前言

邊界表示 (Boundary Representation, B-rap) 的模型在設計領域已被廣泛使用，繪圖設計軟體會利用基本的點、線、面等表示一個三維空間中的幾何形狀，並建立這些幾何彼此間的拓樸(Topology)關係。構造實體幾何(Constructive solid geometry, CSG)的模型方法被用來創造實體，可以透過布林運算對兩個模型進行交集、聯集、差集建立出不同的形狀。三角網格模型，利用三角型組成網格狀的模型，每個三角形的面記錄著頂點座標以及面所朝向的方向，用於表示更複雜的三維空間中的模型。

B-rap表示模型

在工程繪圖設計領域，不同的設計軟體會定義屬於自己的模型檔案格式，自訂格式的好處有檔案辨識、讀取效率提升、檔案容量縮小等優點，但是在不同軟體間的模型檔案交換就會有了大麻煩，因此有人定義了標準的3D模型的初始圖型交換格式(Initial Graphics Exchange Specification, IGES)，IGES格式採用了基本的字串去定義不同的幾何與拓樸資訊，下圖是一個3D立方體模型的IGES檔案片段內容。

3D立方體模型的IGES檔案片段內容

IGES出現的問題

現今的CAD繪圖軟體越趨強大，它們為了能夠創造更複雜的模型，將CSG模型加進了B-rep裡頭使得模型的表示更加的複雜了，雖然IGES的出現讓不同CAD軟體間有了一個簡單的方法可以交換資料，可是面對這樣複雜的情況仍然無法非常準確的紀錄資訊，在傳遞過程中就出現了模型破損的情形，所以製圖工程師在接收對方的圖檔後會進行補破洞的動作。近年來，為了解決複雜模型的轉換問題，在工程領域開始大量的採用三角網格模型來進行模型的傳遞，其中最現今最為普遍的檔案儲存格式是STL(STereoLithography)，現在幾乎所有的套裝軟體都具備了STL的轉檔能力。

STL格式

STL格式簡單且容易使用，它的資料儲存格式很簡單，紀錄了每一片三角型面的頂點座標及法向量方向，其中法向量是用於判斷三角形的正面是朝向哪個方向，這種表示方式在B-rap表式模型方面可以很容易的進行轉換，CSG模型的部分也可以藉由調高解析度來盡可能的保存原始的特徵。除了在桌面版的CAD軟體會採用STL格式，在網際網路上也經常被使用到，下圖是一個利用 Three.js 所繪製的 STL 三維模型。

Three.js官方網站之讀取STL模型範例

範例來源: https://threejs.org/examples/webgl_loader_stl.html

後記

在簡單介紹完三角網格模型STL格式後，下一次將會開始講解Three.js的部分，逐步將CAD的觀念在網際網路平台上一一詮釋。