第11章：预览、渲染、网格精度与性能优化

1. F5 与 F6

OpenSCAD 的预览和渲染不是同一件事。F5 预览速度快，适合交互检查；F6 渲染会执行真实几何求解，适合导出。许多模型 F5 看起来正确，但 F6 可能因为自交、非流形、共面或退化面失败。因此最终制造前必须 F6。

2. $fn、$fa、$fs

圆和曲面分辨率由特殊变量控制：

• $fn：固定分段数。
• $fa：最小角度。
• $fs：最小片段长度。

$fn = 64;
cylinder(h = 10, d = 20);

原则：

• 小孔不需要过高 $fn。
• 大圆外观明显时可提高分辨率。
• 预览用低精度，导出用高精度。
• 不要在全局盲目设置 $fn = 200。

3. 局部精度控制

module screw_hole(d = 3.2, h = 10) {
    cylinder(h = h, d = d, center = true, $fn = 32);
}

module visible_knob(d = 30, h = 15) {
    cylinder(h = h, d = d, center = true, $fn = 96);
}

孔和外观件可以使用不同精度。局部控制比全局控制更合理。

4. 布尔复杂度

F6 慢通常来自：

• 高面数曲面参与大量布尔。
• 大阵列中重复复杂几何。
• minkowski 与高分辨率对象组合。
• 导入的 STL 网格过密或质量差。
• 自交多面体导致几何内核处理困难。

优化思路：

• 先二维构造再拉伸。
• 减少无必要的球体和曲面。
• 用 hull 替代部分 minkowski。
• 分模块渲染定位瓶颈。
• 使用参数开关控制细节等级。

5. 细节等级参数

quality = "preview"; // "preview" or "render"
fn_round = quality == "preview" ? 24 : 96;

cylinder(h = 20, d = 30, $fn = fn_round);

命令行导出时：

openscad -D 'quality="render"' -o final.stl model.scad

6. 避免非流形

非流形常见来源：

• 零厚度面。
• 仅边或点接触的实体。
• 自交多边形。
• 面方向错误的 polyhedron。
• 共面布尔。
• 导入破损 STL。

解决方法是让实体有明确体积，让连接处有重叠，切除体穿透实体，检查多边形顺序，并使用网格检查工具。

7. 调试复杂模型

调试步骤：

1. 用 ! 隔离单个模块。
2. 用 # 高亮切除体。
3. 用 % 显示参考对象。
4. 暂时降低 $fn。
5. 分段注释或 * 禁用模块。
6. 用 echo 输出关键参数。
7. 简化到最小复现模型。

8. 内存与时间

大型模型渲染可能占用大量内存。建议：

• 不在一个文件中生成过多独立零件。
• 导出时按零件拆分。
• 不把复杂纹理直接建成真实几何，除非制造需要。
• 不在全局创建大规模装饰阵列。
• 使用命令行批处理时设置合理并发，避免多个 F6 同时耗尽内存。

9. 预览图和最终模型分离

有些对象只用于说明，例如坐标轴、透明包络、装配爆炸线、文字标签。这些不应进入最终 STL。可用参数控制：

show_helpers = true;

if (show_helpers)
    %cube([100,100,1], center = true);

part();

导出时用 -D 'show_helpers=false'。

10. 性能检查清单

• 是否区分预览质量和导出质量？
• 是否局部设置 $fn？
• 是否避免大规模 minkowski？
• 是否把复杂模型拆成模块定位瓶颈？
• 是否减少导入高密度网格的布尔？
• 是否消除共面和零厚度？
• 是否能在命令行稳定导出？