在工業(yè)軟件中，三維模型瀏覽功能的存在起了一定作用，它可以為用戶從不同角度和視角查看模型提供便利。那么，工業(yè)軟件中的三維模型瀏覽功能區(qū)大致可以分為哪些類型？一起來看看作者的解讀和分析。

上一篇，筆者從選擇功能談起，對(duì)比了幾款CAD/CAE/BIM軟件的選擇功能的異同，歸納了工業(yè)軟件中常見的選擇（拾?。┕δ?。

本篇內(nèi)容，要聊聊另一個(gè)工業(yè)軟件中對(duì)用戶體驗(yàn)很關(guān)鍵的基礎(chǔ)功能，三維模型瀏覽功能。

一、三維模型瀏覽功能的重要性和應(yīng)用背景

三維模型瀏覽功能，有的軟件也稱“導(dǎo)航 Navigation”，為用戶提供了查看和觀察三維模型的手段，通常會(huì)包括縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等操作，以便用戶可以從不同角度和視角查看模型，此功能也貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)研發(fā)工作流，在設(shè)計(jì)、仿真、制造階段均有不同需求。

在設(shè)計(jì)和仿真階段，三維模型瀏覽幫助設(shè)計(jì)師和工程師以數(shù)字方式創(chuàng)建、修改和評(píng)估產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)。以便他們能夠更好地了解和驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性、性能和外觀。

在制造和生產(chǎn)階段，三維模型瀏覽功能可以幫助制造商和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行數(shù)字化制造和虛擬工廠規(guī)劃。它們可以利用瀏覽功能優(yōu)化工廠布局、設(shè)備配置和物料流程，以提高生產(chǎn)效率、降低成本和提高質(zhì)量。

除了實(shí)際生產(chǎn)，在培訓(xùn)和教育領(lǐng)域，通過與三維模型互動(dòng)，學(xué)生也可以進(jìn)行模擬和虛擬培訓(xùn)，例如醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)解剖結(jié)構(gòu)，工程學(xué)生理解機(jī)械原理等。

最近隨著蘋果新一代VR眼鏡的推出，VR/AR也再一次走上了風(fēng)口浪尖，通過VR/AR進(jìn)行三維模型瀏覽，可以提供沉浸式的體驗(yàn)和交互。用戶可以通過設(shè)備直接在虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中瀏覽和操作三維模型，增強(qiáng)參與感和感知能力，這也為制造業(yè)的新型生產(chǎn)方式提供了很大的想象空間。

通過三維模型，復(fù)雜的數(shù)據(jù)和信息可以以直觀的方式展示和傳達(dá)，提供了更好的溝通工具，使設(shè)計(jì)概念、產(chǎn)品方案或工程流程更具說服力和效果。

二、工業(yè)軟件模型瀏覽方式概述

根據(jù)調(diào)研，筆者將模型瀏覽功能區(qū)分為直接瀏覽功能和輔助瀏覽工具。

直接瀏覽功能是用戶直接與三維模型進(jìn)行交互的功能，通過這些功能，用戶可以直接改變視角、縮放和平移模型，以自由地查看模型的不同方面。這些功能提供了基本的瀏覽和觀察模型的能力，使用戶能夠更好地理解模型的外觀、結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。

輔助瀏覽工具是為了增強(qiáng)用戶對(duì)模型瀏覽和理解的輔助工具。例如剖視查看、注視點(diǎn)瀏覽、攝像機(jī)路徑瀏覽和動(dòng)畫瀏覽等工具，可以幫助用戶更深入地探索模型，理解模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、不同視角和動(dòng)態(tài)變化。這些工具通過不同的方式擴(kuò)展了用戶對(duì)模型的認(rèn)知和理解。

1. 直接瀏覽功能

根據(jù)不同的使用場(chǎng)景，筆者又將直接瀏覽功能分為兩種類型，分別為圍繞物體查看和場(chǎng)景漫游查看，這兩種查看方式的設(shè)計(jì)對(duì)映著人們生活中查看物體的方式。

比如我們?cè)谔暨x一部手機(jī)和挑選一個(gè)房子的時(shí)候，觀察的方式一定是不一樣的。如果是手機(jī)，我們會(huì)在手中把玩，觀察它的造型與設(shè)計(jì)。而選房子時(shí)，需要走到房間內(nèi)，切身體驗(yàn)房間的布局設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)師做設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮全局設(shè)計(jì)，又要考慮細(xì)節(jié)，因此常需要站在不同的角度觀察自己的作品，不斷的切換觀察角度、觀察深度來分析設(shè)計(jì)，有時(shí)看完模型正面后馬上需要查看背面，這樣的話就需要采用圍繞物體查看方式。

而檢查設(shè)計(jì)作品又是另一種狀態(tài)，當(dāng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)完一個(gè)復(fù)雜的作品，例如一架“飛機(jī)”，提交給主管進(jìn)行檢查時(shí)，主管可能不想像看航模一樣，通過旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)飛機(jī)來查看的方式來檢查，即使能隱藏飛機(jī)外殼，放大視角，從而觀察細(xì)節(jié)。

但是這樣的觀察方式不連續(xù)，很容易遺漏某些細(xì)節(jié)。檢查設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)可能更希望采用“邊走邊看”的方法，就像檢查航母甲板上是否有沙粒時(shí)，需要許多人并排在甲板上邊走邊低頭檢查一樣。這種觀察方式就是下面提到的“場(chǎng)景漫游查看方式”

因此在設(shè)計(jì)工業(yè)軟件的模型瀏覽功能時(shí)，不僅需要區(qū)分被設(shè)計(jì)的物體是一部“手機(jī)”還是一間“房子”，還要考慮用戶是“做設(shè)計(jì)”還是“檢查設(shè)計(jì)”。

1）圍繞物體查看方式

圍繞物體查看是指允許用戶圍繞單個(gè)物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放和平移操作，以獲得不同的視角和觀察效果。

常見的CAD/CAE/CAM軟件，或者3Dsmax、Maya等工業(yè)設(shè)計(jì)軟件，默認(rèn)用戶是設(shè)計(jì)師，因此一般默認(rèn)是使用圍繞物體查看方式。

圍繞物體查看方式主要包括以下功能：

1. 旋轉(zhuǎn)：圍繞物體查看方式允許用戶通過旋轉(zhuǎn)操作改變物體的角度和方向。用戶可以自由地在三維空間中旋轉(zhuǎn)物體，以從各個(gè)角度觀察物體的各個(gè)方面。
2. 縮放：圍繞物體查看方式允許用戶調(diào)整物體的大小比例，使其更適合顯示在屏幕上。用戶可以放大物體以查看細(xì)節(jié)，或縮小物體以查看整體結(jié)構(gòu)。
3. 平移：圍繞物體查看方式允許用戶在三維空間中平移物體，改變其位置和觀察點(diǎn)。用戶可以通過拖動(dòng)物體或使用平移工具來將物體移動(dòng)到所需的位置。
4. 視角切換：圍繞物體查看方式提供不同的視角選項(xiàng)，例如正視圖、俯視圖、側(cè)視圖等。用戶可以選擇不同的視角以獲得不同的觀察效果和視覺呈現(xiàn)。
5. 多窗口查看：在視角切換基礎(chǔ)上，很多軟件也提供了多窗口查看方式，可以在多個(gè)窗口中同時(shí)展示不同視角下的對(duì)象特征。

模型瀏覽（圍繞物體查看）

優(yōu)點(diǎn)：

圍繞物體查看的方式最大的優(yōu)點(diǎn)在于靈活性，用戶可以靈活的調(diào)整視角來觀察物體，從而對(duì)物體進(jìn)行全方位的觀察，有助于用戶深入了解物體的形狀、結(jié)構(gòu)和特征，檢查尺寸錯(cuò)誤、裝配沖突等缺陷，從而快速糾正問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。

適用場(chǎng)景：

工程設(shè)計(jì)和分析：在工程設(shè)計(jì)和分析中，圍繞物體查看方式被廣泛應(yīng)用，比如CAD/CAE等軟件。工程師可以使用該方式來檢查和驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性、結(jié)構(gòu)合理性和裝配性。他們可以通過觀察和分析物體的不同方面來優(yōu)化設(shè)計(jì)和解決問題。

制造和裝配：在制造和裝配過程中，圍繞物體查看方式對(duì)于檢查產(chǎn)品的裝配性和合適性至關(guān)重要，比如一些企業(yè)采用三維作業(yè)指導(dǎo)書取締了二維圖紙，制造人員可以在工業(yè)平板上瀏覽模型，使用該方式來檢查部件的適配性、裝配順序和工藝性。這有助于避免裝配錯(cuò)誤和減少生產(chǎn)中的問題。

可視化和展示：圍繞物體查看方式在可視化和展示領(lǐng)域具有重要作用。它允許設(shè)計(jì)師和展示者以交互和吸引人的方式展示物體的外觀和特征。比如一些企業(yè)的企業(yè)文化展區(qū)會(huì)提供可交互的可視化屏幕，利用可以交互的三維模型給來訪者介紹產(chǎn)品，這在產(chǎn)品展示、展覽、銷售演示和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域中特別有用。

2）場(chǎng)景漫游查看方式

場(chǎng)景漫游查看方式可以通過鼠標(biāo)和鍵盤的配合操作，在整個(gè)場(chǎng)景中自由移動(dòng)相機(jī)視角，以便導(dǎo)航和探索場(chǎng)景中的多個(gè)物體和元素。通過自由移動(dòng)相機(jī)視角，用戶可以深入了解場(chǎng)景的各個(gè)角落和元素，觀察環(huán)境的細(xì)節(jié)和關(guān)系。這種瀏覽方式在可視化、游戲開發(fā)、建筑規(guī)劃、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，以支持用戶對(duì)場(chǎng)景的導(dǎo)航、交互和感知。

場(chǎng)景漫游查看的功能主要有：

前/后/左/右/上/下移動(dòng)位置：能夠通過鍵盤或鼠標(biāo)移動(dòng)視點(diǎn)的位置。

仰首/俯首/左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)移動(dòng)視角：能夠通過鍵盤或鼠標(biāo)來轉(zhuǎn)動(dòng)視角。

飛行漫游：像飛行模擬器一樣在場(chǎng)景中自由飛翔。

飛行漫游

人物行走漫游：在場(chǎng)景中像人走路一樣移動(dòng)，可以設(shè)置重力，這樣會(huì)讓視角始終在地面上。

人物行走漫游

優(yōu)點(diǎn)：

場(chǎng)景漫游查看方式的優(yōu)點(diǎn)在與對(duì)于環(huán)境的探索感知和對(duì)于設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的深入觀察，能夠在場(chǎng)景中漫游也更符合人們?cè)谌粘Ｉ钪械捏w驗(yàn)，因此多用于關(guān)注環(huán)境真實(shí)感和空間體驗(yàn)感的領(lǐng)域。

適用場(chǎng)景：

建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)：在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，場(chǎng)景漫游查看方式有助于設(shè)計(jì)師和客戶更好地理解和感知建筑項(xiàng)目的外觀、布局和環(huán)境。用戶可以在三維場(chǎng)景中自由漫游，以便查看建筑物的各個(gè)角度和周圍環(huán)境。

場(chǎng)景模型審閱：在建筑、船舶、工廠車間等復(fù)雜大型場(chǎng)景的檢閱時(shí)，通常采用場(chǎng)景漫游查看方式，檢查者可以深入到場(chǎng)景內(nèi)部，體驗(yàn)布局設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，檢查構(gòu)件間的沖突，從而對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行審核和修正。

虛擬現(xiàn)實(shí)：在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，場(chǎng)景漫游查看方式是一種常用的瀏覽方式。它可以用于演示、展覽、虛擬旅游等，使用戶能夠以自由和交互的方式探索虛擬環(huán)境和場(chǎng)景。

虛擬訓(xùn)練和模擬：場(chǎng)景漫游查看方式在虛擬訓(xùn)練和模擬中發(fā)揮著重要作用。例如，在航空模擬中，場(chǎng)景漫游查看方式允許飛行員在虛擬場(chǎng)景中自由移動(dòng)相機(jī)視角，以模擬真實(shí)飛行中的導(dǎo)航和環(huán)境感知。

2. 輔助瀏覽工具

輔助瀏覽工具是再直接瀏覽功能的基礎(chǔ)上，為方便用戶觀察模型而提供的工具，它們通常可以配合使用。

剖視查看：也有“剖切”、“截面”等叫法，允許用戶在三維模型中創(chuàng)建和查看剖視效果，以便查看模型內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。

Fusion360中的剖視查看

視點(diǎn)瀏覽：通常軟件中會(huì)默認(rèn)提供前后左右上下的視點(diǎn)，也允許用戶自定義并瀏覽多個(gè)注視點(diǎn)，從不同的角度和位置觀察模型。

視點(diǎn)切換瀏覽，可以自定義視點(diǎn)

攝像機(jī)路徑瀏覽：允許用戶定義和瀏覽預(yù)定路徑上的攝像機(jī)視角，以創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的模型漫游效果。

動(dòng)畫瀏覽：允許用戶在三維模型上創(chuàng)建和播放動(dòng)畫，以展示模型的運(yùn)動(dòng)、變形或其他交互效果。

導(dǎo)航塊：導(dǎo)航塊是模型方向的直觀反映，可以通過點(diǎn)擊導(dǎo)航塊的不同位置快速切換視點(diǎn)。

控制盤：控制盤是Navisworks中的一種導(dǎo)航輔助工具，因?yàn)镹V的核心功能在于模型審閱，因此提供了較多的瀏覽輔助功能，控制盤是跟隨光標(biāo)的跟蹤菜單，需要使用不同的瀏覽功能時(shí)可隨時(shí)調(diào)出，不用去導(dǎo)航欄或工具欄里選擇相關(guān)功能，可以節(jié)省時(shí)間。

地圖：地圖工具通常伴隨著場(chǎng)景漫游模式而來，為了讓用戶確定自己所處的位置，并且可以快速將相機(jī)移動(dòng)到某個(gè)位置，而提供的二維輔助視圖。

三、結(jié)論

綜上所述，筆者將三維模型瀏覽功能區(qū)分為直接瀏覽功能和輔助瀏覽工具，其中直接瀏覽功能又區(qū)分為圍繞物體查看方式和場(chǎng)景漫游查看方式。

不同的瀏覽功能在使用方式和適用場(chǎng)景方面存在明顯的差異。具體使用哪種方式取決于用戶的需求和具體應(yīng)用場(chǎng)景。很多工業(yè)軟件同時(shí)提供兩種觀察方式，比如Navisworks默認(rèn)為場(chǎng)景漫游，但是也可以選中一個(gè)物體中心進(jìn)行圍繞物體查看（NV中叫“動(dòng)態(tài)觀察”），而Solidworks則默認(rèn)是圍繞物體查看，但是也提供了場(chǎng)景漫游（SW中叫“走查”）功能，供用戶按需結(jié)合使用，以提供更全面和靈活的瀏覽體驗(yàn)。

Solidworks中的“走查”功能

Navisworks中的“動(dòng)態(tài)觀察”功能

本文主要站在產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)層面分析，因此并沒有描述瀏覽功能的交互設(shè)計(jì)。實(shí)際上，由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)軟件在模型瀏覽功能的鍵盤鼠標(biāo)按鍵的交互設(shè)計(jì)上都各不相同，這也常常讓許多需要同時(shí)使用幾款軟件的設(shè)計(jì)師們頭大。

針對(duì)這種情況，也有軟件同時(shí)提供多種操作方案，比如FreeCAD，就同時(shí)提供了Blender、CAD、Maya、OpenCascade、Inventor、Revit、TinkerCAD等多種鼠標(biāo)操作模式。

FreeCAD中提供多種鼠標(biāo)操作模式

有時(shí)為了獲得入場(chǎng)券，許多新入局的工業(yè)軟件廠商不得不模仿工業(yè)軟件巨頭們的界面設(shè)計(jì)、操作方式，以滿足老用戶的使用習(xí)慣，即使知道那并不是最好的方式，而沒有接觸過的新用戶又會(huì)覺得很難用。

傳統(tǒng)工業(yè)軟件的難以使用還在一定程度上催生出了軟件培訓(xùn)的產(chǎn)業(yè)鏈，從而使能先適應(yīng)這些軟件的用戶獲得了額外的收益（至少?zèng)]見到有人開班教別人如何用微信），對(duì)于后入場(chǎng)的軟件來說，到底是先不擇手段占領(lǐng)市場(chǎng)再定義用戶體驗(yàn)，還是通過用戶體驗(yàn)來占領(lǐng)市場(chǎng)，抑或是兩者齊頭并進(jìn)，這取決于領(lǐng)導(dǎo)者的思維模式和戰(zhàn)略規(guī)劃了。