans votre base de registre les paramètres d'enregistrement au format stl. Double-cliquez également sur le fichier stl2000.reg (Solidworks 2000) ou stl99.reg (Solidworks 99) ou stl98.reg (Solidworks 98+ ou avant), pour définir le paramètre de tesselation (voir chapitre : Conseils de modélisation).

Description

Description des fonctionnalités du programme et son mode d'utilisation.

Voici une copie d'écran d'une simple exécution du programme :

Utilisation

1. Créez la pièce avec un logiciel de CAO.
   Utilisez l'unité LDraw, pas les millimètres (20 LDU = 1 longueur de brique 1x1 = 8 mm).
   Pour une bonne substitution des facettes et des bords par des primitives LDraw, suivre les conseils du chapitre : Conseils de modélisation.
2. Exportez le modèle dans le format stl. Avec Solidworks, utilisez la commande "Enregistrer sous...".
   Réglez les paramètres de stl : Déviation = 0,0005, Tolérance d'angle = 22,5°.
   La tolérance d'angle est importante pour la détection des primitives cylindriques.
   Avec Solidworks, vous devez utiliser la macro stl.swb (voir chapitre : Téléchargement) pour cela.
3. Exécutez ensuite stl2dat pour convertir le fichier.
   Le programme doit s'exécuter dans une fenêtre DOS (Invite de commande) ou être démarré avec Démarrer / Exécuter. Le programme peut s'exécuter sous Windows, même s'il a une interface de type console.
   On peut également préférer l'interface graphique LETGUI (recommandé).
   Essayez différentes valeurs d'eps d'angle. On obtient un bon résultat avec les options -a 22,51 -eps 0,01
4. Éditez le fichier .dat pour ajouter les informations manquantes comme les commentaires ou finaliser l'entête.
   Substituez manuellement les primitives complexes, comme les connecteurs Technic, axes, chevilles, goujons, etc..., car c'est trop complexe pour être fait automatiquement.
5. Copiez le fichier .dat dans le sous-dossier parts du dossier d'installation de votre bibliothèque LDraw, et le faire reconnaître dans le fichier Parts.lst, puis utilisez-le avec un programme compatible LDraw.

Astuce

Pour certaines pièces complexes, il peut être utile de modéliser des sections séparées de la pièce, et puis fusionner les fichiers .dat résultants. Dans ce cas, il y a généralement des facettes superflues dans ce fichier .dat. Pour faciliter cette opération, les facettes tangentes sont regroupées. Vous pouvez également employer l'option -cs pour visualiser plus facilement les surfaces détectées par le programme.

Syntaxe

stl2dat.exe fichier_entrée [ options ] [ nom [ auteur ] ]

fichier_entrée : nom du fichier d'entrée au format STL (Texte ou Binaire).
nom : nom descriptif de la pièce (première ligne de l'entête du fichier dat).
auteur : nom et [pseudo] de l'auteur.
options : options disponibles :

-out nom_fichier : nom du fichier de sortie.
-o X Y Z : point d'origine.
-m X Y Z A B C D E F G H I : matrice de transformation.
-a angle : angle limite pour les lignes conditionnelles (défaut 22.5 degrés).
-aq angle : angle limite pour des quadrilatères (défaut 15 degrés).
-at angle : angle limite pour la suppression des facettes inutiles (défaut 11.25 degrés).
-eps valeur : arrondi de calcul (défaut 0.01).
-teps valeur : distance minimum pour la coïncidence (défaut 0.001).
-deps valeur : déterminant maximum pour les quadrilatères coplanaires (défaut 0.1).
-o4 : pas de fusion des quadrilatères.
-o5 : suppression des lignes conditionnelles internes (parties concaves).
-op : ne pas créer les primitives.
-pp : imprimer les surfaces géométriques.
-cn : détecter les cylindres d'après la différence entre la normale de la facette et la normal de la surface théorique.
-oe : ne pas créer les lignes de bord.
-of : ne pas supprimer les facettes inutiles.
-np : pas de surfaces géométriques planes.
-nc : pas de surfaces géométriques cylindriques.
-nt : pas de surfaces géométriques tangentes.
-c1 couleur : couleur des primitives.
-c2 couleur : couleur des lignes de bords.
-c3 couleur : couleur des triangles.
-c4 couleur : couleur des quadrilatères.
-c5 couleur : couleur des lignes conditionnelles.
-no1 : pas de primitives.
-no2 : pas de lignes de bords.
-no3 : pas de triangles.
-no4 : pas de quadrilatères.
-no5 : pas de lignes conditionnelles.
-cs : couleur aléatoire des surfaces.
-cc : couleur aléatoire des surfaces adjacentes à un cylindre.
-dat : crée un fichier .dat.
-ldr : crée un fichier .ldr.
-nobfc : pas d'instructions BFC.
-silent : n'affiche pas les informations.
-ldraw : ne crée pas l'entête au standard LDraw.
-raw : conversion directe sans aucun calcul.

Exemples

Exemples de lignes de commande :

stl2dat mypart.stl -a 22.5 "Ma première pièce" "Marc Klein"

stl2dat x000.dat -o 100 100 50 "Ma pièce" "Mon nom"

Le résultat est un fichier nommé mypart.dat dans le même dossier que mypart.stl

Exemple du résultat de la conversion :

La pièce 32137 a été créée avec Solidworks, puis convertie avec stl2dat et visualisée avec MLCad.

Algorithme de conversion

1. Le programme balaye d'abord toutes les facettes pour créer tous les bords adjacents et pour garder l'information au sujet des facettes adjacentes.
2. Toutes les facettes tangentes sont regroupées par surface géométrique. Les types supportés sont : plan, cylindre et toute autre surface tangente.
3. Les primitives cylindriques sont détectées en tenant compte de l'angle entre deux facettes.
4. Les bords nécessaires sont crées : lignes du type 2 (lignes de bord) et 5 (lignes conditionnelles).

Intégration de stl2dat dans LETGUI

Il est possible de lancer stl2dat à partir d'une interface plus conviviale que la ligne de commande. LETGUI crée par Michael Heidemann est fait pour cela.

Utilisation de l'interface

• Sélectionnez "STL2Dat" dans le menu déroulant "Tool".
• Entrez le chemin d'accès à l'utilitaire stl2dat, si cela n'a pas été configuré, dans le champ "STL2Dat".
• Entrez le nom du fichier d'entrée avec son chemin, dans le champ "Inputfile", ou le sélectionner avec le bouton .
• Entrez le nom du fichier de sortie, ou gardez celui défini automatiquement, dans le champ "Outputfile". Ce fichier peut être visualisé en cliquant sur le bouton , ou édité avec le bouton . L'extension (dat ou ldr) dépend du choix défini plus bas.

• Modifiez, si besoin les valeurs des options origin (position de l'origine de la pièce), et transformation matrix (matrice de transformation définissant l'échelle et l'orientation de la pièce).
• Modifiez, si besoin les valeurs d'angle -a, -aq, -at pour les calculs.
• Modifiez, si besoin les valeurs de tolérance -eps, -teps, -deps pour les calculs.
• Entrez, si besoin un numéro de couleur LDraw -c1 pour les primitives, -c2 pour les lignes de bords, -c3 pour les triangles, -c4 pour les quadrilatères, -c5 pour les lignes conditionnelles.
• Cochez, si besoin le choix de l'extension du fichier de sortie DAT (par défaut) ou LDR.

• Cochez, si besoin l'option -o4 pour ne pas fusionner les triangles en quadrilatères.
• Cochez, si besoin l'option -o5 pour supprimer les lignes conditionnelles en zone concave.
• Cochez, si besoin l'option -op pour substituer si possible des primitives.
• Cochez, si besoin l'option -pp pour imprimer les surfaces géométriques.
• Cochez, si besoin l'option -cn pour détecter la présence de cylindres.
• Cochez, si besoin l'option -ce pour créer des lignes de bords.
• Cochez, si besoin l'option -np pour détecter la présence de surfaces non planes.
• Cochez, si besoin l'option -nc pour détecter la présence de surfaces de cylindre.
• Cochez, si besoin l'option -nt pour détecter la présence de surfaces tangentes.
• Cochez, si besoin l'option -cs pour affecter une couleur aléatoire aux surfaces.
• Cochez, si besoin l'option -cc pour affecter une couleur aléatoire aux surfaces adjacentes aux cylindres.

• Cochez, si besoin l'option -no1 pour ne pas créer de primitive.
• Cochez, si besoin l'option -no2 pour ne pas créer de ligne de bord.
• Cochez, si besoin l'option -no3 pour ne pas créer de triangle.
• Cochez, si besoin l'option -no4 pour ne pas créer de quadrilatère.
• Cochez, si besoin l'option -no5 pour ne pas créer de ligne conditionnelle.

• Modifiez, si besoin la valeur de tolérance pour supprimer les petites surfaces inutiles.
• Cochez, si besoin l'option -of pour ne pas supprimer les petites surfaces inutiles.
• Cochez, si besoin l'option -raw pour convertir uniquement sans aucun autre traitement.
• Cochez, si besoin l'option -nobfc pour ne pas insérer d'instruction BFC dans l'entête (sens des faces).
• Cochez, si besoin l'option -silent pour faire la conversion sans message d'information.

• Cochez, si besoin l'option -ldraw pour ne pas insérer d'entête LDraw dans le fichier de sortie.
• Entrez, si besoin le nom de la pièce (part description) pour l'entête LDraw.
• Entrez, si besoin le nom et pseudo de l'auteur de la pièce (author) pour l'entête LDraw.

• Exécutez la commande en cliquant sur le bouton .

Pour plus d'informations générales sur cette interface, allez sur la page LETGUI.

Développements futurs

Quelques idées :

• Faire une triangulation de Delaunay (meilleure triangulation).
• Détecter les primitives disque (disc), anneau (ring) ou cône (con).
• Détecter les primitives de goujon (pin)
• Fusionner les segments alignés.
• Fusionner les facettes, si possible.

Conseils de modélisation

Quelques recommandations pour utiliser au mieux le programme de conversion de modèle CAO vers LDraw, et en particulier la substitution par des primitives LDraw courbes :

• Le paramètre de tessellation ou facettisation d'un maillage courbe devrait être défini de sorte qu'un cylindre régulier soit défini avec 16 facettes (résolution standard LDraw). Dans Solidworks, ceci est fait en plaçant l'angle minimum à 22,5 degrés et en plaçant la déviation maximum avec une valeur élevée. Il est difficile de placer cette option dans le dialogue interactif, ainsi le mieux est d'utiliser l'un des fichiers suivants (voir au chapitre : Téléchargement) :
  stl2000.reg (Solidworks 2000)
  stl99.reg (Solidworks 99)
  stl98.reg (Solidworks 98+ ou avant)
• Créez seulement des cylindres partiels d'un multiple de 22,5 degrés. Quand ce n'est pas possible, modifiez la conception pour remplacer la partie du cylindre non entière par des segments de droite.
  

  Exemple :

  Pièce avec un cylindre non multiple de 22,5°.	Pièce modifiée pour utiliser un cylindre de 90° et 2 facettes de liaison.
  Facettisation résultante. Notez le nombre impair des facettes du cylindre.	Facettisation résultante. Le cylindre peut être modélisé avec une primitive LDraw standard.
  	Esquisse de la pièce.

• Parfois, quand le cylindre coupe une autre surface courbe, la facettisation n'est pas bien faite par le programme de CAO. Pour éviter cela, employez un polygone au lieu d'un cylindre.
  

  Exemple :

  Intersection de deux cylindres natifs.	Cylindres faits avec des polygones au lieu de cercles.
  Facettisation résultante. Notez le nombre de triangles non voulus.	Facettisation résultante. Les facettes définissant le cylindre correspondent exactement aux polygones.
  	Esquisse du polygone.

Droits et Copyright

Le programme stl2dat et son manuel d'utilisation appartient à (c) Marc Klein. Par convention de l'auteur, il est seulement destiné à être utilisé pour des pièces Lego.

Vous pouvez le retrouver sur son site et sa page Lego.

Les autres programmes cités appartiennent à leurs ayants droits respectifs.

Adaptation de ce manuel : J.C. Tchang. J'ai volontairement changé certains termes pour rester plus en cohérence avec mes autres manuels, par exemple : "ligne de bord" pour "arête" ou "bord" ou "ligne de type 2", "ligne conditionnelle" pour "bord facultatif" ou "ligne de type 5", "facettisation" pour "tessellation". J'ai également ajouté le chapitre sur LETGUI.