Disclamer ：我一生中从未接触过CAD / CAM应用程序，突然间，我不得不这么做 。 FreeCAD的工作原理令我赞叹不已，以至于需要在Habr上写一篇紧急文章来告诉其他人。

对于大多数活跃的CAD用户而言，这篇文章中的内容可能是琐碎而无聊的，并且该文章主要针对非CAD用户，以向他们介绍计算机图形学的美好新世界。

参赛作品

我的任务很简单-为我的公寓制作3D模型。 不仅是“大小的墙壁”，还包括所有的横梁，突起和弯曲。 我尝试了一个，两个，三个程序……我感到绝望（它以SweetHome3D开始，而Blender和Inkscape结束了）。 他们都该死的不舒服。 我尝试过的程序中有FreeCAD，由于“ nifig not do”和“不能正常工作”，我错过了。 绝望之后，我进入了第二轮。 这次，阅读更多文档... FreeCAD不仅“完成”，而且还为我打开了一个基于Constrains的令人愉悦的精确矢量绘图的新世界。

建模问题

首先，我将讨论各种编辑人员所遭受的痛苦。

让我们从SweetHome3D开始。 一个条件可理解的界面，使您可以将房间描述为“地板”（指定了形状和突起），并在其周围制作“墙”。 SweetHome3D给我带来了两个问题：像素搜寻（通过鼠标的微小移动或在对话框中更改大小，但是无法将壁准确地“压”到地板上-仅像素搜寻。第二个问题-SweetHome3D模型并不意味着存在横梁，拱门和其他墙元素此外，SH3D不知道如何倾斜墙壁和地板（我希望不会出现这样的问题，但是在确定IRL之前，我需要对其进行记录）。我需要的东西的90％已交付 我有令人难以置信的痛苦到5％，并使它不可能为剩余的5％。

从理论上讲，Blender允许您做所有事情，但从理论上讲是可以的。 在实践中，要么我的技能不够，要么过程本身很慢，但是在绘制了三个半角之后，我放弃了。 太慢了，对照明和其他不重要的事情大惊小怪。 另外（据我所知），Blender不太可能显示尺寸正常的2D投影。

除一个问题外，Inkscape效果很好-在多截面线（F2）中，无法设置每个截面的尺寸。 可以-我会在Inkscape中绘制所有内容。

...但是我的帖子不是关于FreeCAD相对Blender的绝对优势（我不能像初学者那样将两者都比较），而是关于一种新的绘图样式。 首先，关于旧样式的问题（即“常规”矢量绘图）。

像素搜寻问题

在继续研究图片并解释“约束”的概念之前，我想着重谈一些困扰矢量艺术的永恒问题：

• 几乎统一的曲线。 如果两条曲线几乎接触，那么您可能会认为它们在接触。 在某些时候（打印或进行其他操作时），图片会散开。
  

  
  

• 几乎平行/垂直的线。 它们是平行的，但没有结束。

  
  

注意轮廓线，它表明两条直线的描述矩形比直线本身大，即 线成锐角。

• 从前一个派生的派生词是以0.001°角连接的线。

  
  

• 线的大小和粗细不正确。 线条具有自己的粗细，并且在编辑（旋转，调整大小等）时，粗细开始浮动。 此外，在大多数矢量反应堆中，很难绘制出面积为100的正方形和厚度为0.5的线（因为该线到达图形区域的50％，而内部没有10x10，而是9.75x9.75）。

  
  

• 保持对齐和对称是一项需要不断关注的任务。

  
  

编辑器内置了许多工具来处理此类问题，但是这些工具有一个困难-必须在出现问题的地方有意义地使用它们。 而且您应该自己监视问题的发生。

约束条件

这是一个很长的介绍。 现在我在说约束，或者用俄语讲，是保持联系（有关机械自由度的文章的术语翻译。

让我们尝试根据其基本属性绘制一个侧面为10的正方形。

方格4具有直边。

差点发生 Solver告诉我们，我们需要设置15个额外的持有债券，以便我们的数字明确（其自由度为0）。

• 正方形的相对边是平行的*

规划求解说更好。 它开始被遗漏了。13.注意红色标记-这是约束的指示。 在开始时，我们意外地遇到了两个限制-两条水平线。

尽管看起来仍然有点方形，但它变得更好。 怎么了 嗯，是的，正方形是多边形，在多边形的边会聚成一个角。 添加这些限制。

结果出乎意料，尽管求解器越来越令人满意。 所示图形是普通的四边形，其中边成对平行。 在学校课程之外，但是可以理解。

新增 量 ...飞机到这个数字。 相邻的面是垂直的。

它似乎已经是对的（尽管我将图形稍微拉了一点，因为零尺寸的边非常适合求解器，因为它们垂直于它们所在的线（以点的形式））。 求解器发誓要超出限制。 我们同意他的观点，并删除了一个垂直度（我们有成对平行度的要求，一对垂直度自动从第一对垂直度中得出）。 除去多余的部分后，求解器会抱怨4个自由。

禁止任何其他事情，因为自由太多了。

例如，假设所有面的大小必须相同。 只需对任意两个相邻的边进行此操作，就可以使所有边都相等（学校几何！）。

之后，我们获得了三个自由。 还有三个自由？ 但是正方形是相同的...是的，这是正方形，但是我们不知道它的大小（顺便说一下，0也是大小），以及它在空间中的位置。

进行设置-表示正方形的一个角位于“ 0，0”点，另外，我们将一侧的尺寸设置为10毫米。

一切都已经准备就绪，广场没有任何自由，这意味着没有隐藏的错误。

这个例子有点怪诞，但是，正如我希望的那样，富有表现力。 给我特别深刻的印象是，求解器不仅检查歧义性，而且还警告该数字是否包含不必要的限制。

歌词

对我来说，这种描述图片的方法是全新的并且是意想不到的。 从某种意义上讲，它类似于带有机器代码的类型化编程语言所执行的操作-它们向其中添加了限制，使您可以以数学上准确的形式对可能的数据操作设置限制。 那时候，当有很多限制时，我们得到了明确的解决方案，该解决方案肯定在那里并且也绝对是明确的。 如果输入正确，则完全正确。 而且，没有“意外击中鼠标”或“手发抖”。