2022 年 10 月 25 日（美國時(shí)間）支持 HEVC 硬解功能的 Chrome 107 已正式開始全量推送給所有用戶。10 月 21 日 Chrome 官方在更新日志中做了正式說明。
這個(gè)事件的背后離不開一位來自字節(jié)的開源貢獻(xiàn)者的努力，ByteTech 了解到了相關(guān)背景，特意邀請了斯杰同學(xué)對整件事的來龍去脈作了梳理，以饗讀者。
我們活在高清時(shí)代
HD，藍(lán)光，4K，8K！這些詞頻頻出現(xiàn)在我們生活中，新型手機(jī)拍攝的高清視頻，在西瓜，抖音，VR 上觀看高清視頻和直播，家里的高清監(jiān)控設(shè)備 24 小時(shí)錄制，這些視頻內(nèi)容的存儲(chǔ)和分發(fā)都離不開視頻編碼技術(shù)，雖然當(dāng)前已經(jīng) 2022 年，但是 Web 平臺(tái)主流的編碼技術(shù)仍然是落后的 H.264 / MPEG-4 AVC (https://zh.wikipedia.org/wiki/H.264/MPEG-4_AVC) 格式，這種編碼方式，假定壓制存儲(chǔ) 2 個(gè)小時(shí)的 1080P 視頻需要 10 G 左右，而達(dá)到同樣清晰度的 HEVC 編碼只需要 H.264 約一半的體積，那為什么大家不都用更先進(jìn)的編碼技術(shù)？
原因是專利之爭！HEVC 視頻專利錯(cuò)綜復(fù)雜，不在本文關(guān)注重點(diǎn)，但是用戶及視頻廠商苦之久宜，尤其是作為市場占有率 67% 的 Chrome 瀏覽器，一直無法在 PC / Android 上支持 HEVC 視頻的播放，作為用戶需要忍受視頻加載卡頓抑或是下載使用專門的客戶端。
HEVC 即使有專利費(fèi)用的各種問題，但是在其優(yōu)秀的壓縮率下，也取得了較多的進(jìn)展，尤其是在硬件編解碼支持度上 (https://www.infoq.cn/article/s65bfdpwzdfp9cq6wbw6)，是僅次于 H.264 的編碼格式。如果應(yīng)用使用硬解，由于硬件廠商已經(jīng)對專利付費(fèi)是不會(huì)有專利風(fēng)險(xiǎn)的。
預(yù)期對行業(yè)有什么影響？
Chrome 107 這次支持的硬解是全平臺(tái)開箱即用的，由于 Chrome 在世界范圍 67% 的市場占有率，以及有很多基于 Chromium 的瀏覽器，今后，網(wǎng)站可以做到 “有效部署” HEVC 視頻內(nèi)容。
首先是：更低的部署成本。對于像 Web 端的西瓜，Bilibili，Netflix 等視頻站點(diǎn)來說，包括 CDN 流量費(fèi)用和轉(zhuǎn)碼的費(fèi)用。HEVC 預(yù)期相比 H.264 最多可以節(jié)省 50% 的 CDN 流量，對于像直播等場景，也可以減少因?yàn)閷?shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼導(dǎo)致的高額成本和延遲的問題。
其次是：更好的用戶體驗(yàn)。使 Web “全平臺(tái)” + “老機(jī)型” 流暢播放 8K、HDR 視頻成為可能。以 B 站為例，其流量大頭的移動(dòng)端主推 HEVC，不管是杜比視界，8K，HDR 真彩，這些高級特性都基于 HEVC 實(shí)現(xiàn)。在之前，由于 Web 端產(chǎn)品沒辦法控制瀏覽器內(nèi)核，即使有非常厲害的 WasmPlayer 軟件，但是原理層面就決定了這種方案解決不了超高清視頻 CPU 占用高，HDR 支持差 (https://www.oschina.net/news/189974/bilibili-hevc) 等問題。
有了 Chromium HEVC 硬解支持，視頻網(wǎng)站在 HEVC 內(nèi)容部署上會(huì)有巨大的提升。
為何 Chrome 的 HEVC 姍姍來遲
倘若如本文所說，HEVC 如此重要 Google 怎么會(huì)意識(shí)不到，是不是技術(shù)實(shí)現(xiàn)太過復(fù)雜？大概用腳想了一下答案非也，有部分原因是 Google 在 HEVC 專利之爭中沒有占據(jù)到一席之地，主推 VP9 編碼格式，并在 YouTube 中大量使用，以此 “對抗” HEVC，個(gè)人猜測 Google 在自身產(chǎn)品中一直把 HEVC 放在低優(yōu)的戰(zhàn)略位置。看 Chrome Release Note 中許多筆者覺得無關(guān)緊要的更新，以及眾多為支持 Web HEVC 播放折騰壞了的程序員和公司，有一種在巨人肩上隨之搖擺的無力感。
在生活中我們覺得不合理的事情比比皆是，在這個(gè)事情之后，我更意識(shí)到了敢想敢做的重要性。
探索者是一名 Web 工程師
到此終于要引出我們本文的主角，Chromium HEVC 硬解功能的主要代碼貢獻(xiàn)者朱思達(dá)。
簡單介紹一下作者，2020 年畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)，作為 Web 前端入職字節(jié)跳動(dòng)的內(nèi)容安全團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)桌面端開發(fā)，目前在飛書技術(shù)團(tuán)隊(duì)參與框架跨端開發(fā)。而筆者當(dāng)時(shí)作為內(nèi)容安全團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，正好了解整件事情發(fā)展，截至 2022 年 10 月，思達(dá)在過去的半年多時(shí)間，給 Chrome 貢獻(xiàn)了 37 個(gè) HEVC 硬解相關(guān)的 Commit，提交了 Caniuse (https://caniuse.com/?search=hevc) 的修改，并把整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程完整記錄了到了 Github (https://github.com/StaZhu/enable-chromium-hevc-hardware-decoding) 中，同時(shí)也撰寫了非常詳盡的技術(shù)文檔《8K HDR!｜為 Chromium 實(shí)現(xiàn) HEVC 硬解 - 原理/實(shí)測指南》 (https://zhuanlan.zhihu.com/p/541082191)。
同樣作為技術(shù)從業(yè)者，覺得這個(gè)文章過于硬核，便想到做一個(gè)訪談?lì)惖奈恼掳桑尭嗳肆私膺@件有趣的事情。
是在什么時(shí)候開始，有做 HEVC 硬解的想法的？
受限于一些眾所周知的原因，從 2015 年到 2022 年今年，Chromium 一直不支持 HEVC 這個(gè)編碼格式，我們有一個(gè)桌面端 App 使用 Electron 實(shí)現(xiàn)，需要有播放 HEVC 視頻的能力。
在 2021 年底的時(shí)候，我在其他工區(qū)做調(diào)研，發(fā)現(xiàn)部分同學(xué)電腦經(jīng)常卡頓，CPU 占用達(dá)到 100%，快進(jìn)快退緩慢，體驗(yàn)非常差，叫苦不跌。查驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，這部分 1080P 的視頻均為 HEVC 編碼，由于大部分是直播切片，需要高實(shí)時(shí)性，無法接受轉(zhuǎn)碼，因此一時(shí)之間沒有辦法可以解決卡頓問題（除非換電腦）。
于是我便在網(wǎng)上查資料，發(fā)現(xiàn) H.264 因?yàn)槭怯步猓詮膩頉]有人覺得卡，而這部分 HEVC 的問題大抵是與軟解性能差有關(guān)系，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)很多業(yè)內(nèi)同行比如 B 站，有遇到與我們類似的問題，進(jìn)一步查驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PC 平臺(tái)只有 Edge 支持 HEVC 硬解，Mac 平臺(tái)只有 Safari 支持 HEVC 硬解。考慮到 Edge 是閉源的，而 Safari 又是基于 Webkit 內(nèi)核的，開源世界缺乏基于 Chromium 內(nèi)核的 HEVC 硬解能力，這惡心了所有需要用到這個(gè)格式的用戶、開發(fā)者，因此覺得必須做點(diǎn)什么，讓我們的用戶使用體驗(yàn)更好，哪怕代碼合不進(jìn) Chromium，也一定要分享到 Github，幫助用戶、開發(fā)者解決這個(gè)痛點(diǎn)，非常有意義。
如何平衡業(yè)務(wù)，如果做不成功會(huì)咋樣？
最開始做的時(shí)候確實(shí)壓力比較大，也覺得這個(gè)東西不太可能做出來，同時(shí)因?yàn)槲覀冺?xiàng)目一共大概只有3 ~ 4 個(gè)前端做 PC 端（Electron），之前大家沒做過媒體相關(guān)的開發(fā)，也沒做過瀏覽器開發(fā)，當(dāng)時(shí)總體看也覺得這個(gè)事比較虛。
盡管如此，但是我們項(xiàng)目由于一直使用自定義編譯的 Electron，因此在編譯瀏覽器這塊有一定經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也因?yàn)槲业耐滤菇茉?19 年時(shí)就探索過軟解的方案《修改 Chromium 源碼，實(shí)現(xiàn) HEVC/H.265 4K 視頻播放》(https://www.infoq.cn/article/s65bfdpwzdfp9cq6wbw6) ，他和我的另一同事光宇都覺得這個(gè)事是有技術(shù)挑戰(zhàn)的事情，沒理由不讓這個(gè)事做的更極致，非常支持我們?nèi)プ觯谑蔷蜏?zhǔn)備做了。
在忙完了手頭一些事情后，我打算花 2 ~ 4 周時(shí)間把它搞出來，如果搞不出來就放棄。所以花了 1 周時(shí)間惡補(bǔ)了下 HEVC，音視頻相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，然后發(fā)現(xiàn)工作量非常大，因此準(zhǔn)備先嘗試點(diǎn)稍微簡單但必要的功能，比如給 HTMLMediaElement 擴(kuò)充了一個(gè)幾個(gè)新的方法《為Chromium實(shí)現(xiàn)MediaConfig API - 過程分享》(https://mp.weixin.qq.com/s/xvz6gJkhpUoBBtNusHMjOg) ，又花了一周，把這個(gè) Feature 做完之后，客戶端新版本上線，也拿到了預(yù)期的數(shù)據(jù)。
知道了 HEVC 的數(shù)據(jù)，下一步就是嘗試實(shí)現(xiàn)硬解，我和我們組內(nèi)的另一個(gè)還在實(shí)習(xí)的同事豪爽一起嘗試做這個(gè)事，豪爽從魔改 FFMPEGVideoDecoder 方向入手，又花了 2 周左右時(shí)間，發(fā)現(xiàn)這個(gè)東西可以調(diào)到硬解模塊，但是因?yàn)闉g覽器沙箱限制，最終魔改失敗。
我覺得我們已經(jīng)投入的人力雖然暫時(shí)沒做出來，但是這個(gè)過程積累了不少經(jīng)驗(yàn)，沒理由放棄，然后我就打算仿照 macOS H.264 實(shí)現(xiàn)硬解的方式實(shí)現(xiàn) HEVC 的硬解，然后又花了 1 個(gè)月時(shí)間，繼續(xù)掉頭發(fā)，閱讀 VLC 和 FFMPEG 的源碼，參考各種能搜索到的文章，靠著各種線索，最后把 macOS 的硬解搞出來了。
功能的開發(fā)過程是怎么樣的？
首先非常感謝英特爾的 Jianlin Qiu 老哥（注：Windows 平臺(tái) HEVC 硬解貢獻(xiàn)者）， 我們兩個(gè)畢竟是屬于 “非官方開發(fā)者”，也是有很多的摸索和交流，這個(gè)過程我也和 Jianlin 學(xué)到了很多。
在 2020 年底，Chrome 的 Jeffrey 就已經(jīng)把 Chrome OS 的 VAAPI 硬解實(shí)現(xiàn)好了，因此 H265 Decoder 和 H265 Parser 最初基本都是 Jeffrey 寫的，但是一直沒默認(rèn)啟用，狀態(tài)也比較不明朗，沒啥人用，沒經(jīng)受過群眾的驗(yàn)證，這部分代碼就這么放在了 Chromium 倉庫大概 1 年半。
剛才也提到，我是在一月份就開始嘗試實(shí)現(xiàn) macOS 硬解的，macOS 的搞好了又嘗試按照 Edge 插件的方式去實(shí)現(xiàn) Windows 硬解，但是遇到了些大坑沒解決。
然后在 2 月份發(fā)現(xiàn) Jianlin 把 D3D11VA 硬解的能力合進(jìn)去了，Jianlin 算是第一個(gè)吃螃蟹的人，作為這次 Windows 平臺(tái) HEVC 硬解的開發(fā)者，Windows 平臺(tái)的 H265 Accelerator 代碼是他 1 月底提交到 Chromium 的，當(dāng)時(shí) Media Team 的態(tài)度是，這個(gè)可以合，但是：代碼不能包含在 Chrome 內(nèi)；默認(rèn)也不允許啟用。沒有人知道這個(gè)功能到底有沒有可能在未來面世，但我都覺得這已經(jīng)很好了。
畢竟自己編譯代碼 + 手動(dòng)啟用開關(guān)還是可以能用這個(gè)功能的，至少未來不用解決沖突了，所以看到 Jianlin 的提交后也有信心了，在 3 月初把手頭寫好的 macOS 平臺(tái)的代碼也提交了上去，然后就是不斷完善，到了 4 月份，這個(gè)功能基本能用了，我就在 Github 建了個(gè)倉庫 (https://github.com/StaZhu/enable-chromium-hevc-hardware-decoding) ，用來做一些注意事項(xiàng)和狀態(tài)同步的工作，希望幫助到開發(fā)者和需要這個(gè)功能的用戶。
到了 5 月份，得到了個(gè)大好消息，允許代碼被包含到 Chrome 內(nèi)了，這里我的猜測是 Media 團(tuán)隊(duì)也看到了 2022 年這個(gè)格式越來越占據(jù)重要作用，眾多開發(fā)者被逼的無能為力（很多開發(fā)者在用 WASM 方案，Chrome 其實(shí)也在推 WebCodec 方案，希望把 WASM 的場景替換掉），以及既然我們都把代碼實(shí)現(xiàn)了，也沒什么理由不讓他面向大眾。另一方面是我們的實(shí)現(xiàn)是純硬解，無軟解部分，也就是說沒有什么版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，畢竟解碼能力是操作系統(tǒng)提供的，硬件已經(jīng)交過專利費(fèi)了。
雖然默認(rèn)是禁用的，但是用戶可以手動(dòng)傳啟動(dòng)參數(shù)啟動(dòng)，因此后面大家在 8 月份用的 104 正式版，測試這個(gè)功能都是通過手動(dòng)傳啟動(dòng)參數(shù)搞定的。
然后在我們搞完這三個(gè)平臺(tái)后，Chrome 的 Ted 老哥把 Android 的也搞了，因?yàn)?Linux 和 Chrome OS 共用的 VAAPI 代碼，所以就這么把全平臺(tái)都支持了。
有了群眾基礎(chǔ) + 大量網(wǎng)友（大多數(shù)都是真發(fā)燒友！）參與測試，提供了很多寶貴的反饋建議，在測試過程也發(fā)現(xiàn)了不少小問題，并一一解決了（包括 WebCodec 支持，最初遺漏了這個(gè) API，107 才補(bǔ)上，PS: Jianlin 貢獻(xiàn)這塊的代碼），同時(shí)反向解決了 Edge HDR 顏色異常的問題，因此網(wǎng)友也是開發(fā)過程的一個(gè)主要部分。
整個(gè) 8 - 10 月份，我倆基本都是各種為 Windows，macOS 這兩個(gè)平臺(tái)搞了一些修修補(bǔ)補(bǔ)的工作，為最終面世去完善，包括如何讓檢測是否支持硬解，最大分辨率是多少的接口 (navigator.mediaCapabilities) 更準(zhǔn)確，如何讓 HEVC with Alpha 工作，如何解決 Intel 12 代核顯開 HDR 崩潰，如何解決 HDR10 元數(shù)據(jù)提取不到等問題。
遇到的最困難的問題是什么？
最大的困難可能是功能前期的測試階段的痛苦。為了驗(yàn)證功能的穩(wěn)定性，我們在內(nèi)部有一個(gè) 200 人左右的群，因?yàn)橛步?/span>哪怕有一塊邏輯，或字段傳錯(cuò)，輕則視頻花屏，不能播放，重則 GPU 進(jìn)程崩潰，因此在測試前期遇到了部分用戶崩潰的問題。
我們就遇到了一個(gè)問題，那個(gè)視頻存在分辨率突變的情況，然后這種情況在初版實(shí)現(xiàn)是處理不當(dāng)?shù)模瑳]有重新創(chuàng)建解碼器，最終導(dǎo)致了 GPU 進(jìn)程崩潰，用戶會(huì)質(zhì)疑為什么他們之前用的好好的，現(xiàn)在要切過來當(dāng)小白鼠，我只能給他們暫時(shí)切回舊版，再承諾新版修好，總有種對不起用戶的感覺。
還遇到過一個(gè)隱藏非常深的 Bug，問題源于對 ref_pic_list0, ref_pic_list1 這兩個(gè)字段的理解不正確 ，最終視頻解碼的具體表現(xiàn)就是花屏，花屏與我們平時(shí)的 Debug 邏輯不一樣的是，它不會(huì)產(chǎn)生任何報(bào)錯(cuò)信息，當(dāng)時(shí)是把所有 h265_parser, h265_decoder, h265_accelerator 的邏輯都反復(fù)看 N 遍，沒有什么好辦法，后來一點(diǎn)點(diǎn)對照著 FFMPEG 寫好的 D3D11 解碼邏輯看（D3D 加速的參數(shù)傳遞是一致的），因?yàn)槎叩慕獯a邏輯沒什么相似之處，字段名也不太一致，這個(gè)問題看了連續(xù) 3 天，最終解決了這個(gè)問題。
在內(nèi)部實(shí)驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn)，對于硬解來說，需要占用一定量的顯存，我們在寫邏輯時(shí)，如果一個(gè) video 標(biāo)簽在結(jié)束播放后沒有將 src 重置空，直接移除 video 標(biāo)簽，會(huì)導(dǎo)致顯存不釋放，這對于 N 卡來說不會(huì)有問題，N 卡有兜底處理，但是到了 I 卡這塊，顯存用多了會(huì)導(dǎo)致 Context Lost，進(jìn)而使 GPU 進(jìn)程崩潰，當(dāng)時(shí)一度以為是我們自己的代碼寫的有問題，結(jié)果后來發(fā)現(xiàn)是 GPU Driver 邊界 Case 處理的問題。
其他的問題,比如我們之前的實(shí)現(xiàn)是用 JS 庫，可能在一些地方處理的不是很好，因?yàn)檐浗饩哂斜容^高的容錯(cuò)能力，所以 JS 庫在之前軟解版本是沒啥問題的，但由于硬解對數(shù)據(jù)內(nèi)容的要求更高，類似的問題在初期負(fù)責(zé) JS 庫開發(fā)的同事解決了 3-4 個(gè)后，才逐漸穩(wěn)定，讓 JS 庫與 Native 硬解磨合本身也是個(gè)復(fù)雜的過程。
另一個(gè)稍微有點(diǎn)痛的點(diǎn)是因?yàn)楹兔绹袝r(shí)差，經(jīng)常要半夜起來和 Reviewer 解決 Code Review 的問題，改代碼。當(dāng)然也可以拖到第二天再回復(fù)，但那樣一個(gè) Commit 可能來來回回要 3-7 天才能合入，為了提高效率，經(jīng)常半夜起床回消息改代碼，好在我睡眠質(zhì)量非常好，Review 完可以很快繼續(xù)睡著，就這樣，這個(gè)過程持續(xù)了大半年。
在實(shí)現(xiàn)上自己比較滿意的點(diǎn)？
基本不輸給 Edge 和 Safari，各項(xiàng)指標(biāo)和穩(wěn)定性都達(dá)到了預(yù)期的水平，并在格式支持上比他們更好。
最終效果上，與 Edge 主要的不同點(diǎn)是不需要裝 HEVC 視頻擴(kuò)展插件，因?yàn)?Windows 是直接用的系統(tǒng) D3D11 的能力，而 HEVC 視頻擴(kuò)展（Media Foundation）不是每個(gè)人都會(huì)裝，且在微軟官方商店是收費(fèi)的，很多小白用戶各種不會(huì)裝，具體可以到網(wǎng)上搜索類似的教程，非常多，這個(gè)非常不利于視頻網(wǎng)站大規(guī)模部署 HEVC 視頻。另一方面是 HDR 視頻的顯示，Chrome 相比 Edge 在處理 PQ 和 HLG HDR 時(shí)，不管在 SDK 顯示器或 HDR 顯示器都能很好的進(jìn)行色調(diào)映射。
與 Safari 的不同點(diǎn)可能是比較少的，因?yàn)?macOS 的硬解框架就一個(gè) VideoToolbox。在能力上平分秋色，Safari 還支持杜比視界 Profile 5，我們還不支持，但 Safari 目前非常 “挑格式”，很多 mp4 視頻無法直接播放，且還不支持 WebCodec API，而 Chromium 已經(jīng)可以支持的很好了。除此之外，二者都可以很好的以 EDR 方式顯示 HDR 視頻內(nèi)容，且都可以支持杜比視界 Profile 8，HEVC with Alpha。
這次的版本還有哪些其他有趣的能力？
Chromium 開發(fā)有哪些感受可以分享？
Chromium 成為世界范圍最受歡迎的瀏覽器內(nèi)核不是沒有原因的，這里按我的理解，首先是 Chromium 開源的機(jī)制，所有的第三方開發(fā)者與 Google Chromium 員工一樣，都可以享受良好且穩(wěn)定的開發(fā)體驗(yàn)，比如代碼編譯，搜索，提交，這是其成功的最主要基石 - 群眾基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)谌介_發(fā)者提交 Commit 數(shù)大于 10 以后還可以申請成為 Committer，并擁有 CQ Dry Run，Code Review +2 ，Assign Crbug 等其他 Project Member 權(quán)利。
然后是完善的版本發(fā)布策略，Chromium 以 Milestone xxx 作為版本號，大致上一個(gè)月新增一個(gè)版本，開發(fā)版本與線上版本有大概 1 個(gè)半月的代差，也就是說開發(fā)者有充足的時(shí)間在瀏覽器面世前解決遺留的 Bug，并以 Cherry Pick 的方式將 Hot Fix 提到 Branch Cut 后的 Milestone 版本上。
其次是完善 + 極其嚴(yán)苛的 Code Review 機(jī)制，Chromium 的 Code Review 整體上非常嚴(yán)格，Chromium 開發(fā)者大部分都十分嚴(yán)謹(jǐn)，為 Chromium 項(xiàng)目工作 10 年以上的 Google 員工比比皆是，大都經(jīng)驗(yàn)充分，認(rèn)真負(fù)責(zé)，對技術(shù)有極致追求，為我 Review 代碼的 Dan Sanders, Dale Curtis 都非常認(rèn)真，且為 Chromium 工作至少 10 年了，他們對 Web Media API 的透徹理解令人震驚。
最后是 Chromium 的測試機(jī)制，Chromium 沒有 QA，大部分測試均依賴研發(fā)自己的寫 Unit Test，大家都能很好的遵守其機(jī)制，基本上每一塊邏輯都有 Unit Test 覆蓋，Chromium 每個(gè)操作系統(tǒng)的不同版本都有很多 Test Runner，24 小時(shí)不間斷定時(shí)跑測試用例，Chromium 會(huì)有 Sheriff (https://www.chromium.org/developers/tree-sheriffs/) 來監(jiān)控測試用例失敗的情況，并及時(shí)Revert 掉導(dǎo)致 Unit Test 失敗的代碼。Chromium 同樣要求有 Fuzzer Test 覆蓋，以及有很多內(nèi)存自動(dòng)監(jiān)控的測試 Case，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建 Crbug，將有崩潰或性能退化可能的 Commit 通知到開發(fā)者，整體看 Chromium 的開發(fā)流程非常的完善 + 規(guī)范。
后面有什么計(jì)劃？
經(jīng)歷并目睹了整件事情，從業(yè)務(wù)的問題解決，到技術(shù)攻關(guān)，開源貢獻(xiàn)代碼，最后在更大范圍內(nèi)給社區(qū)帶來了便利，這里面?zhèn)€人能力固然非常重要，除此之外也有幾個(gè)感悟給大家分享。
從概率上看，大家在日常工作中大部分精力和時(shí)間，或疲于應(yīng)對常態(tài)化崗位職責(zé)，或處在龐大復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)中找不到關(guān)鍵的突破口。類似 HEVC 硬解實(shí)現(xiàn)這種跨領(lǐng)域推動(dòng)的事情還會(huì)發(fā)生更多，找到認(rèn)定或感興趣的方向，及時(shí)行動(dòng)起來，找到更多志同道合的人一起前進(jìn)，必須可以一起做點(diǎn)什么的。
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為了進(jìn)一步閱讀，我們增加了一節(jié)介紹3D打印工作流程的內(nèi)容，讓新手更好地了解每個(gè)3D打印軟件如何適應(yīng)該流程。讓我們開始吧！
Software | Function | Suitable Printer Type/s | System |
Cura | Slicer, 3D Printer Host | Filament | Windows, macOS, Linux |
PrusaSlicer | Slicer | Filament, resin (LCD-based) | Windows, macOS, Linux |
ideaMaker | Slicer, STL Repair | Filament | Windows, macOS, Linux |
ChiTuBox Basic | Slicer | Resin (LCD-based) | Windows, macOS, Linux |
Lychee Slicer | Slicer | Resin (LCD-based) | Windows, macOS, Linux |
Kiri:Moto | Slicer | Filament, resin (LCD-based), CNC | Web browser |
IceSL | Slicer, design | Filament | Windows, Linux |
OctoPrint | Slicer, 3D Printer Host | Filament | Web browser, Windows, macOS, Linux, Raspberry Pi OS (as OctoPi image) |
MatterControl 2.0 | Slicer, 3D Printer Host, Design | Filament | Windows, macOS, Linux |
AstroPrint | Slicer, 3D Printer Host | Filament | Web browser |
Meshmixer | STL Editor, STL Repair, Design | All | Windows, macOS |
MeshLab | STL Editor, STL Repair | All | Windows, macOS, Linux |
UVTools | File analysis, modification, MSLA toolbox | Resin (LCD/DLP-based) | Windows, macOS, Linux |
WebPrinter | G-code viewer | Filament | Web browser |
Gcode Analyzer | G-code viewer | Filament | Web browser |
Tinkercad | Design | All | Web browser |
ZBrushCoreMini | Design | All | Windows, macOS |
3D Builder | Design | All | Windows |
Vectary | Design | All | Web browser |
SketchUp Free | Design | All | Web browser |
Fusion 360 | Design | All | Windows, macOS |
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帶上你喜歡的3D模型，把它們分解成漂亮的線條，讓你的3D打印機(jī)打印出來——這里是網(wǎng)上最好的免費(fèi)切片器。
最佳免費(fèi)3D打印軟件
Ultimaker Cura切片軟件
FEATURES
Cura是Ultimaker為其3D打印機(jī)創(chuàng)建的開源切片軟件，但它也可以被視為通用標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗子谂c大多數(shù)其他3D打印機(jī)一起使用。它可以很容易地通過插件系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，有很多方便的插件可用。作為市場上最流行和最廣泛使用的3D打印切片機(jī)之一，您的3D打印機(jī)的質(zhì)量配置文件很有可能已在軟件中提供，使您可以輕松地立即開始使用。如果不是，您可以輕松下載并導(dǎo)入其他人的個(gè)人資料。
此3D打印軟件非常易于使用，允許您在清晰的界面中管理最重要的3D打印設(shè)置。從“基本”模式開始快速安裝，您可以重新配置最基本的打印機(jī)質(zhì)量設(shè)置。當(dāng)您需要更精確地控制打印設(shè)置時(shí)，請切換到“高級”、“專家”或“全部”以獲得更多設(shè)置。在這些模式中，Cura向用戶提供多達(dá)400個(gè)設(shè)置，以根據(jù)需要調(diào)整內(nèi)容并獲得最佳效果。
該切片器不斷更新和完善，不斷發(fā)布新版本，因此您可以確保獲得最新的程序。
您也可以使用Cura作為3D打印機(jī)主機(jī)軟件，直接控制您的機(jī)器，但在打印期間，3D打印機(jī)需要連接到PC。與SolidWorks和Siemens NX等無縫CAD集成使得該軟件即使在專業(yè)應(yīng)用中也具有價(jià)值。但是，對于絕大多數(shù)家庭用戶來說，Cura是一款簡單易用的3D打印切片機(jī)。
除了這種易用性，您還可以在Ultimaker網(wǎng)站上找到關(guān)于如何最佳利用Cura最新功能的教育資源寶庫，以及社區(qū)論壇。
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PrusaSlicer切片軟件
FEATURES
Prusa Research是原始Prusa 3D打印機(jī)的研發(fā)公司，它利用Slic3r的分叉版本（一種開源切片器）創(chuàng)建了自己的切片器PrusaSlicer。PrusaSlicer很快就獲得了很多人氣，原因有很多；它不僅具有Slic3r的大量可調(diào)設(shè)置列表，而且還具有一些原始軟件中沒有的方便功能。
通過重新設(shè)計(jì)的界面、對Prusa自己的打印機(jī)系列的本機(jī)支持，以及對許多常用材料的方便預(yù)設(shè)，與原始軟件相比有了大量改進(jìn)。一些關(guān)鍵功能包括可定制的支撐結(jié)構(gòu)、多材料支撐和平滑可變層高度功能。
PrusaSlicer可用于FDM和樹脂打印機(jī)的切片模型，并具有各種模式，允許您根據(jù)技能水平編輯設(shè)置，專家可打開大量定制內(nèi)容。但不用擔(dān)心，即使是簡單的個(gè)人資料也可以在PrusaSlicer中表現(xiàn)良好。與其他流行的切片器相比，打印機(jī)預(yù)設(shè)更少，但調(diào)整或?qū)胱远x設(shè)置也同樣容易。
PrusaSlicer源于Slic3r，它支持大多數(shù)原始功能，甚至在導(dǎo)入配置文件時(shí)接受Slic3r配置包。
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Raise3D的ideaMaker切片軟件
FEATURES
Raise3D的切片軟件ideaMaker針對該公司的機(jī)器進(jìn)行了優(yōu)化，就像PrusaSlicer針對原始的Prusa打印機(jī)和Ultimaker Cura針對Ultimaker硬件一樣，但與其他軟件一樣，它也可以很好地與第三方打印機(jī)配合使用。
工作流程和用戶界面比Cura和PrusaSlicer都要復(fù)雜一些，但稍微挖掘一下，您就可以快速訪問每層的深層設(shè)置和打印修改器，包括將紋理包裹到打印上的功能，以便對零件進(jìn)行自定義或品牌化。
連接到Raise3D的云服務(wù)，您可以下載數(shù)百個(gè)社區(qū)和Raise3D創(chuàng)建的打印機(jī)和材料配置文件，以便更快更好地打印，或者創(chuàng)建自己的首選設(shè)置和配置文件庫。
可定制的支持、用于優(yōu)化較大打印的模型拼接以及網(wǎng)格修復(fù)工具都賦予了ideaMaker作為3D打印日常驅(qū)動(dòng)程序的多功能性。打印隊(duì)列和與OctoPrint的本機(jī)互操作性也是一些出色的附加生活質(zhì)量特性。
你也可以在黑暗和光明模式之間切換，這很好。
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基于ChiTuBox Basic LCD的樹脂打印切片軟件
特征
FEATURES
如果您使用的是廉價(jià)的桌面樹脂3D打印機(jī)，那么它可能會(huì)附帶ChiTuBox（現(xiàn)在稱為ChiTuBox Basic）。該軟件由CTB Systems制造，CTB Systems還生產(chǎn)許多主板和固件，用于上述打印機(jī)（因此該公司的軟件作為默認(rèn)軟件，可以很好地與任何軟件配合使用）。
ChiTuBox Basic的主要用途是對3D模型進(jìn)行切片，以便在基于LCD的樹脂3D打印機(jī)（也稱為掩蔽立體光刻術(shù)，或MSLA）上打印。在其中，您可以對打印機(jī)的固化設(shè)置和移動(dòng)行為進(jìn)行豐富的控制，并可以從一長串常見和流行的打印機(jī)中進(jìn)行選擇。不過，無論如何，樹脂打印機(jī)的存儲(chǔ)卡上都有一份副本。
樹脂打印準(zhǔn)備的一個(gè)關(guān)鍵要素是模型方向和支架的配置，ChiTuBox基本覆蓋了這兩個(gè)方面。定位有點(diǎn)基本——它不會(huì)自動(dòng)完成——但自動(dòng)生成支持功能非常強(qiáng)大，在許多情況下，可以提供良好的結(jié)果。可能需要進(jìn)一步微調(diào)以正確支持打印，但支持自定義選項(xiàng)易于使用且直觀。
您必須創(chuàng)建一個(gè)帳戶才能下載或使用該軟件，這并不太好。但是，嘿，這就是為什么存在一次性電子郵件帳戶，對嗎？
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荔枝切片機(jī)3基于LCD的樹脂打印切片軟件
FEATURES
Lychee Slicer擁有大量3D打印機(jī)和樹脂型材，是滿足您樹脂切片需求的有吸引力的第三方選擇。這也是最流暢、最容易操作的一款，并且在桌面樹脂打印方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。
自動(dòng)模型定向幫助您開始模型準(zhǔn)備，但您可以跳過所有這些，只需點(diǎn)擊Lychee Slicer的“神奇”按鈕即可完成所有工作。定位、支持……工作。如果你感到幸運(yùn)，那就是。結(jié)果可以是命中或不命中，但對于簡單的對象，我們很樂意通過不必點(diǎn)擊各種模型準(zhǔn)備對話來節(jié)省時(shí)間。
模型操作，包括鏤空和切片，加上詳細(xì)的打印預(yù)覽功能，可以切換，甚至顯示香蕉的比例。具有魅力的3D切片程序。
一些選項(xiàng)被限制在Lychee Slicer的免費(fèi)用戶之外，但這并不是必需的。免費(fèi)版本功能齊全，功能齊全，相當(dāng)不錯(cuò)。
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Kiri:Moto基于web的切片器和G代碼生成器
FEATURES
如果您的計(jì)算硬件狀況有點(diǎn)不穩(wěn)定，或者您擔(dān)心沒有圖形化的聲音來分割，那么基于瀏覽器的Kiri:Moto可能是您的解決方案。
Kiri:Moto完全是為了在瀏覽器中運(yùn)行而編寫的，它是一個(gè)功能強(qiáng)大的文件準(zhǔn)備工具，可用于準(zhǔn)備3D打印、激光雕刻或CNC布線的項(xiàng)目（這里的共同因素是所有項(xiàng)目都是G代碼導(dǎo)出）。設(shè)置比本地安裝的切片器更基本，但它提供了您通常需要的大部分內(nèi)容，包括收回和z-hop設(shè)置。
使用一些簡單的參數(shù)，例如構(gòu)建體積、G代碼風(fēng)格和擠出機(jī)數(shù)量，可以完全自由地添加打印機(jī)。除此之外，您還有必要的打印設(shè)置來設(shè)置和導(dǎo)出打印機(jī)的可打印G代碼文件。
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FEATURES
IceSL是一款出色的3D打印軟件。它不僅是一個(gè)3D切片機(jī)軟件，也是一個(gè)3D建模工具。在左側(cè)窗口中，可以通過使用基于Lua的語言編寫腳本直接編輯模型。乍一看，這似乎是一個(gè)可怕的前景，但它實(shí)現(xiàn)了一些漂亮的參數(shù)化建模。
最后，在右邊，您可以找到一系列廣泛的切片設(shè)置。預(yù)先配置的初學(xué)者友好設(shè)置使快速和簡單的切片成為一個(gè)選項(xiàng)，但擴(kuò)展了高級設(shè)置，您將打開一個(gè)IceSL團(tuán)隊(duì)多年來開發(fā)的漂亮技巧的世界。
上一版本中最值得注意的是漸進(jìn)式可變設(shè)置，它允許您在特定圖層高度為特定打印設(shè)置指定不同的值，而IceSL會(huì)自動(dòng)調(diào)整更改。這意味著從密實(shí)到輕質(zhì)填充以及從細(xì)到粗的層高度等平滑過渡。
最終，我們都厭倦了用U盤和擺在桌子上的microSD卡把文件送到3D打印機(jī)上。但不用擔(dān)心，有一種治療方法：主機(jī)和控制軟件。
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OctoPrint 3D打印機(jī)主機(jī)和控制工具
FEATURES
OctoPrint由Gina H?u?ge創(chuàng)建，是一款“純”的基于web的3D打印機(jī)主機(jī)，允許您對3D打印機(jī)和打印作業(yè)進(jìn)行完全控制。與連接到打印機(jī)的支持Wi-Fi的設(shè)備（如Raspberry Pi）相結(jié)合，您可以通過OctoPrint的web界面撥入并遠(yuǎn)程控制您的機(jī)器。
OctoPrint幾乎可以從任何切片器軟件接受G代碼，并集成了一個(gè)gCodeVisualizer，允許您在3D打印之前和期間預(yù)覽文件。或者，您可以直接在OctoPrint中切片STL文件，將其用作一體式打印準(zhǔn)備包。
OctoPrint不僅為用戶提供了大量遠(yuǎn)程控制打印過程的工具，而且還提供了多種跟蹤正在進(jìn)行的打印作業(yè)的方法。用戶可以將OctoPrint設(shè)置為發(fā)送推送通知或通過各種消息傳遞應(yīng)用程序向其發(fā)送警報(bào)。
也許最棒的是，OctoPrint是免費(fèi)的、開源的，并且擁有一個(gè)蓬勃發(fā)展的社區(qū)。易于激活的插件擴(kuò)展了OctoPrint的功能，使其成為大多數(shù)3D打印用途的健壯解決方案。事實(shí)上，OctoPrint網(wǎng)站有一個(gè)廣泛的插件庫，可以方便地訪問由緊密聯(lián)系的社區(qū)創(chuàng)建的創(chuàng)新插件。
如果你想將3D打印機(jī)從桌面上移除并通過無線方式控制它，OctoPrint可能是目前可用的最好的3D打印軟件。
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MatterControl 3D打印機(jī)主機(jī)和控制工具
FEATURES
MatterHackers為您的臺(tái)式計(jì)算機(jī)提供了自己的全功能打印機(jī)主機(jī)、切片器和CAD軟件，稱為MatterControl。它具有打印機(jī)主機(jī)功能，允許您在通過USB連接時(shí)直接控制和監(jiān)控打印，通過導(dǎo)出到SD卡進(jìn)行切片以進(jìn)行脫機(jī)打印，甚至可以在軟件的CAD部分從頭開始創(chuàng)建新模型。
要使用MatterControl進(jìn)行控制，您的打印機(jī)需要某種Wi-Fi模塊或通過USB連接到PC。如果您的打印機(jī)還沒有Wi-Fi模塊，MatterHackers已經(jīng)提供了自己的模塊，但似乎還沒有。另一個(gè)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的打印機(jī)附加組件MatterControl Touch仍在MatterHackers商店中列出，但不清楚它是否已被取消，或者它的缺貨僅僅是由于持續(xù)的芯片短缺。
界面的結(jié)構(gòu)非常好。在左側(cè)，您有一個(gè)文件瀏覽器和一個(gè)幾何圖元庫，用于導(dǎo)入到打印中。一個(gè)最受歡迎的新功能是能夠獲取這些原語，將它們拖動(dòng)到要打印的STL上的位置，并將它們指定為支持結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)簡單的可自定義支持。
用于配置打印作業(yè)的適當(dāng)高級打印設(shè)置和一個(gè)圓滑的查看器將MatterControl作為一個(gè)全面的3D打印軟件，用于打印過程的大多數(shù)方面，從支持準(zhǔn)備到切片和控制。
雖然許多其他3D打印程序旨在實(shí)現(xiàn)單一目的，但MatterControl 2.0將從設(shè)計(jì)到打印的整個(gè)過程都集中在一個(gè)地方。而且，如果您喜歡MatterControl，并且希望在專業(yè)環(huán)境中使用更多功能，MatterHackers將提供對MatterControl Pro的升級。
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基于AstroPrint云的打印機(jī)管理平臺(tái)
FEATURES
AstroPrint是一個(gè)基于云的打印機(jī)托管解決方案，允許您監(jiān)控和管理多臺(tái)3D打印機(jī)，在云中存儲(chǔ)文件，切片和監(jiān)控分析。有幾種付費(fèi)帳戶級別，但免費(fèi)級別足以讓您輕松地遠(yuǎn)程管理打印機(jī)。
雖然基本的AstroPrint帳戶是免費(fèi)的，但如果您的打印機(jī)上還沒有Wi-Fi模塊，您需要投資一些硬件將打印機(jī)連接到web，或者，如果您碰巧有一個(gè)備用的Raspberry Pi，請將其設(shè)置為AstroBox機(jī)器的無線加密狗。與OctoPrint類似（實(shí)際上，OctoPrint有一個(gè)AstroPrint插件來增強(qiáng)連接），您可以通過web界面準(zhǔn)備打印并發(fā)送到您的機(jī)器，而無需任何其他軟件。
真正讓AstroPrint獨(dú)一無二的是它與Thingiverse和MyMiniFactory的內(nèi)置兼容性，以及3D Slash和Leopoly等免費(fèi)3D CAD軟件。
有時(shí)模型沒有針對3D打印進(jìn)行優(yōu)化，或者只是由于一些CAD軟件的怪癖而沒有完全準(zhǔn)備好。在這種情況下，編輯和修復(fù)軟件是你的后盾。
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Meshmixer三維模型編輯工具
FEATURES
Meshmixer是超級高級（免費(fèi)）Autodesk 3D打印軟件，用于查看、檢查、編輯、設(shè)計(jì)和修復(fù)STL文件。它特別適合于發(fā)現(xiàn)潛在問題并自動(dòng)修復(fù)它們。例如，Meshmixer高亮顯示STL文件中可能會(huì)在3D打印過程中導(dǎo)致問題的紙薄壁。
作為3D網(wǎng)格的“瑞士軍刀”，Meshmixer提供了一系列功能，包括（但不限于）拖放網(wǎng)格混合、3D雕刻和表面沖壓、3D圖案和晶格、鏤空、支撐結(jié)構(gòu)分支、網(wǎng)格平滑等。
無論您是嘗試修復(fù)三維掃描、準(zhǔn)備打印模型，還是嘗試設(shè)計(jì)具有特定尺寸的多個(gè)對象，Meshmixer都是用于多種用途的首要編輯和修復(fù)工具。
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MeshLab網(wǎng)格編輯工具
FEATURES
MeshLab是一款先進(jìn)的開源STL編輯軟件，提供處理和編輯三維三角網(wǎng)格的工具。此免費(fèi)程序允許用戶編輯、清理、修復(fù)、檢查、渲染和轉(zhuǎn)換網(wǎng)格，甚至將模型合并為實(shí)體并修補(bǔ)三維模型中的孔。
該軟件非常適合處理CAD軟件生成的原始數(shù)據(jù)和準(zhǔn)備打印的三維模型。功能包括三維模型重建、顏色映射和紋理、模型可視化等。雖然MeshLab的最后一個(gè)版本發(fā)布于2016年，但該程序仍然是一個(gè)免費(fèi)的STL文件編輯器和修復(fù)工具。總而言之，當(dāng)您需要3D打印軟件來修復(fù)和清理難看的3D打印模型時(shí)，MeshLab是一個(gè)可靠的選擇。
有時(shí)，最好在將文件扔進(jìn)打印機(jī)之前對其進(jìn)行峰值處理，尤其是在下載了G代碼（不推薦）的情況下。因此，這里有一些程序可以簡單地打開這些文件并進(jìn)行查看。
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UVTools文件分析、修改和通用樹脂打印工具箱
FEATURES
有證據(jù)表明，開源是一件令人費(fèi)解的事情，UVTools是一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目，除了作為一個(gè)有能力的文件查看器和用于掩蔽立體光刻的層修改和修復(fù)工具外，它還可以插入PrusaSlicer，添加了一長串流行的第三方MSLA打印機(jī)配置文件，這些文件絕對不是Prusa機(jī)器。（此處的上下文中，PrusaSlicer僅允許您選擇用于樹脂打印的兩臺(tái)原裝Prusa SL1機(jī)器）。
最新版本的UVTools支持雙級電機(jī)控制（TSMC），這是我們最近看到的更多（ChiTuBox Basic也在其最新更新中添加了它），它允許對每層移動(dòng)的不同部分采用分層打印速度，增加了打印成功的機(jī)會(huì)并縮短了總體打印時(shí)間。
除上述功能外，UVTools還包括創(chuàng)建自己的樹脂層固化時(shí)間校準(zhǔn)打印的功能，以測試新樹脂并找到各種層高度的適當(dāng)設(shè)置。通用樹脂印刷工具箱。有用的
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基于Web打印機(jī)瀏覽器的G代碼查看器
FEATURES
WebPrinter是一個(gè)簡單的基于瀏覽器的工具，用于預(yù)覽IceSL背后的G代碼，它可以快速檢查您在一張?jiān)缫驯贿z忘的SD卡上發(fā)現(xiàn)的神秘G代碼文件到底是什么。比啟動(dòng)成熟的切片器并點(diǎn)擊“更新可用”信息要快得多。
點(diǎn)擊鏈接，上傳你的G代碼文件，然后看到WebPrinter spring to life顯示工具路徑，該文件將引導(dǎo)你的打印機(jī)跟隨。如果能看到設(shè)定溫度的實(shí)時(shí)視圖就好了——遺憾的是，在模擬過程中，診斷滴答滴答地響著，但作為對潛在打印的快速而骯臟的觀察，這就足夠了。
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基于GCode Analyzer瀏覽器的G代碼查看器
FEATURES
Gcode Analyzer幾乎和桌面3D打印一樣古老，但它仍然很強(qiáng)大——一個(gè)非常簡單和有用的基于web的工具，用于分析G代碼。
3D模擬有點(diǎn)不完整，但我們只對桌上的2D和G代碼視圖感興趣。在2D中，您可以看到組成打印的各個(gè)圖層的極其清晰的外觀。通過兩個(gè)滑塊，可以在層與層之間進(jìn)行拖動(dòng)，并按順序執(zhí)行刀具路徑運(yùn)動(dòng)。G-code視圖提供文件的全文，使您可以瀏覽提供給打印機(jī)的各個(gè)說明。
雖然在導(dǎo)出之前，您確實(shí)可以在切片器的預(yù)覽中查看G代碼指令，但Gcode Analyzer等輕量級平滑工具可以讓您輕松查看較舊的打印，準(zhǔn)確查看噴嘴在零件周圍的旋轉(zhuǎn)情況。
如果你要從頭開始做每件事，你也要自己設(shè)計(jì)一個(gè)零件。CAD和3D建模程序可能會(huì)很昂貴，但有許多免費(fèi)且完全可行的選項(xiàng)。
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Tinkercad
基于Tinkercad瀏覽器的三維建模工具
FEATURES
Tinkercad是Autodesk提供的一款基于瀏覽器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）應(yīng)用程序，對于初學(xué)者來說，它是一個(gè)非常棒的入門級應(yīng)用程序，對于任何能力級別的簡單設(shè)計(jì)來說，它都是一個(gè)非常好的快速解決方案。
您可以使用此3D打印軟件從基本形狀構(gòu)建3D模型，自定義參數(shù)以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建的精確性。Tinkercad還允許您在2D中創(chuàng)建幾何（矢量）形狀，并將其轉(zhuǎn)換為3D模型。
然而，與Blender、FreeCAD和SketchUp等更強(qiáng)大的CAD程序相比，Tinkercad的功能集有些有限，因此對于復(fù)雜的設(shè)計(jì)，用戶可以更好地切換到更強(qiáng)大的工具。
另一方面，如果你想向自己或一個(gè)教室的學(xué)生介紹3D設(shè)計(jì)的世界，那么這個(gè)3D設(shè)計(jì)軟件是一個(gè)理想的選擇。在Tinkercad網(wǎng)站上，您可以找到大量教程和3D設(shè)計(jì)課程。除了簡單的3D設(shè)計(jì)外，該軟件還為用戶提供了設(shè)計(jì)電子電路的簡便方法，以及使用代碼創(chuàng)建3D對象的能力。
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ZBrushCoreMini三維建模工具（來源：Pixlogic）
FEATURES
ZBrushCoreMini是一款用于虛擬雕刻的3D建模工具，其核心功能類似于粘土成型。它是Sculptris的繼承者，如果你的主要目標(biāo)是創(chuàng)造雕像或小雕像，比如從視頻游戲或漫畫書中設(shè)計(jì)你最喜歡的人物的半身像，那么它將成為一款出色的3D打印軟件。
雖然這個(gè)3D軟件可能面向初學(xué)者和中級用戶，但它仍然具有令人印象深刻的功能，可以簡化3D雕刻過程。例如，使用動(dòng)態(tài)細(xì)分，ZBrushCoreMini不斷分析模型的曲面，以確保正確顯示細(xì)節(jié)，并在必要時(shí)自動(dòng)添加多邊形。
該軟件是完全免費(fèi)的，它將自己定位為通往更復(fù)雜（更昂貴）的ZBrush工具的門戶。它專門設(shè)計(jì)為與更大的兄弟ZBrush和ZBrushCore兼容，因此用戶可以在準(zhǔn)備升級時(shí)將其網(wǎng)格導(dǎo)入更先進(jìn)的3D雕刻工具之一。
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Microsoft 3D Builder三維模型視圖和編輯工具
FEATURES
3D Builder曾經(jīng)是所有運(yùn)行Windows 10的計(jì)算機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)配置（現(xiàn)在您必須從Windows應(yīng)用商店單獨(dú)下載），它為用戶提供了實(shí)現(xiàn)三維模型可視化和編輯的快速途徑，值得一些認(rèn)可。此CAD應(yīng)用程序允許用戶構(gòu)建和導(dǎo)入可與3D打印技術(shù)一起使用的文件，如STL、OBJ和3MF。它通過各種易于使用的工具和功能簡化了3D設(shè)計(jì)過程，甚至將3D創(chuàng)建的能力交給了入門級用戶。
在3D Builder中，一個(gè)引人注目的功能是它能夠簡化網(wǎng)格，減少不必要的繁忙設(shè)計(jì)中的面數(shù)，減少系統(tǒng)中的勞動(dòng)強(qiáng)度。
使用3D Builder，用戶可以直接從龐大的3D Builder庫中選擇模型，從外部文件加載模型，甚至使用Kinect V2傳感器掃描和導(dǎo)入新的3D設(shè)計(jì)。擁有更多軟件知識(shí)的用戶可以下載3D打印SDK并加入3D Builder社區(qū)，以增強(qiáng)此免費(fèi)程序的功能。
最佳免費(fèi)3D打印軟件
FEATURES
真正在人群中脫穎而出的3D設(shè)計(jì)軟件是Vectory。這是一種奇怪的CAD和3D建模軟件的混合，可以在瀏覽器中訪問，對于那些從2D設(shè)計(jì)軟件經(jīng)驗(yàn)中進(jìn)入3D設(shè)計(jì)的人來說，由于其獨(dú)特的UI，這可能更容易接近。
Vectary提供了可擴(kuò)展的層，但幾乎所有內(nèi)容都是免費(fèi)層提供的-導(dǎo)出文件類型作為付費(fèi)功能脫穎而出。與許多程序不同的是，即使是免費(fèi)層也可以免費(fèi)用于商業(yè)用途；這在基于瀏覽器的建模者中尤其獨(dú)特。
雖然它感覺像一個(gè)3D建模師，但它具有強(qiáng)大的參數(shù)化功能，獨(dú)特地允許您在建模師更傾向于有機(jī)設(shè)計(jì)的情況下享受參數(shù)化設(shè)計(jì)的許多好處。結(jié)合其便捷的實(shí)時(shí)渲染，Vectary是一個(gè)令人印象深刻的3D設(shè)計(jì)程序。
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SketchUp免費(fèi)基于瀏覽器的三維建模應(yīng)用程序
FEATURES
SketchUp是一款基于web的CAD應(yīng)用程序，提供了簡單性和功能性的完美結(jié)合。用戶友好的界面和相對平坦的學(xué)習(xí)曲線吸引了設(shè)計(jì)新手，其先進(jìn)的繪圖工具吸引了經(jīng)驗(yàn)豐富的制造商。這就是為什么SketchUp是用于設(shè)計(jì)三維模型的最流行的三維打印軟件工具之一。
以前稱為SketchUp Make，現(xiàn)在簡稱為SketchUp Free，只要下載并安裝免費(fèi)的STL導(dǎo)出模塊，免費(fèi)版本就具備了打印3D建模所需的全部功能。
當(dāng)然，付費(fèi)版本提供的不僅僅是SketchUp免費(fèi)版，您仍然可以訪問一些非常漂亮的功能，包括10GB的云存儲(chǔ)、移動(dòng)模型查看，以及訪問SketchUp的3D倉庫——一個(gè)包含用戶生成內(nèi)容和項(xiàng)目的模型存儲(chǔ)庫。
最佳免費(fèi)3D打印軟件
Autodesk Fusion 360三維設(shè)計(jì)軟件
FEATURES
Fusion 360是由Autodesk設(shè)計(jì)軟件先驅(qū)創(chuàng)建的專業(yè)CAD程序。與其他專業(yè)實(shí)體3D設(shè)計(jì)工具不同，該程序的可用性非常強(qiáng)，涵蓋了規(guī)劃、測試和執(zhí)行3D設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。
此3D打印軟件具有功能強(qiáng)大的參數(shù)化工具和分析網(wǎng)格工具，非常適合處理涉及工業(yè)設(shè)計(jì)的大多數(shù)挑戰(zhàn)。此外，它能夠模擬設(shè)計(jì)部件的結(jié)構(gòu)以及在實(shí)際制造和投入使用后將面臨的應(yīng)力。
Fusion 360還通過提供復(fù)雜的協(xié)作功能而與眾不同。它支持基于云的文件共享、版本控制以及常見CAD文件類型的導(dǎo)入/導(dǎo)出。
最重要的是，F(xiàn)usion 360是完全免費(fèi)的，但前提是你是一個(gè)愛好者、學(xué)生或初創(chuàng)企業(yè)（后者附帶一些警告）。但是有規(guī)定，所以在測試之前一定要檢查細(xì)節(jié)。
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FreeCAD三維建模軟件
FEATURES
FreeCAD是一款功能豐富的開源CAD軟件，是開發(fā)設(shè)計(jì)技能的絕佳資源。作為一種參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，模型是根據(jù)參數(shù)在FreeCAD中創(chuàng)建的，而不是新設(shè)計(jì)師可能想到的基本拖放幾何建模。
通過返回模型歷史并編輯其參數(shù)，可以有效地操縱設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。顧名思義，F(xiàn)reeCAD當(dāng)然是免費(fèi)的，但這并不意味著它缺少付費(fèi)CAD軟件提供的強(qiáng)大功能。該3D設(shè)計(jì)軟件具有有限元分析（FEA）工具、實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)以及允許用戶模擬機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人模擬模塊。
FreeCAD還允許用戶繪制二維形狀，作為構(gòu)建其他對象的基礎(chǔ)，并為廣泛的設(shè)計(jì)部門（如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械工程、建筑等）量身定制。
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Blender
Blender三維建模軟件
FEATURES
Blender是一款非常流行的3D建模軟件，但它的學(xué)習(xí)曲線非常陡峭。對于剛開始掌握3D建模的初學(xué)者來說，它可能不是最好的選擇，但當(dāng)您熟悉這些概念并希望發(fā)展技能并制作復(fù)雜的3D模型時(shí)，它是理想的選擇。也就是說，由于其壓倒性的受歡迎程度，有大量的教程可以幫助初學(xué)者開始3D建模。（有人想吃甜甜圈嗎？）
然而，Blender的最新版本集成了一些升級，使程序更易于訪問，例如重新設(shè)計(jì)的用戶界面和3D視口。它還包括先進(jìn)的附加功能，如Eevee，一個(gè)基于物理的實(shí)時(shí)渲染器，和油脂筆，它提供了一個(gè)完善的2D繪圖和動(dòng)畫系統(tǒng)。
簡而言之，Blender是您可以使用的最強(qiáng)大的三維建模工具之一。它有一個(gè)非常有用的社區(qū)，是大量在線教程的主題。而且它是開源的，所以人們經(jīng)常為它編寫擴(kuò)展，使它變得更好、更有能力。
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3D打印工作流
如果您是3D打印新手，您可能會(huì)想知道所有這些3D打印軟件工具到底做什么，以及如何理解它們。盡管表面上很復(fù)雜，但實(shí)際上卻很少。3D打印工作流程由四種主要類型的軟件組成，這些軟件以串聯(lián)方式完成工作，并使3D打印成為可能。除非你打算設(shè)計(jì)自己的模型，否則你可能只需要一個(gè)。
使用3D設(shè)計(jì)軟件或應(yīng)用程序，您可以設(shè)計(jì)自己的3D可打印零件和模型。你的想象力（和計(jì)算硬件）是你能創(chuàng)造的極限。
上面的術(shù)語是可以互換的，你可以在3D設(shè)計(jì)軟件下的任何程序中找到它們，但為了清晰起見，我們在3DP中對它們進(jìn)行了一些區(qū)分。CAD指的是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件，用于具有原始形狀或參數(shù)化設(shè)計(jì)的硬體造型（精度和尺寸精度至關(guān)重要），如Fusion 360或FreeCAD。3D建模軟件指的是柔體建模（想想有機(jī)形狀、人物、角色等），更類似于雕刻，比如ZBrush或Blender。
當(dāng)然，如果您不想設(shè)計(jì)自己的三維模型，也可以從數(shù)量驚人的三維模型存儲(chǔ)庫下載其他人制作的模型。
方便的是，我們還為您介紹了最佳指南：免費(fèi)STL/3D打印機(jī)文件和模型：2022年最佳站點(diǎn)
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無論您是制作自己的三維模型還是從互聯(lián)網(wǎng)上下載，最終都會(huì)得到一個(gè)STL文件。然而，并非所有STL文件都是完美的。有些甚至可能有缺陷，導(dǎo)致打印不良或徹底打印失敗。
STL文件查看、編輯和修復(fù)工具允許您可視化、更改和修復(fù)STL文件，以確保它們可以進(jìn)行三維打印。
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有時(shí)，您可能需要查看切片文件的內(nèi)部，以查看它到底要求打印機(jī)做什么，是否存在以前未注意到的錯(cuò)誤或?qū)е麓蛴∈〉拇蝺?yōu)路徑。有時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)標(biāo)簽很差的文件，然后想知道它到底是什么。
可打印文件分析工具可以讓您做到這一點(diǎn)，讓您快速、輕松地了解情況，而不必求助于打開和等待完整切片軟件的過度技巧。
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切片器將3D模型文件（通常是STL，但許多切片器也接受OBJ和3mf文件類型等）轉(zhuǎn)換為機(jī)器可讀的G代碼，這是大多數(shù)3D打印機(jī)都能理解的語言。
它被稱為切片器，因?yàn)樗鼘?shí)際上就是這樣做的：它將你的3D模型切片成數(shù)百（如果不是數(shù)千）個(gè)平面層，然后你的打印機(jī)可以跟蹤，在最后一層上構(gòu)建每一層，直到你有了數(shù)字模型的物理表示。切片器獲取這些切片，根據(jù)您為打印機(jī)提供的其他參數(shù)，計(jì)算出打印機(jī)要遵循的最佳路徑和操作，并為您提供輸出到打印機(jī)的G代碼指令。
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最后，3D打印機(jī)主機(jī)將計(jì)算機(jī)連接到3D打印機(jī)，并處理兩臺(tái)設(shè)備之間的所有通信。特別是，它負(fù)責(zé)將G代碼指令傳輸?shù)酱蛴C(jī)。它還允許您實(shí)時(shí)監(jiān)控打印過程和更改設(shè)置。
通常，切片器和主機(jī)的功能被捆綁到同一個(gè)3D打印軟件中，無論是本地的還是作為插件生態(tài)系統(tǒng)的一部分。
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這五類3D打印軟件協(xié)同工作，讓您從3D模型過渡到3D打印對象。