“3D建?！蓖ㄋ讈碇v就是通過三維制作軟件通過虛擬三維空間構(gòu)建出具有三維數(shù)據(jù)的模型，其廣泛應(yīng)用于3D打印、視頻游戲、電影、建筑、學(xué)術(shù)、醫(yī)學(xué)、工程和地球科學(xué)。由于使用習(xí)慣和適用性等問題，每個(gè)行業(yè)都有自己主流的3D文件格式，而其常用的格式通常是STL、OBJ、FBX、COLLADA等格式。。

3D建模的“痛腳”

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前使用的3D格式文件多達(dá)數(shù)百種，AutoDesk和Blender等CAD軟件制造商都有自己的專用格式，并為他們的軟件進(jìn)行了優(yōu)化。所以如果你使用AutoCAD，將會(huì)得到一個(gè)DWG文件。如果您使用Blender，將獲得一個(gè)BLEND文件。

而多達(dá)數(shù)百種的3D格式文件，將不利于用戶對(duì)3D模型之間的修改，對(duì)于目前常用的AutoCAD軟件，其文件格式通常為“DWG”格式，如果要打開該文件，則必須采用AutoCAD軟件，其他大部分軟件將無法正常打開該文件。

3D建模：兼容成為主流

為了解決軟件間的互動(dòng)性，部分企業(yè)研發(fā)出了兼容性格式，受到廣大用戶的歡迎，并逐漸成為目前的主流格式。

目前最為常見的兼容性格式是STL（具有.STL擴(kuò)展名）和COLLADA（擴(kuò)展名為.DAE），它們廣泛用于CAD軟件中，成為諸多軟件知之間的共享格式文件。在不同的建模軟件之間，這類格式文件可以相互轉(zhuǎn)化，從而使用戶可以在不同的建模軟件中直接使用，提升用戶之間的協(xié)作能力。

3D模型的幾何編碼

每個(gè)3D模型都具有獨(dú)特的幾何形狀，而每一種3D格式文件都支持支持并識(shí)別這些幾何模型，否則它們將不被視為3D文件格式。

編碼表面幾何的三種不同的方法，每一種都具有相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。它們稱為近似網(wǎng)格、精確網(wǎng)格和建構(gòu)實(shí)體幾何（CSG）

1、單元表達(dá)法(Cell Representation)

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單元表達(dá)法起源于分析(如有限元分析)軟件，在這些軟件中，要求將表面離散成單元。典型的單元有三角形、正方形或多邊形，在快速成型技術(shù)中采用的三角形近似(將三維模型轉(zhuǎn)化成 STL格式文件)，就是一種單元表達(dá)法在三維面的應(yīng)用形式。

通過利用Cell Representation，用戶可以設(shè)計(jì)出更為細(xì)膩的模型。但不可避免的是，隨著“細(xì)分”的增加，所需丹元數(shù)量就越多，文件存儲(chǔ)所占用的空間也一同增加。

2、參數(shù)表達(dá)法(Parameter Representation)

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對(duì)于自由曲面，難于用傳統(tǒng)的幾何基元來進(jìn)行描述，可用參數(shù)表達(dá)法。這些方法借助參數(shù)化樣條、貝塞爾b(ezier)曲線和 B樣條來描述自由曲面，它的每一個(gè) X、Y、Z坐標(biāo)都呈參數(shù)化形式。各種參數(shù)表達(dá)格式的差別僅在于對(duì)曲線的控制水平，即局部修改曲線而不影響臨近部分的能力，以及建立幾何體模型的能力。其中較好的一種是非一致有理 B樣條法，它能表達(dá)復(fù)雜的自由曲面，允許局部修改曲率，能準(zhǔn)確地描述幾何基元。

為了綜合以上方法的優(yōu)點(diǎn)，目前，許多CAD系統(tǒng)常采用 CSG、Brep和參數(shù)表達(dá)法的組合表達(dá)法。

3、構(gòu)造型立體幾何表達(dá)法(Constructive Solid Geometry，簡(jiǎn)稱CSG法)

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它采用布爾運(yùn)算法則(并、交、減)，將一些簡(jiǎn)單的三維幾何基元(如立方體、圓柱體、環(huán)、錐體)加以組合、變化成復(fù)雜的三維模型實(shí)體，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，易于控制存儲(chǔ)的信息量，所得到的實(shí)體真實(shí)有效，并且能方便地修改它的形狀。此方法的缺點(diǎn)是、可用于產(chǎn)生和修改實(shí)體的算法有限，構(gòu)成圖形的計(jì)算量很大，比較費(fèi)時(shí)。

4、邊界表達(dá)法(Boundary／Representation，簡(jiǎn)稱Brep)

它根據(jù)頂點(diǎn)、邊和面構(gòu)成的表面來精確地描述三維模型實(shí)體。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，能快速地繪制立體或線框模型。此方法的缺點(diǎn)是、它的數(shù)據(jù)是以表格形式出現(xiàn)的，空間占用量大，修改設(shè)計(jì)不如CGS法簡(jiǎn)單，例如，要修改實(shí)心立方體上的一個(gè)簡(jiǎn)單孔的尺勺，必須先用填實(shí)來刪除這個(gè)孔，然后才能繪制一個(gè)新孔；所得到的實(shí)體不一定總是真實(shí)有效，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的孔洞和顛倒現(xiàn)象，描述缺乏唯一性。

3D打印：只為最適用

在3D打印的建模中，其實(shí)并不需要太多的要求，不管是用哪一種方式建模，最為重要的是要符合3D打印機(jī)的打印精度要求。對(duì)于目前的桌面級(jí)3D打印機(jī)而言，建模的精度在高，3D打印機(jī)的精度也限制了其體現(xiàn)，花時(shí)間和力氣對(duì)3D建模的細(xì)節(jié)不斷美化，不如根據(jù)3D打印機(jī)的打印精度進(jìn)行調(diào)整，從而得到更完美的模型。