軟件介紹

Open SCAD中文版是一款開源免費的三維CAD建模軟件，與常規(guī)的三維建模軟件相比，Open SCAD中文版最大的特點就是采用基于程序語言的建模方式，用戶需要通過編譯代碼來制作模型，因此需要使用者具備一定的編程能力，有需要的用戶敬請下載。

Open SCAD中文版特色介紹

OpenSCAD是一個用于創(chuàng)建立體三維CAD對象的軟件。它是免費軟件，可用于GNU /Linux，MSWindows和蘋果OSX。不同于大多數(shù)自由軟件，用于創(chuàng)建3D模型(如著名的應(yīng)用Blender)，OpenSCAD不專注于藝術(shù)方面的3D建模，而是專注于CAD方面。因此，它可能當你正在尋找一個建造3D機械零件的應(yīng)用，但可能不是你在期望的你非常感興趣的在電腦動畫電影。

OpenSCAD不是一個交互建模工具。相反，它是在腳本文件中描述對象，并呈現(xiàn)從腳本文件中的3D模型，上面寫著像一個三維的解釋。這給了你(設(shè)計師)的建模過程的完全控制權(quán)，使您可以輕松地更改任何步驟在建模過程中，甚至設(shè)計所定義的配置參數(shù)。

OpenSCAD包括兩個主要的建模技術(shù)：首先，建設(shè)性的立體幾何(CSG)，第二、二維輪廓映射。

AutoCAD DXF (qcad， librecad )文件作為數(shù)據(jù)交換格式的二維輪廓。除了2D路徑輸出，但也可以從DXF文件讀取設(shè)計參數(shù)。除了讀取DXF文件，OpenSCAD還可以讀取和創(chuàng)建三維模型的STL和OFF文件格式。此類openCASCADE，區(qū)別是：openCASCADE是一個標準的C++庫，本身就是專業(yè)的CAD庫；而openSCAD是利用openCSG和CGAL，這兩個標準C++庫來完成CAD， 主要以立體幾何圖像技術(shù)和openGL渲染完成CAD模型。

OpenSCAD基于圖形的構(gòu)建立體幾何用openGL做渲染的軟件庫，使用C++語言編寫并在windows/Linux系統(tǒng)中支持大多數(shù)硬件。

Open SCAD中文版功能介紹

1 Creating a simple model 創(chuàng)建一個簡單模型

2 Opening an existing example model 打開一個已經(jīng)存在的例子模型

3 Positioning an object 位置布局(置位)于對象模型

4 Changing the colour of an object 更改對象模型的顏色

5 Model views 模型觀看(三維)

Open SCAD中文版使用教程

OpenSCAD啟動畫面

當你第一次打開OpenSCAD時，應(yīng)該會遇到啟動畫面。在此窗口中，你可以創(chuàng)建新文件，打開現(xiàn)有文件或打開示例。所有示例文件都寫得非常好，并展示了如何使用OpenSCAD的關(guān)鍵概念。

在示例框中，轉(zhuǎn)到Basics> CSG.scad，然后單擊“打開示例”以打開簡單的CSG示例文件。

OpenSCAD接口：文本編輯器

讓我們首先查看OpenSCAD窗口的基本部分。OpenSCAD的界面非常簡單，僅包含文本編輯器，查看區(qū)域和控制臺。使用編輯器輸入代碼，結(jié)果模型顯示在查看區(qū)域中。編輯器中的大多數(shù)按鈕都是不言自明的(New，Open，Save等)。有趣的是預(yù)覽，渲染和導(dǎo)出為STL按鈕。

點擊預(yù)覽將在查看區(qū)域中生成快速模型。這個快速模型顯示了模型外觀的一般概念，但它不是最終計算的3D模型。按Render告訴OpenSCAD計算最終的3D模型，它會顯示精確的讀數(shù)，但生成時需要比預(yù)覽更長的時間。渲染模型后，Export as STL將打開一個窗口，將模型另存為STL。

OpenSCAD接口：可視區(qū)域

“查看區(qū)域”顯示3D模型。“預(yù)覽”和“渲染”按鈕與編輯器中的相同。兩個中間的按鈕組控制著查看器中的“攝像機”：左側(cè)的按鈕可以縮放或重置視圖，而右側(cè)的按鈕可以將攝像機捕捉到標準視圖。

最后一組按鈕包括Perspective / Orthogonal按鈕，Show Axes和Show Scale Marker按鈕以及Show Edges按鈕。在Orthogonal和Perspective之間切換會更改模型是以等距還是透視顯示。(正交視圖通常更適合制作機械模型，而透視更適合裝飾模型)。

OpenSCAD接口：控制臺

控制臺顯示在查看區(qū)域下方，并顯示有關(guān)計算模型的技術(shù)信息。它還顯示保存或?qū)С瞿Ｐ偷挠涗洠�并顯示echo()語句的讀數(shù)。那些不關(guān)心引擎蓋技術(shù)計算的人不必擔心控制臺。

對象，動作，操作符和變量

OpenSCAD構(gòu)建的每個模型都是由對象組合構(gòu)建的。物體是原始形狀，如立方體，圓柱體和球體，并形成每個模型的主干。對象由Actions創(chuàng)建并由Operators修改，Variables和Comments進一步增強了代碼。

動作用于創(chuàng)建對象或定義變量。例如，Cube()，Cylinder()和Sphere()是創(chuàng)建其對應(yīng)的原始對象的動作。

操作員修改對象。有許多不同的運算符，它們用于更改對象的許多不同屬性，例如其大小或位置。

變量包含數(shù)字，字符串(即文本)，向量和列表等值。存儲在變量中的信息可以由Actions，Operators或其他變量使用。(變量將在本節(jié)的OpenSCAD教程中稍后討論)

注釋用于為閱讀代碼的任何人提供額外信息。它們通常用于提供有關(guān)代碼的一般信息(如原作者和發(fā)布日期)，并解釋特定行背后的邏輯和推理。注釋不會影響對象，并且在OpenSCAD解釋和呈現(xiàn)代碼時會被忽略。

(還有矢量，列表，模塊和函數(shù)，但我們將在不同的OpenSCAD教程中處理這些高級概念！)

可以在OpenSCAD用戶手冊中找到OpenSCAD可用的所有對象，操作和操作符，以及有關(guān)如何使用它們的信息。我們將堅持使用本教程中最簡單的一個，但請記住，一旦你熟悉了基礎(chǔ)知識，就可以使用一個巨大的工具箱。

有了這個，讓我們來看看CSG.scad，看看一些動作和操作符的實例！

CSG.scad示例：將對象與Union結(jié)合使用

操作員以綠色突出顯示，操作以橙色突出顯示。(綠色文本是注釋。)

在做任何事情之前，我們應(yīng)該以不同的名稱保存文件。我們將在本教程中使用代碼，因此我們希望保留原始版本的安全副本。轉(zhuǎn)到文件>另存為...并將其另存為“CSG_tutorial.scad”。完成后，點擊“渲染”按鈕以查看CSG.scad生成的對象。此示例使用Operators和Actions的不同組合生成三個單獨的對象。

我們仔細看看代碼。在閱讀OpenSCAD代碼時，更容易將事物視為代碼的“塊”，而不是逐行讀取。CSG.scad中有三個塊，其邊界由代碼左側(cè)的黑線標記。每個塊包含兩個動作(立方體和球體)以及一個或兩個操作符(平移，聯(lián)合，交集，差異)。

讓我們看看第一個代碼塊(從第3行開始到第8行結(jié)束)。此塊定義了“查看區(qū)域”左側(cè)的形狀，即立方體內(nèi)的球體。這段代碼包含兩個Operators和兩個Actions：

Translate是一個根據(jù)給定的[X，Y，Z]參數(shù)移動對象的運算符。在這種情況下，它向下移動一個物體-24毫米的X軸。

Union是一個運算符，它將大括號內(nèi)的所有對象組合到一個Object中。

Cube是一個創(chuàng)建立方體對象的Action。在這種情況下，每個立方體的邊設(shè)置為15 mm，“center = true”語句告訴Action從中心繪制立方體。

Sphere是一個創(chuàng)建球體對象的Action。由于該數(shù)字尚未定義為半徑或直徑，因此OpenSCAD假定它是半徑。

該塊演示了在OpenSCAD中工作的兩個關(guān)鍵概念。第一個是操作符僅應(yīng)用于其邊界內(nèi)的對象。第一個塊中的Union運算符僅組合其邊界內(nèi)的Cube和Sphere，并且不包含此文件中的其他對象。同樣，第一個塊中的Translate Operator僅適用于Unioned Object。如果沒有，則此文件中的所有對象將在X軸上以-24為中心！(另請注意，運算符的邊界由一對花括號定義，并且其邊界內(nèi)的所有內(nèi)容都縮進一級。)

下一個重要概念是OpenSCAD始終按順序執(zhí)行操作，從最接近Object的Operator開始并向外工作。因此，在此塊中，首先在Cube和Sphere上執(zhí)行Union操作，然后通過Translate移動Unioned對象。即使在處理大型復(fù)雜的Operators和Actions組合時，也要從最里面的Objects / Actions開始，然后向后工作，直到到達最上面的Operator。

(眼尖的讀者可能會注意到，在這個塊中交換操作符不會對生成的對象產(chǎn)生任何影響，因為即使首先移動Cube和Sphere，Union也會起作用。但是，有很多次你在需要按特定順序應(yīng)用操作，因此習慣于按順序考慮應(yīng)用操作符！)

CSG.scad示例：關(guān)于語法的注釋

現(xiàn)在是提及語法的一些重要觀點的好時機。我們剛剛看到操作符的邊界由花括號定義。但是，在整個代碼中也可以找到其他語法，如分號和縮進。其中一些對于文件運行至關(guān)重要，而另一些則不重要。

關(guān)鍵語法對于代碼運行是絕對必要的。如果它丟失或?qū)懭氩徽�確，當你嘗試預(yù)覽或渲染模型時，OpenSCAD將拋出錯誤消息。

以下是OpenSCAD中的關(guān)鍵語法：

每個Action語句的結(jié)尾必須以分號結(jié)尾。這包括創(chuàng)建對象的操作以及定義變量的操作。

如上所述，花括號(又名大括號，花括號)表示Operator語句的邊界。在處理復(fù)雜的OpenSCAD項目時，很容易丟失所有大括號。但是，當你單擊大括號時，OpenSCAD會突出顯示其匹配的伙伴，這會使事情變得復(fù)雜時更容易。

在非關(guān)鍵的語法是沒有必要的模型進行編譯。但是，它使代碼更容易閱讀和編輯。非關(guān)鍵語法的示例包括以下內(nèi)容：

當你在新的操作員中時，縮進通常會增加，而當操作員完成時，縮進會減少。(在此示例中，因為Union運算符位于Translate運算符內(nèi)，所以Union縮進了一個級別。因為Cube和Sphere在Union中，它們縮進了兩個級別。)OpenSCAD實際上不需要縮進，但是讓代碼看起來干凈整潔。

為了運行OpenSCAD，并不是嚴格需要換行符(即按Enter鍵)和空格。從理論上講，你可以把整個第一個塊寫成一行，代碼仍然可以工作：translate(){union(){cube(15，center = true)； sphere(10)；}}但是，把它們拿出來使代碼難以閱讀。

注釋用一對斜杠(“//”)表示。OpenSCAD會忽略一對斜杠后面的所有內(nèi)容，直到下一行的開頭。

(附注：對于熟悉計算機編程的人，你可能會注意到這種語法與C ++基本相同.OpenSCAD主要用C ++編寫，因此，從其母語繼承了大部分語法。所以對任何人來說都是如此。熟悉Arduino編程，這應(yīng)該是輕而易舉的！)

CSG.scad示例：交叉點運算符

對于中間對象，再次使用立方體和球體，但使用交叉點運算符而不是聯(lián)合進行組合。當給定多個對象時，Intersection會生成一個Object，該Object僅由每個重疊的Object的部分組成。換句話說，如果一個對象的任何部分不與其他對象的任何部分相交，則將其從最終的交叉形狀中移除。

在第二個塊中的Sphere Action之后，將以下行添加到代碼中，然后點擊Render按鈕以顯示你的更改：

translate([7.5,0,0]){cube(15，center = true)； }這會增加一個額外的立方體，它通過額外的Translate語句向右移動一半長度。請注意，交叉點運算符僅考慮屬于所有三個對象的段，并且不與其他兩個對象重疊的部分不包含在最終的交叉對象中。

另請注意第二個Translate如何僅在第二個Cube語句中運行。操作符按順序工作，因此僅在移動第二個多維數(shù)據(jù)集后才執(zhí)行“交點操作”。

CSG.scad示例：差異運算符

最右邊的形狀使用差分算子。差異從另一個對象中減去一個對象，使其對創(chuàng)建孔和其他空間很有用。

差異如何工作(對聯(lián)盟或交集)的一個重大變化是創(chuàng)建的對象取決于動作/對象在運算符中出現(xiàn)的順序。嘗試在第三個塊中切換Cube和Sphere的順序。請注意，在原始版本的代碼中，如何從Cube中減去Sphere，但切換它們會強制相反。

參數(shù)化OpenSCAD

現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了CSG.scad示例，讓我們來談?wù)剠��?shù)化設(shè)計。

在參數(shù)化設(shè)計中，用戶可以更改模型的某些元素，并且設(shè)計的其余部分可以適應(yīng)這些變化。例如，這允許一個人定義不同的螺桿直徑，而不必手動篩選代碼并替換每個值。

讓我們嘗試使我們的CSG_tutorial.scad中的三個對象更大。首先用“球體(15)”替換“球體(10)”的所有實例，從球體開始。我們還需要使立方體更大，所以將“cube(15，center = true)”替換為“cube(20，center = true)”。如果使用這些更改呈現(xiàn)代碼，則可以看到一些問題：

球體半徑與立方體尺寸的比例已經(jīng)被拋棄，這意味著最終的物體看起來不再像原件那樣。

對于我們修改過的中間(交點)對象，對象不再向下拆分，因為我們沒有移動第二個立方體。

交點和差異對象彼此重疊，因為它們沒有使用翻譯運算符分開很遠。

對于本OpenSCAD教程的最后一部分，我們將把簡單的示例設(shè)計轉(zhuǎn)換為參數(shù)設(shè)計。

制作參數(shù)模型：定義變量

我們可以嘗試手動修復(fù)這些問題，但是每次我們想要更改對象的大小時我們都需要修復(fù)它們。相反，讓我們做一個適當?shù)膮��?shù)化設(shè)計。

制作參數(shù)文件的關(guān)鍵步驟是定義變量而不是使用普通數(shù)字。變量是使用一種Action語句創(chuàng)建的，一旦定義了變量，我們就可以在任何可以使用數(shù)字的地方使用變量。

在文件頂部的某處添加以下Action語句(可以在第一行的注釋之前或之后，但不能在第一個代碼塊之后)：sphere_radius = 10；這將創(chuàng)建一個名為“sphere_radius”的變量，并使其等于10。

接下來，瀏覽代碼并用sphere_radius 替換每個Sphere Action中的每個數(shù)字(如上圖所示)。嘗試渲染文件，然后更改sphere_radius并再次渲染文件。你應(yīng)該看到每個球體的半徑隨著sphere_radius的變化而變化。

制作參數(shù)模型：定義更多變量

通過定義變量cube_length并將其設(shè)置為15(現(xiàn)在)，使多維數(shù)據(jù)集大小的參數(shù)化方式與球半徑相同。如上所述，用cube_length替換每個Cube語句中的所有數(shù)字。

現(xiàn)在我們可以為模型中的所有對象設(shè)置球體半徑和立方體長度。但是我們怎樣才能保持立方體和球體彼此成比例而不自己計算呢?是時候制作一些相關(guān)的變量了！

制作參數(shù)模型：依賴變量

關(guān)于變量的一個方便的事情是它們可以使用其他變量來定義。在其定義中使用其他變量的變量稱為從屬變量(與獨立變量相對，不依賴于任何變量)。

如果我們獨立設(shè)置sphere_radius和cube_length，我們可能會失去立方體大小與球體大小的原始比例。但是，我們可以通過將cube_length的定義更改為以下內(nèi)容來將cube_length更改為從屬變量：cube_length = sphere_radius * 1.5；

當我們討論這個主題時，你也可以通過用translate()替換translate([7.5,0,0])，將我們在步驟4c中添加的Translate運算符從一個公司X坐標更改為一個參數(shù)。現(xiàn)在，中間的物體每次都會干凈利落地中間！

請注意，始終需要在 它使用的變量定義之后定義從屬變量。OpenSCAD逐行讀取代碼，因此如果你嘗試定義cube_length而不定義sphere_radius，OpenSCAD將不知道該怎么做。

制作參數(shù)模型：附加的相關(guān)變量

最后要修復(fù)的是每當球體大小改變時對象之間的間距差。要解決此問題，請創(chuàng)建一個變量來控制每個對象之間的間距：object_separation = sphere_radius * 2 + 4；

在定義cube_length之后插入此Action，然后替換在第7行和第20行的[24,0,0]中和，分別。現(xiàn)在，嘗試使用不同的sphere_radius值渲染代碼：即使對象變大，它們也應(yīng)該始終彼此分開4 mm！