OpenSCAD

OpenSCAD是一款电脑辅助设计（CAD）的自由软件，用于建立实体3D物件。它仅支援脚本的建模器，使用自己的描述语言；3D 预览可以互动方式操作，但无法在 3D 中互动式修改。相反地，OpenSCAD 脚本会指定几何基本图元（如球体、方块、圆柱体等），并定义如何修改与组合它们（例如透过交集、差集、包络组合或闵可夫斯基和等）来渲染 3D 模型 。因此，该程式执行的是构造实体几何（CSG）。此软件可在 Windows、Linux 与 macOS 等操作系统上使用。

OpenSCAD

OpenSCAD 2015.03
开发者	Marius Kintel, Claire Wolf[1]
首次发布	2010年2月19日，​15年前​（2010-02-19）
当前版本	2021.01[2]
源代码库	github.com/openscad/openscad
编程语言	C++、Qt、CGAL、OpenCSG及OpenGL[3]
操作系统	Linux, macOS, Windows, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD
平台	IA-32, x64, arm64
文件大小	15–27 MB（依操作系统有所不同）[4]
语言	12种语言
语言列表 捷克文、英文、法文、德文、波兰文、俄文、西班牙文、匈牙利文、亚美尼亚语、土耳其语、乌克兰语、中文
类型	电脑辅助设计
许可协议	GPL-2.0或更新版本
网站	www.openscad.org

概览

脚本语言

OpenSCAD 采用专属脚本语言来产生 3D 图形。此脚本语言支援函数式程式设计、参数化模组化与重复利用，以及数学运算。变数具有作用域限制，但在每个作用域（scope）之内都是不可变的。

预览功能

为了快速预览使用Z缓冲的模型，OpenSCAD 采用了 OpenCSG 和 OpenGL 技术。

与其他 3D 建模软件类似，使用者可以透过鼠标在视窗中互动式调整 3D 模型的位置。此外，还能在脚本中定义预设的“镜头”视角位置。

零件颜色（包含透明度）可在 3D 视图中进行设定^{[注 1]}。

预览相对快速，并允许在修改脚本时进行互动式修改。

模型渲染器会考虑光照，但光源不可修改。

使用

OpenSCAD 让设计师能够创建精确的 3D 模型与参数化设计，只需调整参数即可轻松修改设计^[5]。

OpenSCAD 文件采用纯 ASCII 文本格式的人类可读脚本，在语法上可能更适合与 git 等版本控制系统整合。

因此，OpenSCAD 是一款面向程序员的实体建模工具^[6]，并被推荐作为入门级的 CAD 工具，用于设计科研教育用途的科学仪器等开放硬件^[7]。

它常被用于设计3D打印零件，这些零件可输出为多种 3D 档案格式。其基于脚本的参数化特性使其能整合至线上模型客制化服务，例如Thingiverse等3D打印市集上的“Customizer”工具。

使用 OpenSCAD 建立的 Strandbeest 模型动画

对于简单模型，可实现每秒数帧的动画效果。动画可影响任何参数，包括摄影机位置或零件尺寸、位置、形状及存在状态。动画可录制为一组影像，用以建立动态 GIF。

目前实验性地支援与 Calculix 耦合进行有限元素法分析（FEM）^[8]。FreeCAD 也能导入 OpenSCAD 档案，搭配 Calculix 或其他支援的 FEM 求解器进行分析^[9]。FreeCAD 特别设有与 OpenSCAD 互通的专用工作台^[10]。

档案格式

汇入

• 可导入 DXF、SVG 与 PNG 格式的 2D 图档，再挤压成型为单体零件。
• 能导入 STL、OFF、AMF 与 3MF 格式的 3D 零件，进行比例缩放及加减法运算处理。

汇出

OpenSCAD 的视图与模型可输出为多种格式，包括：

• 检视画面可汇出为 PNG 格式。
• 2D 模型可汇出为 SVG、DXF 与 PDF 格式。
• 3D 零件可汇出为基本体积的 3MF、AMF、OFF 及 STL 格式^[11]，输出模型不包含色彩、材质或零件定义资讯。

设计

OpenSCAD 是以C++开发的 CSG 引擎封装程式，具备图形化使用者界面与整合式编辑器。截至 2024 年，正式释出版本采用计算几何算法函式库（CGAL）作为基础 CSG 引擎，开发快照版本则额外支援 Manifold作为替代方案^[12]。

其脚本语法反映了函数式程式设计的哲学。类似于 Haskell，在作用域内每个“变数”都被视为常数，具有不可变性且最多只能有一个值。

平台实作

• 官方独立版本以C++编写，适用于 Windows、MacOS 和 Linux等操作系统
• FreeCAD：具有 OpenSCAD 命令列界面，可替代零件求解器（part solver）或零件工作台（part workbench）使用
• 浏览器实作版本亦可使用，例如 cadhub.xyz 和 jscad.app。

另见

PLaSM：另一种用于创建 3D 物件的开源脚本语言。

注解

1. 透明度是按建造顺序评估的，因此只有已建造的部件才是透明的。