如何选择一款逆向软件/插件?

对点云/多边形网格的支持及处理能力

逆向工程必须基于多边形网格来开展工作，因此好的逆向软件/插件要能支持不同的网格档案，包括最常见的 STL、OBJ、PLY 网格。有些扫描仪只能导出点云资料如 PTX 和 E57 格式，软件/插件如果能支持这些就更好了。

网格或点云的分辨率愈高，对工件外形的描述也就愈完整，但过高的分辨也会造成网格档案过于肥大，对计算机及软件效率造成负面影响。这时候如果软件/插件有多边形削减 (polygon decimation) 的功能，就能在不影响工件外形的前提下，大幅降低多边形数量 (有时甚至能削减 90% 后仍保留极佳的外观)，增进逆向工程效率。

QUICKSURFACE 逆向工程软件的多边形缩减 (polygon decimation) 功能，透过设置减少的多边形数量或百分比，
可在不影响工件外形的前提下，大幅缩减多边形网格尺寸，进而提高软件效能 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

三维扫描过程不可避免会遇到工件存在扫描死角，许多时候又必须事先贴上大量定位贴纸，因此扫描网格经常存在破洞或小孔。如果逆向工程软件/插件存在补孔或网格修复功能，亦是一个加分项。

表面拟合技术是否到位? 是否有拟合度检测工具?

一款逆向工程软件/插件的核心价值在于其网格拟合技术。如果你不能将选中的多边形区域正确拟合上几何特征，或不能让绘制的曲线、曲面实时贴合在网格表面，那么用它来建模将变得毫无任何意义，使用一般的工业软件说不定还更快些。

不同逆向工程软件/插件中的演算法可能不同，吸附与拟合的精度会直接影响重构的 3D CAD 模型质量。合格的逆向软件/插件应该在各个模块 (2D 草图，自由曲面，实体模型等) 都配有偏差分析 (deviation analysis) 工具，以不同颜色的热图 (heat map) 配合偏差值来随时检测逆向建模的还原度，如此才能确保模型质量。

网格对齐能力靠不靠谱?

逆向工程开始前最重要的一步，就是将多边形网格进行正确的对齐。

扫描仪导出的多边形网格通常都被随意放置在三维空间座标系中，而呈现偏移和倾斜的状态，我们需要手动将其摆放在合适的位置上 (通常是原点)，没有摆好的多边形网格不可能产生优质的 3D CAD 模型。

我们通常需要判断网格何处是底面，何处朝前，何处又朝上? 要完成这一过程，多数情况下我们会选定一些几何特征 (通常是平面或圆柱体) 作为对齐依据，然后将该特征与特定座标轴 (X/Y/Z) 或座标平面 (XY, XZ, YZ) 对齐，进而定位整个网格。如果工件是左右对称造型，我们就要找出正确的对称平面，并将该平面与座标平面对齐，这样才不会造成建模的偏差。

QUICKSURFACE 的座标系对齐功能，可透过选中的几何特征与世界座标对齐 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

整对齐过程中的每一步，都需要软件相应的指令来进行，一款好的逆向工程软件/插件，应该提供直觉但严谨的对齐工具，让建模能有个好的开始。

工件形变能否校正回来?

上面说到拟合功能的重要性，但在实际操作中，逆向软件/插件的拟合功能必须具备一定的灵活性，用来处理工件的形变 (几乎百分之百会发生)，并将之校正回来。相关功能包括:

QUICKSURFACE 约束式拟合功能，可以在确保特征被约束的同时，
最大程度与选中的多边形拟合 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

QUICKSURFACE 的互动式对齐功能，透过镜向网格的显示，让用户能将左右对称的工件，
以手动方式微调其位置，以提高最终模型的质量 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

是否具有好的 2D 草图模块?

就像一般工业软件的建模流程，逆向工程也需要使用 2D 草图来绘制造型蓝图，以便生成后续的立体造型。逆向软件/插件必须要能灵活地定义所需的网格截面，并把针对该截面的点资料进行 2D 草图的绘制。

好的逆向软件/插件能智能辨识这些截面点资料，快速从中抽取出直线、弧线，参考线等，并透过即时偏差分析来验证这些线段的质量。另外我们也需要常见的圆角，镜向，阵列等功能。

另外最重要的一点是 2D 草图应该要有常见的约束功能 (constraints)，比如相交、平行、垂直、同心，相切等等，这样才能确保草图重现了原始设计思路。

QUICKSURFACE 的 2D 草图功能，包括众多草图绘制工具及丰富的约束条件，
以及独家的直线 / 弧线 / 曲线自动抽取功能 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

是否具有可靠的偏差分析 (deviation analysis) 功能?

上面说过，合格的逆向软件/插件应该在建模的每个阶段 (2D 草图，自由曲面，实体模型等) 都配有偏差分析 (deviation analysis) 工具，以不同颜色的热图 (heat map) 来检测逆向建模的还原度，如此方能确保模型质量。

这个功能在建模收尾时特别重要，可以用来检验 3D CAD 模型是否基本准确还原了参考网格的外形，如果软件能允许用户获得特定点位的偏差距离，那就更能进一步修正模型，达到尽善尽美。

QUICKSURFACE 的全局偏差分析功能，透过热图 (heat map) 来分析
整个 3D CAD 模型与网格表面的贴合程度 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

是否对几何特征及不规则曲面都能进行逆向建模 (混合建模)?

从肉眼可辨识的网格形状 (平面、圆柱、球体、圆锥体等) 创建几何特征是一回事，但针对工件不规则的曲面部位建模又是另一回事了。基于审美需求与人体工学，现代工业设计使用了大量的不规则曲面 (NURBS surface)，而这些曲面并无法用简单的几何特征来描述。因此好的逆向软件/插件应该要具备自由曲面建模的功能，能在吸附网格的前提下，重绘出这些不规则的曲面。

更重要的是，几何特征、实体、自由曲面之间是否能交叉编辑、剪裁，合并，以达到全面的建模能力? 这将是对逆向软件/插件的一大考验。

QUICKSURFACE 逆向工程软件的自由曲面功能，其独家的吸附功能
能在不规则工件外型的表面快速重构 3D CAD 曲面 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

是否对工业及艺术造型都能进行逆向建模?

虽然工业设计产品是逆向工程最主要的处理对象，在一些特殊行业如艺品加工中，我们也可能会需要把外形毫无规则、极度有机的工件转换为 3D CAD 格式，这时候你的逆向软件/插件就需要一个完全不同的模块来执行相关的铺面功能。

由于工件外形是无序的，您将无法找出任何规律的几何特征，而艺品造型过多的转折与凹凸，也让手动的自由曲面建模显得旷日废时。因此针对艺品的逆向工程大多仰赖 “一键生成” 式的智能铺面模块。好的逆向软件/插件不但应该具备这类模块，且其演算法必须高效而精确。

更重要的是，智能铺面所生成的复杂曲面，要能够与其他 CAD 物件 (特征、实体、自由曲面) 交互编辑、剪裁，合并，而不受到任何限制。

QUICKSURFACE 的一键智能铺面功能，透过目标多边形数量、特征细节、引导曲线等参数设置，
对复杂无序的有机造型一键快速创建 3D CAD 模型 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

是否具有参数式建模能力?

工业软件依其对模型编辑过程及特征的管理方式，可分为直接编辑式 (direct edit) 及参数式 (parametric) 两类。常见的工业软件如 Rhino 属于前者，SolidWorks 则属于后者。我们在此不详述其差异及优劣，但一般来说，参数式软件的历史步骤能让您更好地控制特征之间的连动关系，对于复杂的项目更有优势。

逆向软件亦是如此; 如果您的逆向软件具有参数式建模能力，将会有助您更容易掌控全局。

QUICKSURFACE 逆向工程软件介面，左方是参数式设计历史步骤，
右方主视窗中则显示参考网格与重构的 3D CAD 模型 (图片来源: 贝特三维 – 版权所有)

要注意的是，如果您使用的是逆向插件如 Mesh2Surface for Rhino，那么建模过程是否为参数式则取决于宿主软件本身。

逆向建模的成果是否能导出为其他工业软件使用?

我们在前面 “有了逆向工程软件，我还需要一般的工业 3D CAD 软件吗?” 一节中提到过，逆向工程软件不并能取代一般工业软件，因为后者才具备 “无中生有” 的建模能力。除非您的逆向工程意图是百分百复刻，否则大多情况下您仍会需要使用工业软件在重建的模型上继续工作。

因此，您的逆向软件/插件必需能导出标准的 STEP 或 IGES 格式，以便工业软件导入使用。

如果您是 Autodesk Inventor^® 用户，那么 QUICKSURFACE 逆向软件甚至可以透过 QSConnect 模块来导出所有历史步骤及特征到 Inventor^® ，让后续的编辑更加灵活。

了解更多: QUICKSURFACE 逆向工程软件

软件/插件的执行效率如何?

现代工业软件有日渐肥大的趋势，动辄数 GB 甚至数十 GB 的容量常对计算机造成巨大负担，以致软件开启和运行都十分缓慢。逆向工程软件/插件中的实时吸咐及偏差分析需要耗费大量计算机资源，因此选购一套逆向解决方案时不可不知其运行效率如何。

说出来也许很难相信，QUICKSURFACE 软件在安装完成后，占用硬盘容量不到 100 MB，Mesh2Surface 插件更是不到 15 MB。超轻量化的体积使得软件/插件启动极快，并大量节省系统资源，让您可以处理更多重要的数据。