3D建模处理软件知多少？

CAD建模和产品设计软件

1. AutoCAD

AutoCAD (Auto Computer-Aided Design)是美国Autodesk公司出品的自动计算机辅助设计(CAD)软件，用于二维绘图、文档规划和三维设计。适用于制作平面布置图、地材图、水电图、节点图及大样图等。广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、航空航天、轻工化工等诸多领域。大家买房时看的房型图大部分都是用AutoCAD来做的。

2. CATIA

Catia由法国Dassault Systems公司开发的CAD/CAE/CAM一体化的三维软件，支持产品开发的整个过程，从概念(CAID)，到设计(CAD)，到分析(CAE)，到制造(CAM)的完整流程。可帮助制造厂商设计未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程，在机械行业，航空航天、汽车工业、造船工业等应用广泛。其实体造型和曲面设计的功能非常强大。我读博期间曾接触过Catia，在它上面写过一个NURBS曲面转换的插件程序。

3. SolidWorks

SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，后被法国Dassault Systems公司(开发Catia的公司)所收购。相对于其他同类产品，SolidWorks操作简单方便、易学易用，国内外的很多教育机构（大学）都把SolidWorks列为制造专业的必修课。SolidWorks在杭州有专门的研发机构，我有个学生硕士毕业后在那里进行研发工作。

4. UG NX

UG NX由美国Unigraphics Solutions (UGS)公司开发的CAD/CAE/CAM一体化的三维软件，后被德国西门子公司收购。广泛用于通用机械，航空航天、汽车工业、医疗器械等领域。现在西门子公司在上海有专门的研发机构对UG NX产品进行升级完善，我有2个学生博士毕业后在那里负责产品的开发和维护。

5. Pro/E

Pro/Engineer是美国PTC公司(Parametric Technology Corporation)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。在参数化设计，基于特征的建模方法具有独特的功能，在模具设计与制造方面功能强大，机械行业用的比较多。

注：除了上述所介绍的CAD/CAE /CAM系统软件（它们各有特色，在市场中都占有一定的份额）外，还有其他一些同类产品，比如法国Missler公司的Topsolid和以色列Cimatron公司的Cimatron。一般在机械设计与产品研发相关的行业中才会接触到这些软件，专业性比较强，在网上很容易能找到它们的相关资料。

三、 3D雕刻建模软件：笔刷式高精度建模软件

3D雕刻建模软件(Sculpturing modeling)，也称为笔刷式高精度建模软件，顾名思义，就是像艺术家那样用不同的“笔刷”工具在模型表面上进行“雕刻”的自由创作。建模过程就像玩橡皮泥一样，利用拉，捏，推，扭等操作来对几何进行编辑，生成任意的高度复杂和丰富的几何细节（如怪兽的复杂表面细节）。这些工具的出现颠覆了过去传统三维设计工具的工作模式，解放了艺术家们的双手和思维，告别过去那种依靠鼠标和参数来笨拙创作的模式，完全尊重设计师的创作灵感和传统工作习惯。

1. ZBrush

美国Pixologic公司开发的ZBrush软件是世界上第一个让艺术家感到无约束自由创作的3D设计工具。 ZBrush 能够雕刻高达 10 亿多边形的模型，所以说限制只取决于的艺术家自身的想象力。

2. MudBox

MudBox是Autodesk公司的3D雕刻建模软件，它和ZBrush相比各有千秋。在某些人看来，MudBox的功能甚至超过了ZBrush，可谓ZBrush的超级杀手。

3. MeshMixer

最近，Autodesk公司又开发出一款笔刷式3D建模工具MeshMixer，它能让用户通过笔刷式的交互来融合现有的模型来创建3D模型（似乎是类似与Poisson融合或Laplacian融合的技术），比如类似“牛头马面”的混合3D模型。

值得注意的是，最新版本的MeshMixer还添加3D打印支撑优化新算法，值得关注。我们Siggraph Asia 2013的论文“Cost-effective Printing of 3D Objects with Skin-Frame Structures”也给出了一种为3D打印加尽可能少的支撑材料的新算法（详见我的博文“经济节约型的3D打印技术”），该算法也是具有较好的市场前景，我们也在努力进行产业转化。

4. 其他

其他还有一些同类的3D雕刻建模软件，比如3DCoat，Sculptris，Modo等。这里就不再详细介绍了。

注1：在工业界，人们更偏向于使用四边形网格(quad mesh)，而不是三角网格，一个很重要的原因就是这些雕刻建模工具善于在四边形网格上进行细节的生成和编辑，因为四边形网格的边更能反应物体表面的流线方向(edge flow)。我们Pacific Graphics 2010的一篇论文B-mesh，就是在建模过程中同时生成具有良好流线方向的四边形基网格(base mesh)，然后直接可以导入到这些雕刻软件中进行进一步的细节雕刻建模。

注2：虽然这些笔刷式建模工具上手容易，给了用户便利的方式进行3D细节建模，但是，要想真正构建一个细节复杂和逼真的3D模型还是不容易的，除了用户需要熟练掌握软件的各种工具及雕刻技巧外，还需要用户具有较好的艺术和绘画功底。

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