เมื่อออกแบบวัตถุ 3D ด้วยโปรแกรม CAD โปรแกรมสร้างโมเดลยอดนิยมใช้ Polygon Mesh หรือ Non-Uniform Rational Basis Spline (NURBS) ในการอธิบายวัตถุ เมื่อสร้างไฟล์สำหรับการพิมพ์ 3D โปรแกรม CAD ส่วนใหญ่จะแปลงไฟล์เป็นรูปแบบ STL (ซึ่งแปลงเป็น Polygon Mesh รูปสามเหลี่ยม) หากคุณสงสัยว่าควรสร้างวัตถุด้วย Mesh หรือทำงานใน NURBS แล้วค่อยแปลง เราได้เปรียบเทียบทั้งสองเพื่อช่วยคุณตัดสินใจ
สรุปภาพรวม
| Mesh | NURBS |
|---|---|
| ขนาดไฟล์เล็กลง | โมเดลแม่นยำกว่า ไม่มีพิกเซลแตก (Less pixelated) |
| แก้ไขโมเดลง่ายกว่า | เหมาะสำหรับวิศวกรรมและแอปพลิเคชันกลศาสตร์ |
| เข้ากันได้กับรูปแบบ STL โดยตรง ไม่ต้องแปลง | เรนเดอร์รูปร่างเรียบเนียนได้ |
| เรนเดอร์ 3D เต็มรูปแบบ ไม่มีรอยต่อจากการต่อชิ้น |
Polygon Mesh เรนเดอร์วัตถุ 3 มิติบนคอมพิวเตอร์ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นรูปแบบที่ไฟล์ STL ใช้สำหรับการพิมพ์ 3D เมื่อใช้สามเหลี่ยมสร้างรูปทรง 3 มิติ คุณสร้างการประมาณการของขอบเรียบ คุณจะไม่บรรลุความเรียบเนียนสมบูรณ์ของภาพที่สร้างใน NURBS ตั้งแต่แรก แต่ Mesh ง่ายกว่าในการสร้างโมเดล คุณสามารถดันและดึง Mesh เพื่อย้ายมันและได้ผลลัพธ์เหมือนกันทุกครั้ง เพราะมันไม่ได้คำนวณค่าเฉลี่ยทางคณิตศาสตร์ของจุดต่างๆ
ทางด้านการสร้างโมเดลบนคอมพิวเตอร์ NURBS สร้างภาพที่เรียบเนียนที่สุด ยังสร้างโมเดลแม่นยำด้วยขอบที่สม่ำเสมอ ไม่มีพิกเซลแตก สำหรับวิศวกรรมและการประยุกต์ทางกลศาสตร์ การเรนเดอร์คอมพิวเตอร์แบบ NURBS ถูกต้องกว่าโปรแกรมแบบ Polygon Mesh โดยทั่วไป เมื่อคุณสแกนวัตถุเข้าโปรแกรม CAD วัตถุเหล่านั้นจะถูกสแกนด้วย NURBS ก่อน
โปรแกรมที่เข้ากันได้: รุ่นฟรีและรุ่นพรีเมียม
| Mesh | NURBS |
|---|---|
| ซอฟต์แวร์ฟรีและพาณิชย์ | ซอฟต์แวร์ฟรีและพาณิชย์ |
| โปรแกรมส่วนใหญ่จัดการทั้ง Polygon และ NURBS ได้ |
ทั้งผู้ใช้ Polygon Mesh และ NURBS มีซอฟต์แวร์ฟรี ฟรีมิอัม และพาณิชย์หลากหลายให้เลือกใช้ และหลายโปรแกรมมีทั้งสองตัวเลือกในตัว ตัวอย่างเช่น ในซอฟต์แวร์ฟรี Blender หากจะทำหนัง คุณสามารถสร้างตัวละครด้วย Polygon แต่ใช้ NURBS สำหรับสภาพแวดล้อม เพื่อให้ได้ภูมิประเทศที่ดูเป็นธรรมชาติพร้อมโค้งออร์แกนิก
โปรแกรม NURBS หลักอื่นๆ รวมถึง Autodesk Maya, Rhinoceros และ AutoCAD แม้จะมี Polygon Mesh รวมอยู่ด้วย ส่วน SketchUp รุ่นพื้นฐานฟรี รองรับเฉพาะ Polygon ในเครื่องมือ built-in รุ่น Pro รองรับ Extensions ที่ประมาณการกระบวนการ NURBS เช่น โค้งเรียบ
ไม่ว่าคุณจะเลือกเครื่องมือใด คุณไม่จำเป็นต้องใช้เงินหลายร้อยดอลลาร์เพื่อสร้างโมเดล อย่างไรก็ตาม ซอฟต์แวร์ที่ทรงพลังบางตัวก็มีราคาสูงในระดับนั้น
ความสะดวกในการใช้งาน: โมเดล Mesh ทำงานและพิมพ์เร็วกว่า
| Mesh | NURBS |
|---|---|
| ใช้เส้นและรูปทรง 3 มิติ ประกอบโมเดลได้เร็ว | ประกอบโมเดลโดยใช้แพตช์วัตถุ 2 มิติ |
| ยากกว่าในการทำโค้งเรียบ | อาจมีช่องว่างจากการต่อที่ไม่ดี |
| ทำพื้นผิวเรียบง่ายกว่า |
NURBS ดีกว่าในการเรนเดอร์พื้นผิวโค้ง แม้การประมาณการสามารถทำได้ในโมเดล Mesh โดยการเพิ่มจำนวนด้านในพอลิгон
NURBS มีข้อจำกัด เพราะเป็นรูปแบบเรนเดอร์ 2 มิติ คุณต้องสร้างแพตช์ที่ต่อกันเพื่อสร้างรูปทรง 3 มิติที่ซับซ้อน ในบางกรณี แพตช์เหล่านี้ไม่พอดีกันอย่างสมบูรณ์ และรอยต่อจึงปรากฏออกมา สิ่งสำคัญคือต้องดูวัตถุอย่างระมัดระวังขณะออกแบบ และให้แน่ใจว่ารอยต่อจัดแนวตรงกันอย่างสมบูรณ์ ก่อนที่จะแปลงเป็น Mesh สำหรับไฟล์ STL
สำหรับผู้เริ่มต้น โปรแกรม Polygon Mesh เป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการเรียนรู้พื้นฐานการสร้างโมเดล 3D ไม่ใช้เวลานานในการได้โมเดลพื้นฐาน
การพิมพ์ 3D: Polygon Mesh เร็วกว่า
| Mesh | NURBS |
|---|---|
| แปลงเป็น STL ได้โดยตรง | ต้องแปลงเป็น Mesh ก่อน จึงจะ Export เป็นไฟล์ STL ได้ |
หากคุณสร้างโมเดลเพื่อการพิมพ์ 3D Polygon Mesh มีข้อได้เปรียบเหนือ NURBS ไฟล์ NURBS ไม่สามารถแปลงเป็น STL ได้โดยตรง (ไฟล์ที่ซอฟต์แวร์ Slicing ใช้สร้างคำสั่งให้เครื่องพิมพ์) มีขั้นตอนเพิ่มเติมคือต้องแปลงเป็น Mesh ก่อน
เมื่อคุณทำงานใน NURBS และแปลงไฟล์เป็น Mesh คุณสามารถเลือกความละเอียด (Resolution) ความละเอียดสูงให้โค้งเรียบที่สุดของวัตถุที่พิมพ์ อย่างไรก็ตาม ความละเอียดสูงหมายถึงไฟล์ขนาดใหญ่ ในบางกรณี ไฟล์อาจใหญ่เกินไปที่เครื่องพิมพ์ 3D จะจัดการไม่ได้
นอกจากการหาจุดสมดุลระหว่างความละเอียดและขนาดไฟล์แล้ว ยังมีวิธีทำความสะอาดอื่นๆ เพื่อลดขนาดไฟล์ ตัวอย่างเช่น เมื่อสร้างวัตถุ อย่าสร้างพื้นผิวภายในที่จะไม่ถูกพิมพ์ สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นเมื่อรวมรูปทรงสองชิ้นเข้าด้วยกัน บางครั้งพื้นผิวรวมยังคงถูกกำหนดไว้ แม้ว่าเมื่อพิมพ์แล้วจะไม่เป็นพื้นผิวแยกกัน
สรุปภาพรวม (Overall Findings)
โปรแกรมออกแบบ 3D ที่คุณคล่องที่สุด น่าจะมีตัวเลือก Export ไฟล์ NURBS หรือ Mesh เป็น STL หรือรูปแบบพิมพ์ 3D อื่นๆ
ไม่ว่าคุณจะสร้างวัตถุเริ่มต้นด้วย NURBS หรือ Mesh ขึ้นอยู่กับความชอบของคุณ หากต้องการโปรแกรมที่ง่ายกว่าและไม่ต้องแปลง เริ่มต้นด้วย Mesh จะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด หากต้องการโปรแกรมที่ให้โค้งสมบูรณ์แบบ เลือกโปรแกรมที่ใช้ NURBS
แหล่งข้อมูลอื่นๆ ที่ยอดเยี่ยมสำหรับเข้าใจรูปแบบโมเดลต่างๆ มาจากบริการพิมพ์ 3D (Service Bureaus) เช่น Sculpteo และ Shapeways บริษัทเหล่านี้จัดการประเภทไฟล์และรูปแบบจากโปรแกรมออกแบบ 3D ส่วนใหญ่ พวกเขามักมีเคล็ดลับและคำแนะนำที่ดีเพื่อให้ไฟล์พิมพ์ได้ถูกต้อง
