3.1 建模方法

三维建模就是在三维制作软件的虚拟三维空间中，构建出具有三维特性的数据模型。

根据构建三维模型的工作流程，可以分为正向设计和逆向设计。正向设计的流程通常是从概念设计起步到CAD建模。但对于复杂的产品，正向设计过程难度系数大、周期长、成本高，不利于产品的研制开发。逆向设计通常是根据正向设计概念所产生的产品原始模型或者已有产品来进行改良，通过对有问题的模型进行直接修改、试验和分析得到相对理想的结果，然后再根据修正后的模型通过扫描和造型系统一系列方法得到最终的三维模型。逆向设计的关键是3D扫描数据的获取及后处理，相关内容详见3.2和3.3节。

此外，根据三维模型建模方法的不同，可分为CAD建模、CG建模及其他建模方法。

（1）CAD建模（参数化建模）。CAD建模主要针对需要参数化建模设计的模型，以参数为建模核心。在模型中，参数可通过“尺寸”的形式来体现，可以使用表达式来控制图形形状和变化。参数化建模适合用于有苛刻要求和制造标准的模型设计任务（如机械类零件），非常适用于需要定期修改的设计，可以修改或更改单个特征（如孔和倒角），其余部分可自动跟随改变，如图3-1所示，UG软件建模。

（2）CG建模。计算机图形学（Computer Graphics, CG）, CG建模创建的是几何而不是特征，因此它能更好地进行概念构思，而不必束缚于特征及其相关性以及执行更改可能产生的影响，建模的自由度较大。常用于人物模型、动物模型、建筑场景的创建，如图3-2所示。

（3）其他建模方法。除CAD建模和CG建模外，还有一些其他建模方式。如：Autodesk公司的123D CATCH软件，可采用不同角度的模型照片，合成出一个3D模型。除此，国外一款开源3D打印切片软件Cura，可由导入的bmp、jpg、png格式图像，生成浮雕效果的模型，可打印出浮雕的效果，如图3-3所示。

需要注意的是，由于STL文件已经成为图像处理领域的默认工业标准，因此3D打印通常采用STL格式文件。所以，在三维软件中构建完成3D模型后，还需要存储为STL文件。

此外，3D打印文件还有AMF格式文件，主要是增加了模型的材质、纹理、颜色等信息，随着彩色3D打印的发展，这种文件格式可能会逐步取代STL。不过，目前STL仍是3D打印的主流格式文件。