誰才是最好的模型修復(fù)軟件：Formware、3D Builder、FreeCAD、Meshmixer？
導讀：使用一個看起來不錯但切片軟件無法處理的stl文件是一件令人十分苦惱的事情。當3D模型未能成功轉(zhuǎn)化為實體或者可打印的對象時，就會發(fā)生這種情況。用技術(shù)術(shù)語來說，模型可能不是“watertight”（切片器無法計算出實體形狀）或可能不是“manifold”（幾何形狀無法正確識別）?；蛘?，當使用對文件大小施加限制的在線打印服務(wù)時，打印前還可能遇到這種問題，假如有一個stl文件，但這個文件太大或者細節(jié)處太小，切片軟件仍然無法正確識別文件，阻止3D打印的進程。那么如何對STL文件進行修復(fù)整改呢？南極熊給出了幾個軟件，讓我們看看它們的優(yōu)勢和劣勢，選出一款最適合你的模型修復(fù)軟件吧！
隨著掃描和建模軟件的改進，切片軟件也變得越來越智能，通?？梢宰詣有迯?fù)簡單的STL問題。但是，由SketchUp等工具、CAD包中的布爾運算生成的模型以及從 3D掃描導出的模型都很容易出現(xiàn)較大的模型問題。對于無法正確切片的STL文件，我們通常需要使用專用軟件來“修復(fù)”模型問題。在本文中，筆者將介紹四種免費的、廣受好評的模型修復(fù)軟件，它們可以解決大多數(shù)典型的STL問題。
選擇的四款軟件
△模型缺陷由紅色部分表示，模型中心還有一個小人（來源：Ken Douglas via All3DP）
四款修復(fù)軟件如下：
●Formware 的修復(fù)工具，一種易于使用的基于瀏覽器的解決方案。
●3D Builder，一種基于Windows的解決方案，提供更多功能和對STL修復(fù)的控制。
●FreeCAD，用于可能需要額外更改才能使 STL 可打印的情況，是一種流行的 CAD 工具。
●Meshmixer，用于可能需要額外更改才能使 STL 可打印的情況，偏向于網(wǎng)格建模和操作。
在比較這些修復(fù)工具時，主要關(guān)注它們執(zhí)行自動修復(fù)的能力，檢驗它們是否能夠在不丟失所需細節(jié)的情況下有效地減小STL的大小，發(fā)現(xiàn)的錯誤多少、反饋信息的水平，手動調(diào)整或更改修復(fù)過程的能力，以及他們是否支持在需要時進行手動設(shè)計更改的功能（修復(fù)過程中的最后手段）。
三個進行測試的STL文件
第一個測試文件是上面的金字塔，第二個測試文件如下：
△第二個測試文件具有很高的三角形數(shù)，并且建模良好，但不是很嚴密（來源：Ken Douglas via All3DP）
第三個測試文件的模型如下：
本文采用上述三個STL文件測試文件，每個文件都有不同的需要修復(fù)的問題：
●gpvillamil在是一個金字塔神廟。它看起來像是只有一個單一的外殼，但它實際上包含了幾個形狀，這會讓切片軟件無法識別或者識別錯誤，其中還包括一個迷失在內(nèi)部的微小人形！
●Cool3dprintables是一個搖滾標志，它的三角形面片數(shù)量十分多，而且STL文件描述形狀的方式存在一些小問題。
●cjohnny的Tiki Man是一個掃描模型，具有非常大 (98 MB) 的文件大小、不完整的基礎(chǔ)以及底層網(wǎng)格的許多其他問題。
下面我們就來看一看上面四個測試軟件對這三個待修復(fù)的模型文件的修復(fù)情況吧！
1. Formware
△Formware 是一個免費的在線修復(fù)工具，提供有關(guān)缺陷和修復(fù)的信息（來源：Ken Douglas via All3DP）
Formware是一款商業(yè)化的、功能齊全的切片工具（主要針對樹脂打印機），具有強大的內(nèi)置STL分析和修復(fù)功能。該功能的簡單版本可在線免費獲得，使用起來非常簡單，無需登錄或注冊。它能夠分析上傳的文件，顯示識別出的問題并自動進行修復(fù)。在使用中，南極熊發(fā)現(xiàn)所應(yīng)用的修復(fù)提示都很有趣，并且可能有助于追蹤重復(fù)出現(xiàn)問題的根本原因。Formware還有個特點，就是修復(fù)過程快速且非常有效。盡管Tiki STL文件超過了50 MB的文件大小限制不能進行修復(fù)，但金字塔和搖滾模型都得到了很好的修復(fù)處理。
總結(jié)：一個快速的在線修復(fù)工具，對大多數(shù)STL文件具有良好自動修復(fù)功能。
使用地址： https://formware.co/OnlineStlRepair
2 3D Builder
△3D Builder為90 的修復(fù)場景提供簡單的界面和簡單的工具（來源：Ken Douglas via All3DP）?
3D Builder與大多數(shù)Microsoft Windows捆綁在一起，或者可以單獨下載。它最初的設(shè)計目的是讓初學者更容易進行3D CAD和打印，現(xiàn)在它可以作為一種“快速上手”的修復(fù)軟件對STL模型進行簡單更改。打開STL文件會顯示模型的3D預(yù)覽，然后用戶可以將其導入工作區(qū)。檢查模型是否存在任何問題，如果發(fā)現(xiàn)任何問題，則以紅色標出，并顯示消息“一個或多個對象的定義無效。點擊這里修復(fù)”。修復(fù)過程在后臺進行，如果修復(fù)成功，圖像將變?yōu)樗{色輪廓，用戶可以下載修復(fù)的文件3D Builder修復(fù)了三個測試文件，但仔細檢查后可知，就大多數(shù)切片機而言，Tiki模型修復(fù)的都不太好，需要更多的人工操作。
3D Builder有其獨有的優(yōu)勢，比如用戶界面干凈且易于使用，并具有許多其他有用的工具。例如，“對象”菜單具有“穩(wěn)定”功能，可以自動旋轉(zhuǎn)和“平放”不直立的STL模型（例如 Tiki）?！熬庉嫛辈藛芜€有一個“簡化”選項，它可以減少STL文件中使用的多邊形數(shù)量并減小文件大小。通過使用這些以及 3D Builder支持的其他編輯選項，我們刪除了有問題的地方并能夠創(chuàng)建可打印的 Tiki STL 文件。
總結(jié)：3D Builder是一個易于使用且簡單的基于CAD的工具，能夠很好地自動修復(fù) STL，并具有額外的功能可以進一步更改模型。但是，3D Builder 僅在Windows 上使用。
使用地址：https://apps.microsoft.com/store ... J3T6?hl=en-gb&gl=GB
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3 FreeCAD
△FreeCAD能夠明確列出STL文件的問題（來源：Ken Douglas via All3DP）
FreeCAD是一個獨立的、免費的 CAD 軟件包，擁有大量的用戶。雖然主要面向參數(shù)化設(shè)計，但它也有很好的分析和修復(fù)工具。在FreeCAD中加載STL文件并進入“網(wǎng)格設(shè)計”工作區(qū)可啟用修復(fù)功能。選擇“分析”，然后選擇“檢查”，就能展示所有發(fā)現(xiàn)的錯誤的完整列表，這些錯誤可以單獨修復(fù)，也可以選擇窗口底部的“重復(fù)修復(fù)”選項。（對于嚴重損壞的 STL 文件，用戶需要手動重復(fù)此過程幾次。）
但是，與其他工具相比，它對測試文件的修復(fù)并不好。只有搖滾標志修復(fù)成功了。金字塔文件的修復(fù)失敗證明了FreeCAD對于具有相交幾何形狀的模型的處理能力很薄弱，并且Tiki文件處理了很長時間，才報告 “ 不正確 - 它找不到任何錯誤！”盡管FreeCAD修復(fù)性能是此次測試中表現(xiàn)不太好的軟件，但FreeCAD包含多種功能可以編輯底層設(shè)計。
總結(jié)： FreeCAD 具有一系列分析工具和對修復(fù)過程的良好精細控制能力。它還支持其他編輯工具，以對無法自動修復(fù)的模型進行物理更改。但是，它難以處理包含某些相交幾何圖形或高度復(fù)雜性的 STL 文件。
使用地址：https://www.freecadweb.org/
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4 MeshMixer
△Meshmixer能明顯地突出顯示STL錯誤發(fā)生的位置（來源：Ken Douglas via All3DP）?
Meshmixer自稱是“用于3D網(wǎng)格的瑞士軍刀”。這個來自AutoDesk的獨立工具受到許多著名3D 打印使用者和YouTube用戶的喜愛。學習和使用其基本功能相當容易，并且Meshmixe具有巨大的附加功能深度。雖然Meshmixer已不再開發(fā)，但它還沒有“退役”，仍然在市場中占有一席之地。
在導入有缺陷的STL文件后，Meshmixer會自動將表面問題突出顯示為紅色，但其強大之處在于“分析”菜單和“檢查器”功能。選擇此選項后，Meshmixer 使用具有醒目顏色的“球和棒”，表示檢測到的錯誤。小孔和缺陷以藍色突出顯示，紅色用于更嚴重的問題，洋紅色標記可能需要刪除的虛假細節(jié)（可以通過滑動“閾值”控件來更改應(yīng)用的細節(jié)級別） 。個別錯誤可以通過點擊相應(yīng)的“球”有選擇地修復(fù)，Meshmixe有一個“自動修復(fù)所有”功能，可以將所有檢測到的去惡心啊進行修復(fù)。
更突出的一點是Meshmixer的修復(fù)工具可以用于修復(fù)掃描的圖像。因此，它是唯一無需進一步設(shè)計更改即可制作可打印版本的Tiki Man的工具，并且還簡化了搖滾標志模型。然而，和 FreeCAD 一樣，它完全沒能修復(fù)金字塔。金字塔的相交幾何結(jié)構(gòu)也打敗了MeshMixer 的修復(fù)工具，看來Meshmixer更適合修復(fù)掃描圖像！
△修復(fù)失敗的金字塔模型
即使在掃描質(zhì)量非常差的STL文件中，Meshmixer的修復(fù)功能在修復(fù)明顯問題方面做得很厲害，Meshmixer出色的編輯和修復(fù)工具可以修復(fù)其余部分。一個值得注意的功能是一個名為“ Make Solid ”的 STL 修復(fù)秘密武器，可以在“編輯”菜單中找到。這會將重疊的形狀和外殼轉(zhuǎn)換為適合打印的單個對象。
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總結(jié)： Meshmixer最適合修復(fù)掃描的STL 文件，其修復(fù)功能和編輯功能非常出色。但是，它不能處理所有類型的 STL 修復(fù)。
使用地址：https://www.meshmixer.com/download.html
最終獲勝者是...？
△修復(fù)后成功打印的搖滾模型（來源：Ken Douglas via All3DP）
沒有一個工具能完美地處理每一個測試。因此，沒有最佳表現(xiàn)者——每種工具都有其特定的優(yōu)勢，具體取決于許多因素。
●對于快速簡單的修復(fù)，Formware的表現(xiàn)最好，它可以毫無困難地處理一系列問題。雖然它在處理更大的文件大小時遇到了困難，但它是大多數(shù)問題的首選。
●3D Builder 對Windows 用戶提供了修復(fù)和優(yōu)化模型的更多功能。它能夠處理更大的STL文件。
●FreeCAD盡管在此次自動修復(fù)測試中表現(xiàn)得最不佳，但它勝在易于使用，并且針對需要進行細微更改才能有效打印的CAD模型的修復(fù)能力比3D Builder表現(xiàn)的更好，并且它非常適合新手學習使用。
●Meshmixer在此次測試中的表現(xiàn)令人驚訝，是修復(fù)掃描模型的最佳選擇，但是對于有相交幾何圖形的模型，它的修復(fù)能力仍然不行。
