你好啊，创客！
在上期文章中，我们解释了模型文件是 CNC 加工流程中的第一步，并介绍了不少提供现成模型资源的网站。那么，如果想把独属于你的创意变成现实呢？猫主子的大头照浮雕，尺寸与你家转角柜严丝合缝的木托盘，为你的脸型量身打造的木质镜框……如果你有过这样的念头，现在就是时候更进一步了！
建模萌新？对选择建模软件毫无头绪？别担心， Snapmaker Academy 这就为你解忧。本期文章中，我们将介绍 8 款好用的建模软件，帮你从头创建自己的 3D 模型。
图片来源：Fakurian Design on Unsplash
本文分为上、下两期，其中提及的 3D 建模软件均从 CNC 加工用途出发，主要适用于创建浮雕模型和实体模型，不涉及具体的软件操作指南。
如何挑选 CNC 建模软件？
市面上的建模软件不胜枚举，每个软件的设计逻辑和功能特性往往大相径庭。考虑到学习成本，在一开始就做足功课绝对是明智之举。以下是挑选软件时可供参考的要素：
- 使用目的
软件始终是为工作内容服务的。在挑选时，首先要问的不是软件功能，而是你要用 CNC 做什么。对于初学者而言，不必盲目追求软件功能的强大或全面，在建模能力达到一定水平前，强大的软件功能甚至可能令人望而生畏。
- 功能特性
模型的用途决定了模型的根本特点，每个建模软件的功能侧重点和对各专业领域的支持度也因此存在差异。
- 软件价格
绝大多数建模软件都是收费的，价格从几百美元到几千美元不等。在付款之前，确保你已了解自己购买的服务包含哪些内容。
- 易用度
软件的易用度与学习成本直接相关。一个直观的参考因素是其界面设计是否符合直觉、简洁明了。此外，丰富的快捷键也能帮你省下很多时间。
- 支持资源
支持资源包括官方技术支持、用户社区，以及用户在各平台上生产的相关内容。这些资源决定了你遇到问题时可求助的渠道数量。用户群越庞大，你的问题已有前人提供解决方案的可能性也越大。
- 可否试用
说到底，十篇介绍文章也无法替代一次试用带来的直观体验。鉴于多数建模软件不菲的定价，支持试用可能是最大的美德。
CNC 建模软件
实体建模 vs. 表面建模
首先需要明确的是，不同用途的 3D 模型有着本质上的差别。机械、模具等行业中常用的模型服务于实体制造，对尺寸精确度要求较高，且必须形成封闭空间，我们称其为实体模型。而影视、游戏等行业以表面模型为主，这类模型不一定要形成封闭空间，更适合构建自由度较高的曲面造型，通常仅用于视觉表现，如动漫角色设计、产品展示视频等。
封闭空间 vs. 开放空间
二者的差异就好比工程图纸和艺术画作：一个对应真实物体，必须精确到每条线的长度、每个夹角的大小；一个则偏重视觉效果，因而大可以天马行空，甚至可以展现出无法存在于现实中的结构。
真实结构 vs. 超现实结构
（图片来源：Autodesk Fusion 360 on YouTube & 8385 on pixabay）
相对应地，目前主流的 3D 建模软件从机制上可以分为三类：实体建模、表面建模，以及实体 + 表面建模。在 CNC 加工中，若要制造注重观赏性的浮雕，或是包含大量不规则曲面的产品，表面建模更能胜任；涉及复杂组装、或是结构以规则形状为主的产品则更适合设计成精确度较高的实体模型。
接下来，就让我们进入正题——8 款在 CNC 加工中常用的建模软件。下文以建模机制的侧重点为依据，将 CNC 建模软件分为两类：艺术浮雕类和工业设计类。
艺术浮雕类
Aspire
价格：$1,995（版本买断制，12个月内可免费升级）
适用系统：Windows
亮点：浮雕模型设计、2D 转 3D、四轴 CNC 加工、包含 CAM
Aspire 是 Vectric 旗下的一站式 CNC 软件，以专精于浮雕设计著称，可以把各类图像文件方便地转换为浮雕模型。其工作原理并不复杂：导入 2D 图像后，软件会依据图像中颜色的深浅来估算并赋予图片高度差值，从而生成 3D 浮雕模型。颜色越深的地方，对应的 Z 轴高度值越小，雕刻时越深。对于这类转换而言，使用灰度图效果最佳。当然，你也可以从绘制平面草图开始，通过手动操作一步步将其拓展为 3D 模型。
Aspire 提供针对浮雕模型的便捷操作和丰富资源库。你可以使用滤镜清除图像噪点，从而生成表面更平滑的浮雕模型，也可以通过手动增加 Z 轴雕刻深度，使浮雕模型变得更立体。软件自带数百个免费的 2D 图形和 3D 浮雕模型，能为你的个人创作添砖加瓦。
支持四轴 CNC 加工是该软件的另一大亮点。除了自己设计四轴模型，导入第三方模型也是完全可行的。其工件设置和仿真预览均支持四轴模式，配合 Snapmaker 旋转模组使用，可以把你的创意拓展至新的维度。
使用 Snapmaker 旋转模组制作的案例
完成模型设计后，可以直接设置工具路径并生成G 代码，无需再额外使用其他 CAM 软件。购买之前，推荐先下载试用版体验内置案例，每个案例都配有教学视频，不限试用时长。
Carveco Maker
价格：$15/月，或 $180/年（订阅制）
适用系统：Windows
亮点：多元的浮雕编辑工具、广泛的文件格式支持、包含 CAM、支持中文
你可能没听说过 Carveco，但八成对深耕 CNC领域的老牌软件 ArtCAM 耳熟能详。事实上，ArtCAM 就是 Carveco的前身。该软件经 Autodesk 收购后，于 2018 年停止了更新和维护。经过协商，原 ArtCAM 团队另立门户，打造出了延续 ArtCAM 原有功能特性的 Carveco 系列软件。Carveco Maker 是该系列中的初阶版本。
同其前身 ArtCAM 一样，Carveco Maker功能强大，同时易于上手，广受木工、雕刻师、创客等群体欢迎。除常规的 2D 草图设计和 3D 模型设计工具外，还包含针对浮雕模型的多元编辑工具，包括灰度图转浮雕模型、矢量图转浮雕模型、STL 模型压花为浮雕模型、一键柔化浮雕表面等，成品的最终效果和精细度由你随心把控。其浮雕模型库内置 600 余个精致浮雕模型，均可免费使用。
Carveco Maker 浮雕模型库
在导入文件方面，Carveco Maker 支持绝大多数常见格式的图像、模型和工程文件。在CAM 制造环节，该软件也具备完善的 CNC 加工适配功能，允许用户选择加工策略、配置刀具参数、设置并生成工具路径，以及实时预览加工效果，从而确保 “所见即所得”。
官方出品了一系列制作精良的教学视频， 涵盖不少实用操作，如使用图片创建浮雕。此外，ArtCAM 此前已有的庞大用户群体和自制教学视频也是 Carveco Maker 的可用资源。虽然不提供试用版，但购买后的 14天内支持无理由退款。
ZBrush
价格：$39.95/月，$179.9/半年，或 $895/终生
适用系统：Windows、macOS
亮点：数字雕刻、笔刷式建模、操作逻辑直观、支持中文
ZBrush 是首屈一指的数字雕刻建模软件，广泛应用于游戏、影视特效、珠宝设计等领域，《刺客信条》的游戏制作就大量使用了该软件。顾名思义，数字雕刻就好比用数字笔刷来捏虚拟黏土，通过拉伸、推挤和抹除等操作对几何形状进行编辑。比起传统的三维建模方式，其操作逻辑极为直观，非常适合构建形状不规则且细节丰富的表面模型，可以生成逼真的阴影、纹理和褶皱。
在 CNC 加工中，ZBrush 既可直接建模，也常搭配其他建模软件使用，对浮雕模型进行细节处理，比如柔化连接处、调节局部凹凸度、添加纹理等，以实现更精致立体的浮雕效果。该软件的实时渲染效果也十分出色。不过，要生成工具路径和 G 代码，还需要使用相应插件或把模型导入 CAM 软件中。
ZBrush 丰富的雕刻笔刷工具
得益于直观的操作逻辑，ZBrush 很好上手，教程资源也比比皆是。其试用版不限功能，期限为 30 天。此外，支持中文也是该软件的一大亮点。
Blender
价格：终身免费
适用系统：Windows、macOS、Linux
亮点：开源、全平台、自由界面布局、集成数字雕刻工具
Blender是一款开源的跨平台三维制作软件，提供从建模、动画、材质、渲染、到后期处理的全套解决方案。在主流建模软件中，Blender 是极少数终生免费的之一。它由Blender 基金会（Blender Foundation）运营与维护，旨在帮助全世界的媒体工作者和艺术家无负担地进行 3D 可视化创作。
除多边形建模外，Blender 也集成了数字雕刻功能，允许使用者通过笔刷工具进行快速且自由的细节刻画。虽无法和专注数字雕刻的 ZBrush 相较，但已相当实用。同 ZBrush 一样，由于并非专攻 CNC 领域，生成工具路径和 G 代码需要用到额外的 CAM 插件或软件。
Blender 的雕刻笔刷工具
CNC 浮雕建模中常用的一种思路是：导入 2D 图像，再“依葫芦画瓢”，用多边形描摹出轮廓，再通过拉伸等操作把它拓展为三维模型，最后配合雕刻笔刷等细分工具减少棱角，使其表面更为平滑。在 YouTube 等主流视频网站上不难找到采用此建模思路的教学视频。
在 Blender 身上，免费和开源并不等同于支持资源的缺位。来自用户、开发者和企业的自发捐助支撑起了基金会和官方技术团队的运转，其快速增长的用户群体也已经构建出了友好互助的社区，不必担心遇到困难时无处求助。
小结 & 下期预告
本文介绍了四款艺术浮雕类建模软件，分别是专攻 CNC 领域、长于浮雕建模且集成 CAM 功能的 Aspire 和 Carveco Maker；以及允许用户通过数字雕刻建造或优化浮雕模型的 ZBrush 和 Blender。
囿于篇幅，本文分为上下两期。下期中，我们将从实体建模的角度出发，介绍 Fusion 360、FreeCAD、SolidWorks 和 Sketchup 这四款软件，敬请期待。
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