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使用实体工具为复杂的 3D 形状建模

Last updated: 4月 11, 20263 分钟 read.

使用 SketchUp 的实体工具,您可以通过组合或切割一个形状与另一个形状来创建新的形状,从而对轮廓或细木工制品轻松建模。

在 SketchUp 中, 实体 是任何具有有限封闭体积的 3D 模型(组件或组)。SketchUp 实体不能有任何漏洞(缺失的面或没有在边缘相交的面)。下图包含多个实体。

sketchup-1011019-Solids.png

查看下表关于“实体工具”的简要介绍,包括此工具的功能,以及在 SketchUp Free 中是否提供。

若要查找实体工具,请查看 SketchUp 界面的以下部分:

SketchUp Pro

  • Solids(实体)工具栏

  • Tools(工具)菜单(选择 Tools > Outer Shell (工具 > 轮廓),或选择 Tools > Solid Tools (工具 > 实体工具),然后从子菜单中选择其他工具)

  • 工具面板 (macOS)

SketchUp Web 版

  • 左侧托盘中的 Solids(实体)工具栏

  • 右侧面板中的 Solid Inspector 实用程序

在下面的视频中,您将看到实体工具的应用实例。本文以下章节将介绍使用每种工具的步骤和详细信息。(但是请注意,您无法再将 SketchUp 模型放置在 Google Earth 中。)

目录
  1. 创建轮廓

  2. 将实体合并为单个形状

  3. 从一个实体中移除另一个实体(或使用 Intersect Faces with Model(与模型相交面))

  4. 用一个实体修剪另一个实体

  5. 仅保留相交的几何体

  6. 拆分实体

  7. SketchUp Web:使用 Solid Inspector 修复模型

创建轮廓

轮廓工具 ( Outer-20Shell.png ) 删除重叠的组或组件内部的几何体,仅保留外表面。

例如,假设您有两个模型:一个是详细的建筑内部和外部模型。另一个模型则从街景视图展示该建筑,视图显示了周围的建筑、街道和景观。您可以将详细的建筑模型导入街景视图。然而,所有这些几何体都可能拖慢街景模型的速度,而且并非必要。在街景视图中,创建建筑物的轮廓可以消除不需要的内部几何体,从而使街景模型更轻巧,并且在处理时可以更快渲染。

要从重叠的组或组件创建一个轮廓,请按照以下步骤操作:

SketchUp Pro

  1. 使用 选择 工具 ( Select.png ),选中要包含在轮廓中的所有相交的组或组件。

  2. 右键单击选中的组或组件,然后从出现的菜单中选择 Outer Shell (轮廓),如图所示。外表面将保留下来。 fg022_2.png

您也可以通过以下步骤创建一个轮廓:

  1. 选择 轮廓 工具 ( Outer-20Shell.png )。

  2. 单击选择轮廓中的第一个组或组件。

  3. 单击第二个组或组件。SketchUp 将您的选择组合成一个轮廓,这样只有外表面保留。

  4. (可选)继续单击其他组或组件,将它们添加到轮廓中,如图所示。

fg022_3.png

SketchUp Web 版

  1. 从左侧的工具托盘中选择轮廓工具 ( Outer-20Shell.png )。

  2. 单击选择轮廓中的第一个组或组件。

  3. 单击第二个组或组件。SketchUp 将您的选择组合成一个轮廓,这样只有外表面保留。

  4. (可选)继续单击其他组或组件,将它们添加到轮廓中,如图所示。

sketchup-1004124-UnionOuterShell.png

将实体合并为单个形状

并集 将两个或多个实体合并为一个实体。

并集的结果与轮廓的结果相似。但是,并集的结果可以包含内部几何体,而轮廓仅包含外表面。(见上图示例。)

下面是使用并集工具合并实体的方法:

  1. 选择 并集 工具( Union.png )。

  2. 单击选择并集的第一个组或组件。

  3. 单击第二个组或组件。所得的几何并集将保留。

  4. (可选)继续单击其他组或组件,将它们添加到并集中,如下图所示,该图使用 X 射线视图,以便您查看每个实体中的几何体。

fg022_4.png

从一个实体中移除另一个实体(或使用 Intersect Faces with Model(与模型相交面))

借助移除工具,您可以使用一个实体来切割另一个实体。然后,您的原始实体将从模型中移除。要使移除有效,两个实体必须重叠。

要进行移除,请按照以下步骤操作:

  1. 选择移除工具 ( Subtract.png )。

  2. 单击以选择切割组或组件。在此处显示的例子中,首先选择短桩,以便在板上打孔。完成选择后,光标旁的 1 变成了 2。
    fg022_5.png

  3. 单击要切割的组或组件。切割组消失,但在第二个选择对象中开了一个孔。在此示例中,您可以在板上看到一个短桩大小的孔。
    fg022_6.png

如果您使用的是 SketchUp Free,则可以使用“与模型相交”命令来创建移除效果。使用“与模型相交”时,两个形状不需要是实体。(事实上,如果您的形状是实体,则“与模型相交”会产生不同的效果,这将在本节的后面进行解释。)然而,当您使用“与模型相交”命令创建移除时,这个过程会比使用 SketchUp Pro 的移除工具多几个步骤。

以下是使用“与模型相交”命令实现移除的方法:

  1. 创建两个不同的立体,例如一个盒子和一个圆柱体。(如需帮助,请参阅“ 绘制基本形状 ”和“ 将形状推拉至 3D ”。)

  2. 使用 选择 工具 ( Select.png ),在第一个立体上单击三次,这将是您的切割对象。在此示例中,切割对象为圆柱体,如图所示。
    fg022_7.png

  3. 移动和旋转您的切割形状,使其与待切割的形状相交。(如需帮助,请参阅“ 移动实体 ”及“ 翻转和旋转 ”。)如图所示,保持切割形状处于选中状态。
    fg022_8.png

  4. 右键单击切割形状,然后从出现的菜单中选择 Intersect Faces > With Model (与模型相交面)。此命令指示 SketchUp 在两个形状相交的地方创建边。

  5. 使用 橡皮擦 工具 ( Eraser.png ),擦除或移动您不想保留的几何体。在下图中,您将看到在擦除圆柱体后,盒子的形状会发生哪些变化。

    fg022_9.png

“与模型相交”会在当前环境中创建边。如果形状是组或组件,则可以在组内或组外创建相交线。在组的环境外部创建相交线时,可以轻松地将原始形状与 SketchUp 创建的边分开,如下图所示。有关组的详细信息,请参阅“ 组织模型 ”;有关组和组件的介绍,请参阅“ 添加预制组件和动态组件 ”。

fg022_10.png

用一个实体修剪另一个实体

借助修剪工具,您可以使用一个实体去切割另一个实体,就像移除一样。但是,使用修剪工具时,切割实体将保留在模型中。因此,如果使用短桩去修剪木板,则短桩在切割木板后仍会保留。与所有实体工具一样,修剪工具仅在两个实体重叠时起作用。

要进行修剪,请按照以下步骤操作:

  1. 选择 修剪 工具 ( Trim.png )。

  2. 单击以选择切割组或组件。在此处显示的例子中,首先选择短桩,以便在板上打孔。完成选择后,光标旁的 1 变成了 2。

  3. 单击要切割的组或组件。切割组保留,但在第二个选择对象中开了一个孔。起初很难看清结果(请参阅插图 1)。但是,如插图 2 所示,将短桩移出孔外,您就能看到板上的孔了。

fg022_11.png

仅保留相交的几何体

使用 SketchUp Pro 的相交工具 ( Intersect.png ),您可以选择两个或多个重叠的实体,而最后只留下相交的几何体。

要执行相交,请按照以下步骤操作:

  1. 选择 相交 工具 ( Intersect.png )。

  2. 选择一个要在相交中使用的实体。

  3. 选择一个或多个与初始选择重叠的其他实体。所得的几何相交图形将保留。在这个例子中,方盒和球体的相交面(插图 1)创建了一个圆形底面(插图 2)。

fg022_12.png

拆分实体

您可以使用拆分工具 ( Split.png ) 沿着相交的边缘分割重叠的实体。要进行拆分,请按照以下步骤操作:

  1. 选择 拆分 工具 ( Split.png )。

  2. 单击一个实体。

  3. 单击与选择的第一个实体相交的另一个实体。SketchUp 沿所选实体相交的边缘拆分所有几何体。例如,如下图所示,左图中的两个组被拆分成了右图中的 3 个组。

fg022_13.png

在 SketchUp Web 中使用 Solid Inspector 修复模型

随着几何体变得越来越复杂,小误差可能会阻碍模型的多样化。 SketchUp Web 版中的 Solid Inspector 是一种实用程序 ,可以查找和修复阻止 SketchUp 将模型按实体分类的问题,从而帮助您准备 3D 打印模型。这一检查也有助于修复 3D 模型,用于实体工具操作。

激活 Solid Inspector

在 SketchUp Web 版右侧面板菜单底部找到 Solid Inspector 实用程序。激活该实用程序时,系统将提示您选择一个组或组件。选择对象后,单击 Run Inspector 继续运行。一旦发现错误,请单击错误的名称,了解更多信息。使用箭头图标将 SketchUp 相机转到模型中的各个问题。

suweb-3000100-run-solid-inspector.png

可自动修复的错误

Solid Inspector 检测到的一些错误可以自动修复。Solid Inspector 错误由用红色突出显示的几何体来标识,因此,您可以在给予 Solid Inspector“确定”自动修复错误的指示之前仔细检查。可自动修复的错误包括:

  • 反转面:Solid Inspector 是一个可确保表面法线朝外的便捷实用程序。

  • 杂散边:不定义任何面的多余几何边。

  • 内部和外部面:模型内部或外部的杂散几何体。

  • 表面孔:外部表面上的孔。Solid Inspector 可轻松修复。

suweb-3000100-solid-inspector-errors.png

可手动修复的错误

有些错误无法通过 Solid Inspector 自动修复,必须使用 SketchUp 的绘图(或橡皮擦)工具进行手动修复。手动修复错误之后,最好重新运行 Inspector,查看您的修改是否已对模型进行完全清理,以便执行自动修复。可手动修复的错误包括:

  • 边界孔:这些孔与实体的表面共享至少一条边。这些错误可以通过覆盖或擦除突出显示的几何体来手动修复。执行此操作时,请尝试重新运行检查器,查看您是否做了足够的修复,可以让 Solid Inspector 自动修复模型的其余部分。

  • 嵌套的组/组件:组或组件中的嵌套对象可能导致 3D 打印机的 STL 导出混乱。Solid Inspector 不会自动修复这些问题,但您可以使用 Inspector 来查看每个嵌套实例,并决定是否删除它或将几何体分解到您的模型中。

  • 图像实体:导入到 SketchUp 中的图像无法导出到 STL 文件,同时也禁止实体工具操作。Solid Inspector 将提示您这些错误,但您需要手动删除它们。考虑将图像实体转变为组件。这样,它们就很容易从模型中临时删除。同样,用图像纹理绘制面不会影响压实度。

  • 短边:非常小的几何体会在 3D 打印或实体操作中引发问题。由于这些问题是不可预测的,而在 SketchUp 中,短边并不影响对象作为实体的资格,因此 Solid Inspector 不会自动修复这些错误。不过,Solid Inspector 是发现和评估这些问题区域的好方法。

suweb-3000100-solid-inspector-errors2.png

显示错误

当您遇到多个无法自动修复的错误时,可以使用 Show Errors(显示错误)命令在需要手动修复的单个问题之间浏览,这一功能非常有用。使用左右箭头来循环检查 Solid Inspector 识别出的特定类型的所有错误;SketchUp 相机将放大问题区域。