在浏览器中重塑3D设计：探索Chili3D的全栈Web CAD解决方案

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无需安装专业软件，打开浏览器即可进行工业级三维建模——这曾是工程师的梦想，如今正通过WebAssembly技术成为现实。

当传统CAD遇见现代Web技术

在机械设计、产品原型开发等领域，计算机辅助设计（CAD）软件是不可或缺的生产力工具。但传统CAD存在两大痛点：昂贵的授权费用和复杂的本地安装。Chili3D的创新在于将完整的CAD能力迁移到浏览器环境中，其技术核心是通过WebAssembly编译OpenCascade（OCCT）引擎，结合Three.js实现可视化渲染。

技术架构解析

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    OpenCascade引擎：工业级几何建模内核（常用于FreeCAD等开源CAD），提供布尔运算、曲面处理等核心算法
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    WebAssembly转换：将C++编写的OCCT编译为.wasm格式，在浏览器中实现接近原生的计算性能
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    Three.js集成：通过WebGL实现硬件加速的3D渲染，确保复杂模型的流畅交互
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    TypeScript基础：强类型语言保障大型工程的可维护性

实际应用场景演示

从草图到三维模型

  1. 二维草图绘制
    使用线条/圆弧工具绘制法兰盘截面，系统自动捕捉几何约束关系
  2. 旋转成型
    选择中心轴执行旋转操作，瞬间生成三维实体
  3. 布尔运算优化
    添加螺栓孔时采用”差集”运算精准切割材料

装配体设计流程

graph TD
    A[创建基础零件] --> B[建立装配坐标系]
    B --> C[导入齿轮部件]
    C --> D[轴孔配合约束]
    D --> E[运动机构检测]
    E --> F[爆炸视图分析]

核心功能深度剖析

建模能力矩阵

功能类别 基础工具 高级应用场景
基本实体 立方体/球体/锥体 参数化机械零件基体
草图特征 多边形/样条曲线 涡轮叶片曲面设计
拓扑操作 布尔运算(并/差/交) 复杂腔体结构挖切
高级生成 扫掠/放样 异形管道系统构建

精准设计辅助系统

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    动态工作平面：任意曲面秒变绘图基准面
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    智能捕捉系统：

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      端点/中点/圆心自动吸附
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      延长线虚拟交点预测
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      曲面法向对齐指引
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    测量工具箱：

    // 典型测量代码逻辑
const edgeLength = model.getEdgeLength(selectedEdge);
const faceArea = model.calculateSurfaceArea(selectedFace);

工程实践指南

开发环境搭建

# 1. 获取代码库
git clone https://github.com/xiangechen/chili3d.git
cd chili3d

# 2. 安装Node依赖（需Node.js v16+）
npm install

# 3. 编译WebAssembly核心
npm run setup:wasm  # 此过程需5-10分钟

# 4. 启动开发服务器
npm run dev  # 访问localhost:3000

生产环境部署

# 完整构建流程
npm run build:wasm  # 单独编译OCCT引擎
npm run build       # 构建前端应用

# 输出目录：/dist
# 可直接部署至Cloudflare Pages等平台

行业应用前景展望

当前适用领域

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    教育实验：机械制图课程实时演示
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    设计评审：在线共享模型进行协作标注
  • ❀
    快速原型：概念设计即时可视化验证

技术演进方向

  1. 装配约束系统：实现齿轮啮合等机械关系
  2. 参数化驱动：尺寸关联的智能模型更新
  3. PLM集成：对接产品生命周期管理系统

开源社区参与路径

贡献者成长路线

pie
    title 社区贡献类型分布
    “问题反馈” ： 35
    “文档翻译” ： 25
    “功能开发” ： 20
    “测试用例” ： 15
    “性能优化” ： 5

协作规范要点

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    代码提交流程：

    1. ❀
      Fork主仓库创建特性分支
    2. ❀
      提交Pull Request至dev分支
    3. ❀
      通过Jest测试套件验证
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    本地化支持：

    // 语言包扩展示例
"de": {
  "command.extrude": "Extrudieren",
  "tooltip.fillet": "Kanten abrunden"
}

授权模式解析

采用AGPLv3许可保障社区权益：

  • ❀
    开源义务：衍生项目必须公开修改代码
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    商业授权：闭源应用需联系xiangetg@msn.cn
  • ❀
    云端例外：SaaS服务不受传染性条款约束

项目现状警示：当前Alpha版本(0.8.x)存在API不稳定的情况，生产环境使用建议锁定版本号：

// package.json参考配置
"dependencies": {
  "chili3d-engine": "~0.8.6"
}

资源导航：

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浏览器中的CAD革命并非取代专业工具，而是创造新的设计场景——当工程师在机场用平板修改模型，当教师在线指导学生完成毕业设计，当创客社区实时协作优化开源硬件… Chili3D正悄然改变三维设计的时空边界。