2013年10月20日

我應該學習或使用哪一套 3D 軟體?

在設計師或學生之間,經常可以看到有人提出「應該學習(或使用)哪個軟體?」 之類的問題,也有許多熱心的網友提供各種建議,只不過多數的建議通常要不是沒有說到真正的重點、就是回覆者自身對於這些軟體的認知有問題,以致於提供了一個有誤的建議。

而這篇文章會試著幫助那些擁有相同困擾的網友,試著建立對於那些軟體的正確認知,以致於能夠正確判斷自己應該使用哪種 3D 軟體來進行作業。


首先必須說明的是,雖然一般人經常將那些為數眾多的 3D 軟體一概統稱為「3D 繪圖軟體」,但是實際上這些軟體在本質上有相當大的不同,若是不能搞清楚這些東西在本質上的不同,恐怕會選擇了一個明顯不適用的軟體來進行作業,而事實上這種人也不在少數。

以一個設計領域的設計師會遇到的 3D 軟體來說,大致上可以粗略的區分為下列三種類型~


1.  CAD 類型的 3D 軟體,也就是通稱為「參數式建模」的那些軟體,以 PRO-E 、 Solidworks 、 Catia 、 UG 等等為代表。



















2.  CAID 類型的 3D 軟體  ,通常就是稱之為「NURBS 建模」的那些軟體,以 Alias 、 Rhino 為
代表。














3.  Polygon 類型的 3D 軟體,一般稱之為多邊型建模」的那些,以 3D max 、 Maya 、Cinema 4D 、 Modo 等等為代表。





















(由於現代的 3D 軟體經常以模組化的方式銷售,再加上可用的許多外掛軟體,因此有時候 CAD 與 CAID 類型的軟體在界線上會顯得難以區分)


關於 CAD 類型的軟體:

此類型軟體是所有 3D 軟體中最常被誤解的軟體之一,事實上來說, CAD 類型的軟體並不是一個「繪圖」軟體,而是一種用來進行「產品開發」的軟體,這是一個相當重要的基本認知。

一般來說,一個產品的開發流程會經過諸如~外形設計、結構設計、結構分析或其他必要的物理性分析、模具設計、模流分析、成本分析、製程設計 ......等等複雜的流程,而所謂 CAD 類型的軟體的野心即是試圖將這一整個產品開發的常見流程加以數位化,以提高工作效率。

因此在CAD 類型的軟體中,「繪製出物件」並不是我們使用這個軟體的最終目的,而是為了進行其後的眾多開發流程的一個必要起點而已,這就是一般人之所以缺乏瞭解而將 CAD 軟體認知為是一種用來「繪圖」(建模)的軟體的根本原因。


CAD 類型軟體的主要特徵有以下兩方面~

1.  參數式的建模流程:嚴格來說應當稱之為「可主動維持參數間關連性」的建模流程,這句話又是什麼意思呢?

假設在某個物件中有一個螺絲洞與螺絲,很顯然的,螺絲洞與螺絲的「規格」(也就是用來產生這些物件的「參數」、「 Input 」)是具有一定的關連性的,因此當我們試圖改變此螺絲的某些「參數」時,螺絲洞的「參數」也會自動更改以維持這兩參數之間的關連性保持不變,在這個例子中,螺絲的規格必須永遠相等於用來搭配的螺絲洞的規格,而 CAD 軟體會試著主動的維持這兩參數之間的關連性不變,也就是說參數可變,但是參數之間的必要關連性不可改變,否則就完全亂套了......。

實際上所有的軟體在本質上當然都是「參數式」的軟體,否則沒有 Input ,哪來的 Output 呢?但是只有 CAD 軟體能夠主動維持參數間的關連性,因此關於此概念的重點不在於參數的有無,而是彼此之間的「關連性」。















2.  對物件進行眾多模擬分析的功能:如同前面已提過的,產品開發流程中必須進行各種模擬分析,而這也是 CAD 類型軟體的一大重點,不過在進行分析之前當然要先把物件建立出來才行。















關於 CAID 類型的軟體:

CAID 軟體由於不會主動維持參數之間的關連性,因此在建模過程中擁有比較多的自由度,另外,CAID 軟體通常也沒有進行多種模擬分析的功能,所以在本質上確實是一種只用來「繪圖」(建模)的軟體。

而 CAID 軟體的一大重點就是物件的數據格式可以與 CAD 軟體進行交換,因此 CAID 軟體可視為是能夠與 CAD 軟體互相配合進行作業的 3D 軟體。

一般來說,產品的造形設計是設計師所負責的範疇,而後續的模擬分析乃至於模具設計等等流程是工程師的領域,因此多數設計師就是使用 CAID 的主要族群,另外若是設計師本身有能力的話,從一開始就選擇 CAD 軟體來作業當然也可以。



關於 Polygon 類型的軟體:

Polygon 軟體通常被使用在影視動畫方面的作業,由於 Polygon 軟體所建立的物件(網格物件、Polygon Mesh)在數據格式上與其他類型 3D 軟體有本質上的不同,因此若是在設計之初就沒打算製造出實物的情況下,通常就不會採舉此種軟體來作業。

所以我們可說 Polygon 的數據格式在多數的產品製造流程中幾乎是無用的。(例外部分下面會深入說明)



產品的實際製造流程決定了適用的 3D 軟體

是的,原則就是這麼簡單。

因此要能夠正確判斷到底應該使用什麼軟體來作業,我們對於這個設計物的實際製程必須有某種程度的了解。

更加深入的來說明的話,我們應該這麼說:若是此設計物在實際的製造流程中必須用到數控加工機具或以此方式製作出來的模具的話,那麼就必須使用 CAD 或 CAID 軟體來作業。(這兩種軟體的數據格式可通用,因此大致上是相同的意思)

一般來說真實的流程通常是這樣的~以 CAID 軟體做出造形設計,然後將數據匯入 CAD 軟體進行結構設計、然後在同一軟體或其他與 CAD 軟體的數據格式可互通的專業模擬分析軟體進行必要的模擬分析、然後再根據同一份數據以數控加工的方式製造出模具,然後就是其餘的後續生產流程了。

或者是從一開始就一律在 CAD 軟體進行上述的所有作業當然也是大同小異的。

其中的重點在於前後流程中所使用的數據格式必須是可通用的,這是最關鍵的概念。

那麼,假設有一個搞不清狀況的設計師用 Polygon 軟體設計了一支手機,那麼當這個手機進入實際的製造流程時,就必須有某個倒楣鬼再使用 CAD 或 CAID 軟體將之前的建模流程重來一遍,不用說,這種情況是會讓人感到火大的。

事實上,也並非是所有的製造流程一定都需要使用到 CAD 或 CAID 軟體的數據格式的,例如說~室內裝潢的設計。

室內裝潢當然是以製造出實物為目的而出發的,但是那些裝潢的實物只需要有基本的尺寸,通常師傅們就能夠以雙手加上簡單的工具製造出來了,由於這樣的過程中並不需要使用到任何的模具,因此也不需要非使用 CAD 或 CAID 軟體來作業。

這也是為什麼從事室內設計的設計師,經常使用像 3D Max 這種在一般人認知中明明是用來製作動畫的 3D 軟體的根本原因,同樣的情況在建築設計中也一樣,由於建築的組件很少是使用具有立體造形的模具來產生的組件,因此在實際的建築設計中,各種類型的 3D 軟體都出籠了。

此外像是鞋類產品,雖然在製造流程中有使用到模具,但是多數只是一些平面型態的刀模,因此也不需要非使用 CAD 或  CAID 軟體來作業,所以我們很少看到有人使用這些軟體來做鞋子的建模作業,因為根本沒意義......。(為了練習建模而作的倒是有......)

此外還有例如公仔的設計,雖然有使用到立體造形的模具,但是這些樹酯型態的模具也不是以數控加工方式產生的,所以也不需要用 CAD 或 CAID 軟體。

另外像是學生所做的設計,在本質上就是一種練功型態的設計而已,當然也沒打算製造出實物(我是指量產,不是指模型),所以要使用什麼軟體都行,反正這種作業的目的也只是為了得出一些渲染圖而已,這是任何 3D 軟體都辦的到的。

綜合上述的種種,我們大致上可以得到一個結論~「若是產品的製造流程中必須使用到以數控加工方式所產生的模具的話,那麼就一定要使用 CAD 或至少 CAID 的軟體來產生所需的數據,因為數控加工機具只能取用這些類型的數據格式。

換句話說,只有確實理解該產品的製造流程,才能判斷應該使用哪一種類型的軟體。






















我瞭解了上述各種類型的軟體有何不同了,但是在同一類型中應該選擇哪一個軟體呢?

首先,若你是一個學生的話,由於無法預知未來會進入哪個產業從事實際的設計工作,因此無論現在選擇哪個軟體來學習都有押錯寶的可能性,這是沒辦法的事......。

不過通常在一個固定的市場中,一個產業通常會傾向於使用相同的軟體,例如以台灣本地為例的話,在 CAD 軟體方面,電子、電機相關產業習慣於使用 Pro E ,而機械類型傳統產業慣於使用 Solidworks ,在這方面是可以事先研究一下的。

另外,若是 CAID 軟體的話,由於 Alias 的自視甚高與自我封閉的關係,恐怕來日無多了,所以在此類別的唯一合理選擇是 Rhino 。

而 Polygon 軟體的話,基於相同的市佔率的原因,當下看來當然是 3D Max 了。

此外值得注意的是,雖然所有的 3D 軟體廠商都會說自己是易學易用的軟體,但是實際上只有難學難用的 3D 軟體......,因此若是實在不清楚自己應該學習哪一套軟體,那麼最好不要輕率的下決定,以免曠日廢時的學習到頭來全部付之流水了。







9 則留言 :

  1. 這篇寫的扼要明白,值得給85分。

    不過關於鞋類產品部份,我提供一下我參與過的部份:所有(每一雙)Adidas的鞋都是寶成鞋廠以Rhino繪製的鞋底3D模型完成模具製造,鞋面資料也是,從而產生刀模數據;而專做Nike的豐泰鞋廠也有50%以上是以相同的方式作業。

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    1. 鞋類的底確實應當是需要立體模具的,不過我一直以為鞋面部分是類似傳統裁縫依據經驗以平面版型得到刀模來衝剪的,從你的描述來看,似乎是在軟體中將3D曲面攤平來製作平面刀模的,是吧?

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    2. 你好,我現在是高一的學生,我學的科系是多媒體設計科,我以後打算往鞋子設計的方面發展而最好是可以學些運動鞋的設計,但是我不知道現在的我該做些甚麼,我現在看影片學Rhino。我想請問一下個位大神,我除了學Rhino以外還應該往哪些方面發展?

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  2. 有呀 此類工作一直有軟體在幫忙,以下連結是其中一種

    http://www.desystem.com.tw/ImagineElf3D_Process_tw.html

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  3. 這篇寫的很好,很多人把CAD跟繪圖混為一談~

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  4. 剛學3D軟體不久,有些還不是很清楚,多謝有您的分享,請問此篇文章我可以和朋友分享嗎?

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  5. 你好,請問一下" Alias 的自視甚高與自我封閉的關係"確切的含意是什麼意思 ? 就我所知道的Alias常用於汽車設計,其他的一無所知。我目前只會用Solidworks想在學一套NURBS的軟體,朋友是推薦Alias

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    1. 應該是指 1.價格不親民,一般人用不起.
      2.部分指令繁瑣深入,與通用習慣不一致.

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