3D建模已从专业工程师的工具箱演变为全民创作的数字语言。从代码驱动的精确建模到AI自动生成纹理,从开源协作到程序化生成城市,技术正重塑我们创造虚拟世界的方式。本文将系统解析55个核心3D建模工具/插件,涵盖在线编辑器、开源软件、程序化生成库、AI辅助工具及行业解决方案,揭示3D创作的未来图景。
一、在线工具:Web端的3D创作革命
NSDT 三维场景建模工具
功能:集成GLTF/GLB在线编辑器、AI自动纹理化(如“赛博朋克金属”)、3D模型格式转换(OBJ/FBX/GLTF)。
技术:JavaScript + WebGL,支持Web端实时协作。
GLTF/GLB在线编辑器
特点:轻量级Web工具,支持材质调整、动画录制,基于Three.js开发。
Three.js AI自动纹理化开发包(DreamTexture.js)
技术:Stable Diffusion模型生成贴图,通过自然语言提示词(如“复古砖墙”)快速赋材质。
3D模型在线转换
功能:支持多种格式互转,自动修复拓扑错误,基于Open3D或Assimp库。
YOLO 虚幻合成数据生成器
用途:结合Unreal Engine生成计算机视觉训练数据,支持目标检测与语义分割任务。
二、建模软件:专业领域的基石
OpenSCAD:基于CGAL的脚本语言,适合数学建模与3D打印。
CadQuery & cqparts:Python参数化建模,支持布尔运算与组件化开发。
GemPy:隐式建模算法(Implicit Modeling),用于地质层模拟,支持CSV/GeoJSON数据输入。
Node-occ:Node.js扩展Open Cascade,实现Web端工业级建模能力。
Three.js Editor:拖拽式场景搭建,支持模型导入与动画录制。
QCAD & LibreCAD:开源2D CAD工具,适合建筑平面图与机械图纸设计。
JS.Sketcher:JavaScript实现的2D/3D参数化建模,支持几何约束求解。
JSModeler:轻量级3D建模框架,适合Web端产品可视化。
PyPRT:CityEngine Python SDK,用于程序化城市建模。
webglstudio:JavaScript + WebGL实现的实时协作3D编辑器。
BlenderBIM:Blender的BIM插件,支持IFC标准建筑信息模型。
AobaAPI:C++多边形建模库,优化网格拓扑结构。
SolveSpace:免费参数化建模工具,支持运动仿真(如四杆机构)。
three.cad:Three.js + SolveSpace求解器,Web端参数化建模。
geosolver:Python几何约束求解器,用于2D/3D对齐与尺寸匹配。
planegcs:FreeCAD的几何约束求解引擎,C++实现。
libfive:隐式建模内核,支持布尔运算与参数化设计。
brl-cad:C++实体建模库,用于军事与航天领域复杂模型处理。
brep.ts:TypeScript实现的BREP表示库,适合Web端复杂曲面建模。
geos:C++二维矢量几何引擎,广泛用于GIS空间分析。
nodi:Web端节点式程序化建模工具,适合非程序员快速生成模型。
cad-sketcher:Blender 2D草图插件,支持几何约束求解。
MeshEditor:C++网格编辑器,支持顶点/面片手动调整。
Timerliner:JavaScript时间线动画编辑器,用于3D角色动作设计。
三、程序化建模:算法驱动的自动化创作
ScriptCAD:Three.js脚本建模工具,适合Web端自动化设计。
ogre-procedural:C++程序化建模库,支持地形/建筑生成。
ilmola generator:C++11程序化建模库,生成复杂几何结构。
meshgen:C++噪声函数(Perlin Noise)生成网格,适合游戏地形。
ProceduralToolkit:Unity程序化生成库,支持植被与建筑自动生成。
Alembic:开放图形学数据交换框架,支持FBX/USD格式转换。
DEM.Net:C#基于OSM的3D地形建模工具。
ThreejsDEM:JavaScript解析DEM数据生成地形。
BCGA:Blender程序化建筑生成,Python实现。
cgajs:CityEngine CGA解析器,Three.js实现。
vitruvio:UE5插件,将CityEngine CGA能力带入虚幻引擎。
sorcar:Blender节点式程序化建模插件。
procedural-cities:JavaScript城市模型生成,支持参数化调整。
roadgen:JavaScript路网程序化建模。
terrain3d:C++噪声函数生成地形,适合游戏地图。
Modular Road Tool:UE4程序化道路生成工具。
city generator:通用程序化城市生成工具。
3d world:基于OpenGL的程序化游戏引擎。
procedural toolkit:Unity程序化建模库,支持植被与建筑生成。
jsplot3d:Three.js 3D数据可视化库。
threejs-city:可交互3D城市模型,Three.js实现。
threejs mesh modifiers:10种轻量级Three.js修改器(弯曲、扭曲)。
THREE.ShellModifier:Three.js模型抽壳操作,用于3D打印耗材优化。
threejs-path-flow:沿曲线路径变形模型。
postprocessing:Three.js后期特效库(景深、辉光)。
四、未来趋势:3D建模的终极形态
AI生成内容(AIGC)的全面渗透
文本到3D模型:输入“未来感太空站”生成完整模型。
风格迁移:AI自动生成风格化材质与纹理。
实时协作与云渲染
WebRTC + WebGL:多人协同建模平台,支持版本控制。
云端渲染引擎(如Unreal Engine Nanite):降低硬件依赖。
元宇宙与虚实融合
BIM + GIS + 3D建模:智慧城市、工业元宇宙的底层技术。
AR/VR集成:3D模型与增强现实设备联动,实现实时交互。
从代码驱动的精确建模到AI辅助的自动化创作,从开源工具的平民化到程序化生成的规模化,3D建模技术正在经历一场深刻的范式革命。55个工具/插件的全景图谱,展现了从专业领域到全民创作的无限可能。
技术已就绪,只差你的想象力。