重慶3D動(dòng)畫制作軟件的變遷，從聊聊軟件設(shè)計(jì)思想的變化
前文述及， 本人最早接觸到的3D軟件是MasterCam, 當(dāng)時(shí)的版本已經(jīng)是4.0了， 時(shí)間在97年左右， 是在一個(gè)模具廠看到的， 那是我第一次看到CNC編程， 感覺很神奇， 于是便去買了個(gè)光盤，裝了學(xué)了下， 由于MasterCam和重慶3d動(dòng)畫制作主要是面向加工的， 所以主要功能是CNC編程， 建模功能是很簡單的， 提供的命令只有點(diǎn)，直線，圓，弧，矩形，橢圓，SPLINE線，編輯命令也不多， 而且它的模型是線框模型， 只能靜態(tài)著色。所以它的建模思想就是通過點(diǎn)，線來建立控制線，然后通過放樣（loft）， 邊界， blend，掃描命令來形成曲面， 通過拉伸，旋轉(zhuǎn)形成實(shí)體，然后通過布爾運(yùn)算來合并與加減形成模型。這是早期的3d 工程軟件的基本實(shí)現(xiàn)， 當(dāng)時(shí)ACAD的3D 命令也是這樣的。不過因?yàn)榻?shí)在費(fèi)勁， 又沒有很好的教程， 實(shí)際工作中用不著， 所以就放棄了。
早期Matercam界面（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
SOLIDWORKS:
時(shí)間來到98年，有一天看到了這個(gè)軟件， 由于先前有proe 概念，雖然不是proe但還是買了它，裝上去之后 憑感覺玩了下， 感覺非常爽， 尤其是尺寸驅(qū)動(dòng)， 實(shí)體模型， 自動(dòng)生成三視圖， 給人的沖擊太大了， 我開始嘗試用SW畫圖， 然后轉(zhuǎn)DXF文件， 然后再ACAD里標(biāo)注， 不過還是受限于教材太少， 進(jìn)度太慢，尤其是在裝配里畫圖，摸索了好長時(shí)間， 再加上工作變動(dòng)， 不了了之了。。。
SW是我見到的（只是我自己）第一款符合工程設(shè)計(jì)的三維設(shè)計(jì)軟件， 以特征而不是幾何來定義繪圖單位，特征可以理解為一個(gè)加工工序或者工步，比如孔特征對應(yīng)于加工中的孔加工， 倒角，凸臺(tái)，所以界面非常友好， 尺寸驅(qū)動(dòng)草繪可以非常方便修改， 而且省去了空間幾何想象時(shí)間， 這對于畫法幾何基礎(chǔ)不好的同學(xué)是非常有利的，基本上， SW已經(jīng)具備的現(xiàn)在三維設(shè)計(jì)軟件的最基本，最核心的功能。 只是因?yàn)?a href="http://www.vkzphih.cn/about/8.html" target="_blank" title="重慶3d制作">重慶3d制作的原因， SW沒能繼續(xù)使用下去。
現(xiàn)在的SW界面（圖片來自于網(wǎng)絡(luò)）
CIMATRON:
cimatron軟件是由以色列一家公司開發(fā)的模具設(shè)計(jì)加工軟件， 軟件我沒用過， 但因?yàn)楫?dāng)時(shí)我設(shè)計(jì)的一款暖風(fēng)機(jī)要開模， 所以有幸見到了這款軟件， 當(dāng)時(shí)的圖紙是用ACAD畫的， 因外殼是曲面，為了保證曲面符合設(shè)計(jì)意圖，所以在模廠現(xiàn)場跟蹤，這是我唯一一次在現(xiàn)場眼見一個(gè)平面圖紙是如何轉(zhuǎn)變?yōu)?D圖形的， 當(dāng)時(shí)工程師用的正好是這個(gè)軟件，所以印象深刻， 因?yàn)楫a(chǎn)品除了四個(gè)腳是平面的，其他全部是曲面，由于平面圖紙無法準(zhǔn)確表示曲面， 當(dāng)時(shí)的辦法是畫一堆截面來表示曲面變化。同時(shí)由于分模面也不是平面， 所以建模的水平還是要求挺高的， 整個(gè)模型我記得是花了3天的樣子， 工程師小伙也比較抓狂， 反復(fù)修改， 反復(fù)使用不同的命令來試，所以本人得以略知皮毛， 這個(gè)軟件和mastercam類似， 也是線框模型， 但界面好像比mastercam有好點(diǎn)，建模命令比較多， 加工方面應(yīng)該 差不多。現(xiàn)在用的也少了。
CIMATRON界面， 圖片來自于網(wǎng)絡(luò)
UG(UniGraphic)/NX:
這里先說下UG, UG是目前模具設(shè)計(jì)及生產(chǎn)行業(yè)的老大， 現(xiàn)在在廣東地區(qū)基本是UG一統(tǒng)天下， MASTERCAM 和 CIMATRON基本很少見到了， 由于PROE加強(qiáng)了模具及CNC方面的功能， 也有部分廠家采用PROE了， 不過還比較少。在模具和加工行業(yè)， UG大名鼎鼎， 是進(jìn)入行業(yè)的必備軟件。 UG是實(shí)體模型， 而且里面集成了大量的模具標(biāo)準(zhǔn)件， 從模架到彈簧，螺絲等應(yīng)有盡有， 而且有豐富的針對摸具設(shè)計(jì)的命令， 比如拔模，分模面，鑲件，補(bǔ)面等等， CNC刀路設(shè)計(jì)也很強(qiáng)大，提供了分析命令。 大大方便了設(shè)計(jì)。 也采用了參數(shù)化設(shè)計(jì)，曲面設(shè)計(jì)很自由，有很多ID設(shè)計(jì)師當(dāng)時(shí)也用它設(shè)計(jì)。確實(shí)是一款優(yōu)秀的軟件， 本人直接使用它比較晚， 主要用來看模具圖，研究不深， 有個(gè)挺有意思的事是， 在工廠一般是用UG設(shè)計(jì)模具圖紙， 但轉(zhuǎn)2D時(shí)用的是ACAD軟件，即紙質(zhì)圖紙還是用的ACAD，技術(shù)要求及注意事項(xiàng)都在2D圖紙上， 看來UG的2D方面還有待加強(qiáng)， 同時(shí)可能跟加工廠環(huán)境有關(guān)， 有些工廠可能還是用ACAD的。
現(xiàn)在UG也在加強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面， 和PROE一樣都在往整個(gè)產(chǎn)品解決方案上努力， 所以2個(gè)軟件競爭很激烈。
UG界面， 圖片來自網(wǎng)絡(luò)
PROE/CREO:
現(xiàn)在介紹proe， 這個(gè)軟件是本人一直在用的設(shè)計(jì)軟件， 也是目前搞設(shè)計(jì)的主流軟件 。就目前來講，這個(gè)軟件強(qiáng)大到幾乎可以解決整個(gè)產(chǎn)品周期的任何問題！從概念到草圖、到效果圖、到渲染圖、到規(guī)劃、到設(shè)計(jì)、圖紙、加工、生產(chǎn)； 從個(gè)人到團(tuán)隊(duì)、到遠(yuǎn)程；從機(jī)械到電子、到管道、到線路；各類分析如模具的模流分析， 運(yùn)動(dòng)模擬，熱模擬，有限元分析，人機(jī)工程等等， 可以說那個(gè)行業(yè)都可以應(yīng)用。最新版的CREO 還加入了3D打印。。。 軟件大小也從1G到現(xiàn)在的10幾G了，
PROE如此強(qiáng)大，個(gè)人認(rèn)為跟2個(gè)因素有關(guān)， 一個(gè)是全參數(shù)化的軟件思想， 一個(gè)是獨(dú)創(chuàng)的彈性曲線模型。 與其他軟件不同的是， PROE的最核心的曲線模型是由PTC公司獨(dú)創(chuàng)的根據(jù)材料力學(xué)里的彈性曲線開發(fā)出來的， 它與材料有關(guān)， 而其他軟件都是根據(jù)微軟操作系統(tǒng)提供的曲線命令來開發(fā)的， 他們是單純的數(shù)學(xué)模型，這樣在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理上遠(yuǎn)不如PTC方便，尤其是在分析上，比如熱分析，有限元分析等， 其他軟件都需要轉(zhuǎn)格式到ANLISYS里，重新晶格化， 而PROE可以在自己的模型中自己的進(jìn)行有限元分割，非常自由。全參數(shù)化的數(shù)據(jù)庫又使軟件的擴(kuò)充變得非常容易。搞軟件的都知道， 一個(gè)程序，核心就是算法+數(shù)據(jù)庫， 所以PROE很容易開發(fā)出很多應(yīng)用模塊， 這就是為什么PROE軟件是模塊化的， 比如鈑金模塊， 模具模塊，仿真模塊，分析模塊。。。等等。除了核心模塊， 這些模塊可以根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)購買， 所以在市場上也受歡迎。
PROE如此強(qiáng)大， 也是不斷升級(jí)的結(jié)果， 就本人來說，正式接觸到它是在2000年左右， 以前光聽說這個(gè)軟件牛，但很少見到， 在2000年的樣子， 重慶3d動(dòng)畫公司開始有盜版賣，價(jià)格500元，隨盤送一本打印的教材。單買教材要300元， 軟件版本是98版， 但是一般收入高的工程師有能力自己買電腦了， 我一個(gè)同寢室同事就是這樣，他一狠心買了個(gè)盤， 自己學(xué)了幾個(gè)月后， 跳槽跑了， 我在他不用的時(shí)候摸了幾下， 很快就被迷住了， 這是真正的第一次
感受到PROE的強(qiáng)大， 雖然簡單，但沖擊力太大了，真正開始使用PROE設(shè)計(jì)是在2001年， 從此以后一直使用到現(xiàn)在， proe有幾個(gè)經(jīng)典版本， proe2001 是基于WINDOWS NT的經(jīng)典版本， 具備了到目前為止所有的核心功能， 它是如此經(jīng)典以至于現(xiàn)在還有人在用它； 野火 wildfire3.0是升級(jí)后的第一個(gè)經(jīng)典版本， 野火5.0 是另一個(gè)。到CREO后， 2.0是一個(gè)， 目前是4.0 版本。
proe2001 界面
CREO4 界面
總結(jié)： 從以上可以看出， 3D設(shè)計(jì)軟件經(jīng)歷了從線框模型到實(shí)體模型的演變，從數(shù)學(xué)特征到加工特征的演變。 軟件發(fā)展方向一個(gè)是從加工向設(shè)計(jì)延伸， 一個(gè)是從設(shè)計(jì)向加工延伸， 總的思路都是提供完整的產(chǎn)品解決方案。目前主流的設(shè)計(jì)軟件又都加上了工業(yè)設(shè)計(jì)模塊， 提供從草圖到模型渲染的高質(zhì)量圖片及動(dòng)畫演示， 可以說基本用一款軟件就能解決產(chǎn)品周期的全部環(huán)節(jié)。
學(xué)習(xí)建議： 對于工程設(shè)計(jì)軟件來說要注意以下幾點(diǎn)：
最好有工科背景， 或者有實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)，這樣容易上手。
理解建模思路：對于復(fù)雜曲面： 一般是從點(diǎn)-->線-->面。 這里要求有比較好的畫法幾何基礎(chǔ)。 對于模型，一般采用從分模面-->大面-->小面-->過度面-->補(bǔ)轉(zhuǎn)折面的方法。
要注意尺寸標(biāo)注， 與設(shè)計(jì)思路一致，這樣可以保證設(shè)計(jì)意圖。
對于全參數(shù)化設(shè)計(jì)，要理順裝配關(guān)系， 主次關(guān)系， 參考關(guān)系， 這里經(jīng)驗(yàn)很重要，無論是軟件使用經(jīng)驗(yàn)，還是實(shí)際設(shè)計(jì)，加工經(jīng)驗(yàn)， 會(huì)綜合反映在整個(gè)模型中， 是反應(yīng)工程師水平的直接標(biāo)準(zhǔn)。
使用久之后，最好能形成自己的風(fēng)格。
說明：以上只是根據(jù)本人經(jīng)歷列舉的幾款軟件， 其他軟件限于篇幅就不介紹了， 比如CATIA等。。。接觸不多，目前的3D工程軟件大多功能強(qiáng)大。 所以選擇什么軟件全看個(gè)人及公司選擇了。 作者沒有褒貶的意思。
