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TUhjnbcbe - 2024/10/25 20:03:00

当今市面上的三维建模软件,可以分为多边形建模、曲面建模、实体建模以及雕刻建模四大类。下面我们来一起梳理一下各种分类中最受欢迎的一些软件,以及它们的优缺点和应用领域。

多边形建模

即Polygon建模。其建模过程可以简单总结为首先创建一个可编辑的简单多边形对象,然后通过对该多边形对象的各种子对像进行编辑和修改来实现建模的过程。

Polygon基本建模流程

3DMAX:非常老牌的三维建模软件,同时也是一个非常成熟的三维动画制作软件,用户基数很大,在建筑、室内设计以及游戏设计方面应用很广。另外,其插件众多,具有良好的扩展性。

用3DMAX创建的游戏模型

MAYA:在动画领域具有十分出色的表现,可以说只有想不到没有做不到,它的开源性质导致其可以二次开发,即如果你有编程基础就可以让maya发挥更大的威力,在团队合作上有巨大的优势,可以说影视类的大项目制作,maya当仁不让。

用Maya制作的骷髅骑士

其他同类软件,如后起之秀C4D等等,其易学易用、出效果快的特点为其赢得了市场,但核心类似,故不再赘述。

总而言之,多边形建模容易上手,但其精度距离工业化要求远远不够,这也是为什么多边形模型大多只存在于虚拟世界之中。对于工业设计行业来说,业内几乎没人用多边形建模输出三维模型,只有少部分设计师用其构建前期CAS模型。

曲面建模

曲面建模也称为NURBS建模。通俗地说,NURBS就是专门做曲面物体的一种造型方法,其三维模型是由曲线和曲面来定义的。曲面只有形状,没有厚度,因而可以把曲面看作是极薄的“薄壁特征”。不夸张的说,在工业设计行业,曲面建模才是业界标准。而这一类软件,则可以统称为CAID(ComputerAidedIndustrialDesign)软件。

NURBS基本建模流程

犀牛(Rhino):当今市面上最流行的建筑/工业设计建模软件。早些年犀牛一直应用于产品外观造型建模行业,但近些年配合着grasshopper参数化建模插件,建筑设计领域也受到欢迎。其软件体积小、操作相对简单、本地化程度高,插件众多,因而受到部分设计师的欢迎。但不可否认,其在曲面精度控制、连续性控制、模型动态调整以及跟下游工程软件衔接等方面仍有不足。

作为一款普及度较高的CAID软件,其教程众多,对于想自学工业设计建模软件的人群,犀牛具有很强的吸引力。

grasshopper插件

Alias:目前世界上最先进的工业造型设计软件。是全球汽车,消费品造型设计的行业标准设计工具。提供了从早期的草图绘制、造型,一直到制作可供加工采用的最终模型各个阶段的设计工具。与犀牛相比,其历史记录完善,模型调整及修改方便,检测功能强大,并可以做逆向建模,倒角,补面相关功能。但其庞大而完善的功能,以及全英文的界面,也让不少设计师对其望而却步。

Maybach6concept,Alias模型Maybach6concept,斑马线检测效果

另外,Alias作为Autodesk公司的明星产品近几年来Autodesk不遗余力的对alias进行了强化,以最新的版为例,Alias已经发展为一个工业设计软件套餐:基于T-spline建模方式的speedform软件——类似多边形建模的快速CAS模型绘制工具;集成了参数化建模模块Dynamo的AliasAutoStudio——最强CAID软件本体;以及高质量实时渲染工具Vred。这一完整的软件包,涵盖了从草模到精模再到后期渲染输出的完整流程。不得不承认,alias的深度与广度已经远超同类型软件,不愧为CAID行业的龙头老大。

aliasspeedformAlias建模+Vred渲染

Ps:目前大家能看到的汽车、摩托、飞机及其他曲面复杂且质量要求高的产品均通过Alias生成曲面。

实体建模

它通过基本体元素的集合运算或变形操作生成复杂形体,其特点在于三维立体的表面与其实体同时生成。由于实体建模能够定义三维物体的内部结构形状,所以广泛应用于制造业。可以统称为CAD软件。

实体建模过程

Creo:在除了航天及汽车的工程领域具有极大的应用范围(以上两个领域用CATIA),其易用及开放的特点受到很多工程设计师的青睐,可以说是老牌工程建模软件proe的升级版。同时,在对某些对曲面质量及曲面造型要求不高的工业设计领域,该软件也有一定的应用。

机械部件模型

值得一提的是,由于creo中包括了曲面建模模块,其也具有一定的曲面造型能力,对于简单的小产品造型设计,具有一定的意义,同时,由于其本身的CAD软件定位,利用好其曲面建模模块,也能有效提高从概念造型到实际产品模型输出的效率。但是,如果对上述CAID软件有一定了解,就不难发现,creo在复杂曲面设计,曲面精度控制,曲面连续性控制以及对于CAID软件极其重要的模型调整环节,都与上述CAID软件有着明显的差距。

零件装配后的刮胡刀模型

SolidWorks:简而言之——低配版的creo,属于中端CAD软件,在我国工程软件里也有一席之地,在某些小公司比较常用。

SolidWorks工程模型

雕刻建模

简而言之,雕刻建模方式即将手工雕刻工具放入了虚拟世界之中,在硬件上,它要求设计者必须有数位板或数位屏等具有压感的绘制工具。雕刻建模十分灵活,但在精度及曲面质量上有明显缺陷,无法为工业生产提供三维数据支撑,但其在影视、游戏等领域却得到了极大应用,受到很多设计师的欢迎。

提到雕刻,就不得不提到Zbrush。它以强大的功能和直观的工作流程冲击了艺术类三维行业。在一个简洁的界面中,ZBrush为当代数字艺术家提供了世界上最先进的工具。ZBrush能够雕刻高达10亿多边形的模型,可以说限制只取决于的艺术家自身的想象力。

雕刻建模过程

Fusion:该软件近几年受到一部分设计的追捧,其囊括了一些目前比较流行的技术,包括直接建模技术,T-spline建模技术,基于连结的装配技术,自顶向下的参数化建模技术以及云端数据管理等。可以说,该软件是autodesk在工业设计和机械设计领域很多相关技术的试验田,很多成熟的技术都被运用到其他autodesk的商业软件中了。

其最大的特点即将CAID及CAD软件融合进一个独立的软件之后,优化了整个设计流程,提高了设计的效率及可实现性。同时,由于其特殊的定位,它也支持很多三维文件格式,十分方便。另外,其与AutoCAD的衔接也堪称完美。遗憾的是,Fusion在每一个领域的深度都明显欠缺,尤其是在绘制高级曲面方面可以说是十分乏力。不过,对于自行车或其他小产品这类造型不复杂,但机械部件很多的设计行业,Fusion可以大有作为。

Fusion建模示例

总之,对于建模前沿发展趋势比较感兴趣,同时对模型曲面质量要求不高的同学,可以试试Fusion,也许你会爱上它。

小结:对于工业设计的学生而言,首先应该学好一个CAID软件,大家可以结合对犀牛及Alias的分析,找一个更适合自己的软件进行深入学习;其次,如果有精力的话,可以适当学习一下CAD软件,方便将自己的设计落地,更能有效提高与工程人员的沟通效率;再次,如果对科幻及娱乐设计很感兴趣,并希望从事相关行业,可以学习多边形建模软件,如果有数位板等工具并且有一定三维基础,则推荐学习雕刻类建模软件。

部分图片来源于网络

作者:分辨律

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