关于3D打印数据格式，2015年4月底，微软主导创立了3MF联盟，制定了新的3D打印文件格式3MF，由于一改原有的三角网格的计算方式，3MF模型采用了一个文件不同精度的算法，这将帮助3D打印精度上实现很大程度的改观。同时，3MF还包含了材料、颜色等不同信息，可以促使越来越多的复合3D打印技术的发展。而且自Windows 8.1起后的所有Windows系统都预装了3D打印应用3D Builder,而2016年3D Builder的电脑端装机量将超过15亿台，这意味着在很多人接触到3D打印之前，其设备里就已经预装了可以被3D打印机读取的数据转换格式。
正当我们感觉3MF大有取代STL而一统天下的势头，来自日本富士施乐和日本庆应大学宣布共同开发出了可比以往格式提高打印表现力的3D打印数据格式“FAV”（FAbricatable Voxel）。那么这种数据格式其原理是什么？应用特点是什么？是否将与3MF形成竞争的态势还是会局限在小众而特殊的应用？本期，3D科学谷与谷友一起来了解富士施乐刮起的小方格风。
图片：小方块记录的色彩和材料信息，3ders
FAbricatable Voxel中的 Voxel是体素化的意思，将现有三维物体的表面表示形式转换成最接近该物体的体素表示形式, 获取支持体三维显示的体数据，这个过程称为体素化。体素化是面图形学通向体图形学的桥梁，目前的体素化主要通过两种方式：BCC栅格或笛卡尔栅格进行进行离散采样。
FAV格式不仅具有3D模型的表面信息，而且还具有内部构造、颜色、材料及接合强度等信息，不经过复杂工序即可输出建模结果。正如下图所示，左边是目前的3D打印数据格式，通过三角形的方式表现建模信息，右边是体素化方式，通过小方块来记录建模信息。
来源：3ders
而据富士施乐介绍在当前的三角形格式数据表达方式下，如果要想用3D打印机输出在内部复杂嵌入不同颜色及材料的造型物时，不仅要分别设计构造，而且还要使用其他专业软件，此外，就STL语言来说，还会产生切片过程中的数据损坏，从而还需要对数据实施修复的工作。
软硬相间且内部负责的结构建模通过体素化来反应仿真结构，来源：3ders
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就FAV格式的适用性来说，我们感觉到这种格式并不是为了取代3MF或STL格式而研发的，这种格式的应用场景是建模复杂、多材料、多彩色的情况。
而对于体素化的研究，我国的南京航空航天大学和北京大学在这个领域也多有建树，这并不是全新的或者是另类的技术。而至于富士施乐是采取的BCC栅格或笛卡尔栅格进行进行离散采样，这一点我们不得而知。
在色彩的表现能力上，3D打印领域的权威机构，德国Fraunhofer研究所的研究人员Alan Brunton及其同事在2015年6月就发表过一篇题为《推进3D彩色打印的边界：误差扩散与半透明材质（Pushing the Limits of 3-D Color Printing: Error Diffusion with Translucent Materials）》的论文，描述了一种能够生成高度清晰和相当准确的彩色3D打印对象的算法过程。据3D科学谷了解，根据这种算法3D打印出来的对象相当的逼真。
图片：Fraunhofer研究所
而有趣的是，Fraunhofer研究所的研究正是专注于“体素化”的喷墨三维打印。并且针对树脂打印的半透明性，Fraunhofer研究所还提出了分层半色调算法，它将遍历算法与任意阵列二维测向的快速子空间算法结合了起来，并能通过改变层数来增加色域，从而表达材料的半透明性。
不过，就富士施乐刮起的小方块风来说，无独有偶，3D科学谷在基于云的三维建模软件平台GeekCAD.com上也发现了极客们的小方块大作，3D科学谷行业分析师不由得为创客们的巧合会心一笑。亲爱的谷友，通过下图这个帅酷的建模表现形式，你或许会对FAV格式如何表达建模的不同位置不同材料和颜色的方法有了更加直观的感受。
图片：geekcad.com
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