嵌入式开发之路

📘 第 9 章：HATCH、SKETCH 与渐变填充

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descriptionAutoCAD Workbook 第 9 章中文精讲：HATCH、SKETCH 与渐变填充，初学者视角逐步拆解，配原文操作截图。
tagsautocad, cad

27分钟阅读

这一篇在干嘛？

《AutoCAD Workbook for Architects and Engineers》第 9 章「HATCH、SKETCH 与渐变填充」的中文精讲。本章覆盖 26 个主题小节、50 张原文操作截图，从命令用途、操作步骤到易错点逐步展开。素材里的命令行示例均按原书保留。

🧭 本篇导航

填充、徒手草图与渐变（Hatch、Sketch、Gradient）

学完本章，你应该能够：

  1. 使用 BHATCH 命令；
  2. 编辑已有的填充（hatch）；
  3. 使用 SKETCH 命令；
  4. 使用 GRADIENT 命令。

本章讲的是能让图面显得更专业的图形图案。在机械和土木图纸中，填充（hatch）用来表示剖面（cross-section），或区分不同的材料；在建筑图中，填充用来表达所用材料的类型，例如砖、石材、木材、混凝土、砂等。

BHATCH 命令会用一个关联式（associative）填充图案填充一个封闭区域——也就是说，当边界被修改时，填充会自动跟着更新。此外，BHATCH 允许你在正式应用之前预览填充效果，并调整填充的定义或选项，比如比例（scale）和角度（angle）。BHATCH 通过对话框访问，进入方式如下：

  • 工具栏（Toolbar）：从 Draw 工具栏中选择下图所示按钮。

BHATCH 的工具栏按钮

  • 下拉菜单（Pull-down menu）：从 Draw 菜单中选择 Hatch。
  • 命令行：-HATCH 为命令行版本（不带对话框），BHATCH 为对话框版本。
Command:-HATCH
Current hatch pattern:ANSI31
Specify internal point or
[Properties/Select objects/draw boundary/remove Boundaries/
Advanced/DRaw order/Origin]:(pick 1)

图 9.1：填充将绘制在指定区域之内

填充将绘制在指定的区域内。该区域必须是封闭边界，如图 9.1 所示。

放置填充时，可以把边界想象成一个装液体的容器：如果形状不封闭，“液体”（填充）就会一直往外流，直到遇到一个能容纳它的边界为止。用 Fillet 半径 0 来封闭角落，并尽量避免几何对象重叠。

在早期版本中有一个叫 HATCH 的命令，它创建的填充不与边界关联。这在建筑应用中特别有用，比如在有纹理的表面上表现斑驳的光影；边界填充可以被复制，从而形成多个规则图案。在 2007 和 2008 版本中，这个功能位于 BHATCH 菜单的 Options 下。

The BHATCH dialog Box

BHATCH 对话框提供了许多实用的选项。GRADIENT 命令也在同一个菜单下，只是位于不同的选项卡。如果打开 BHATCH 时没有看到下面这个完整菜单，请点击右下角的小箭头把对话框展开。

BHATCH 对话框控制填充图案的方方面面

对话框中各选项的含义：

选项说明
Type显示当前是用户自定义（user-defined）还是 AutoCAD 预定义的填充
Pattern控制 ACAD 标准填充图案。图案按名称列在对话框中，点击下拉箭头可查看可用图案。这里只列出图案的名称
Swatch显示图案的缩略示例
Preview在正式应用之前预览填充效果
Angle控制填充图案的角度。角度一般按逆时针方向计算
Scale显示图案使用的比例。默认比例因子为 1，即填充按默认屏幕尺寸（或 11” × 8.5” 的图幅）计算显示
Hatch origin用于设置砖、石材等图案的起始点
Boundaries指要填充的对象：既可以是封闭对象（如圆、椭圆），也可以是一组相连的对象
Options可以将填充设置为非关联（non-associative）
Inherit properties作用类似 MATCHPROPERTIES 命令：匹配所选填充的比例和角度，并应用到另一个填充上

Layers

在图 9.2 中，填充由边界包含，而这些边界被放在另一个图层上并冻结（freeze）。这样，最终图纸上就只能看到填充本身，看不到边界线。这是填充工作中的常用技巧：边界画在辅助图层上，填充完成后冻结该图层。

图 9.2：边界放在单独图层上冻结后，只显示填充

a

Scale

每种填充图案在每英寸内有特定的线数。例如，ANSI31 图案在 1:1 比例下每英寸生成三条线。如果你修改过图形界限（limits），模型在 X 方向大于 11 个单位，就必须相应修改比例因子。

使用英寸单位时，填充的比例因子应等于屏幕最大 X 值除以 12——这与 LTSCALE 的比例因子算法相同。例如，界限设为 0,0 到 24,18，比例因子就是 2。

图 9.3a：不同比例下的填充效果

a

图 9.3b

b

图 9.3c

c

图 9.3 展示了其他几种比例大小。请记住：如果你使用建筑单位（英尺和英寸），每个单位都是英寸，而不是英尺。

在应用填充之前，务必使用 BHATCH 对话框左下角的 Preview（预览）选项，检查填充是否正确。

关于填充尺寸、线型比例与图幅大小之间的关系，第 11 章有更详细的讨论。出正式图之前，请回到第 11 章核对填充比例是否准确。

Angle

如果你从下拉菜单中选择填充图案，其旋转角度就和显示的样子一致。例如，图 9.4a 使用的是 ANSI33，它在屏幕上以 45 度角显示。要按屏幕上看到的样子放置这个图案，就不要修改旋转角度，保持为 0——因为图案本身就是这个角度。

图 9.4a：ANSI33 按图案自身角度（旋转角设为 0）放置

Danger

如果你不调整比例因子，AutoCAD 会尝试按默认比例创建填充。这很可能耗尽你的软盘空间，迫使你退出文件。（对初学者的提示：今天虽然已经不用软盘了，但教训是一样的——错误的超大填充会让文件急剧膨胀甚至卡死。）所以，填充之前先保存文件，并且一定要预览。

图 9.4b：ANSI33 在默认旋转角与 90 度旋转角下的对比

图 9.4b 中，ANSI33 分别以默认旋转角和 90 度旋转角显示。

b

图 9.4

使用用户自定义（user-defined）填充图案时，旋转角度从水平方向起算，按逆时针旋转。

Identifying the Boundary

对很多学生来说，难点正是从这里开始的：对象必须构成一个完美的边界。直线、圆等对象有时画得不精确——SNAP 和 OSNAP 没有被有效使用，导致线条歪斜、与相邻对象没有整洁的交点，或者存在其他缺陷。这样的对象无法为填充提供合格的边界。

用 FILLET 半径 0 清理角落，或者用 PEDIT 命令的 Join 选项把对象连接成一条连续边界。

指定边界有两种基本方式：拾取点（pick points）和选择对象（select objects）。

边界定义的两种方式：拾取点与选择对象

Add: Pick points

Add: Pick points（添加：拾取点）通过在现有对象围成的封闭区域内部点一个点来定义边界。AutoCAD 会分析该区域中所有封闭对象，从而确定边界。选择 Pick points 选项后，对话框暂时消失，AutoCAD 提示你指定内部点。

在图 9.5 中，拾取点 1 位于外部封闭边界之内、圆之外，因此圆内部不会被填充。

图 9.5：在封闭区域内部拾取一点

图 9.5：圆内部因未被拾取而不填充

拾取点方式的填充结果

Add: Objects

Add: Objects（添加：选择对象）允许用户通过直接选择对象（而不是指定内部点）来定义边界。有时，Select objects 和 Pick points 两种方式可以同时用于定义同一个填充边界。

图 9.6：用窗口选择的方式拾取对象作为边界

在图 9.6 中，对象是通过 Add: Select objects 用窗口选择（window selection）拾取的。无论哪种方式，几何对象都必须构成连续边界。

Preview（预览）会在正式应用之前显示填充效果，这可以节省大量时间。

Advanced Options Dialog Box

Advanced Options 对话框控制边界集（boundary set）的定义。

Object type：AutoCAD 的填充要么创建为面域（region），要么创建为多段线（polyline）。

图 9.7a：用 Select objects 全部选中对象

图 9.7b：用 Pick points 指定边界

图 9.7c：用 Remove boundaries 移除中间第二个圆

在图 9.7a 中，所有对象都用 Select objects 拾取，得到的交替填充结果与图 9.7b 中用 Pick Points 指定边界的结果相同。

在图 9.7c 中，使用 Boundaries 区域中的 Remove boundaries 选项，从中心起第二个圆被移出了选择集。这让你可以控制哪些边界参与填充。

得到的填充是关联的（associative）：你只能把它作为一个整体来修改或删除，不能单独修改其中某个区域。

关联填充作为单一对象存在

Solid Hatches

2006 之后的所有版本都支持在起伏的边界（undulating boundary）内进行实心填充，如图 9.8 所示。在 BHATCH 对话框的 Pattern 下选择 Solid 图案即可。

对圆使用实心填充在出图时也是好办法：出于某种原因，绘图仪（plotter）计算实心圆填充比计算圆环（donut）更容易。

图 9.8：起伏边界内的实心填充

Editing Hatches

编辑关联填充有两种途径：第一种是编辑边界；第二种是编辑填充本身。

Editing Boundaries

使用关联填充时，边界一变，填充就跟着更新。

Select objects: (pick 1)
Other corner: (pick 2)
Select objects:
Specify base point or displacement: (pick 3)
Specify second point of displacement: (pick 4)

用窗口选择边界对象

图 9.9：边界移动后，填充自动更新

在图 9.9 中，边界被移动后，填充也随之更新了。填充还会随边界一起 MOVE（移动）、ROTATE（旋转）、MIRROR（镜像）和 SCALE（缩放）。注意：填充所在图层必须处于未锁定状态，否则填充无法被编辑。

b

a

图 9.10

Editing the Hatch Properties

图 9.10a 是基础填充。

在图 9.10b 中，图案由 ANSI35 改为 ANSI38。

在图 9.10c 中，图 9.10a 的填充比例被改变了。

编辑填充属性：改图案、改比例

要编辑填充，双击填充即可弹出 BHATCH 对话框，在其中修改属性。（2007 之前的版本需要右键单击。）

SKETCH

SKETCH 命令提供图面上的徒手草图能力。如果你想成为一名被认真对待的设计师，那种”棒棒糖树”（lolly-pop trees）是不行的。图 9.11 中的树在第 180 页的成品图中可以看到它在整体图纸中的实际效果。

鼠标的移动决定草图线段的位置；线段的精度在命令内部设定。

SKETCH 命令会提示用户输入增量（increment），即相邻线段之间的距离：想要更平滑的曲线，就使用更小的增量。在你使用 Record 选项之前，线段不会被记录到磁盘上——这是初学者最容易吃亏的一点，画了半天没 Record，退出就全没了。

命令行版本为 SKETCH。

图 9.11：用 SKETCH 画的树

Command: SKETCH
Record increment <0.01>:.1

命令内各选项的含义（都是键入首字母大写的那个字母来执行）：

  • Record：保存到目前为止画的所有线。按 R 可以在不退出命令的情况下永久记录你画的线。
  • Quit：取消到目前为止的线段。按 Q 将不保存你画的内容直接退出 SKETCH。
  • Pen：落笔。系统提示你”把笔放下”后，光标的任何移动都会被记录下来；再按一次 P 则提笔（停止记录）。
  • eXit：结束命令。按 X 退出 SKETCH，并保留到那一刻为止创建的所有线段。
  • Erase：擦除已画的某些线段。按 E 后可以从某一点开始擦除线段，相当于对已创建的线段做”退格”操作。
  • Connect：继续上一次的草图。按 C 可以在上一次草图结束于最后一个输入端点处，从该点重新接着画。

SKETCH 命令适合画园林景观和毛边草图。它产生的线段数量可能很大，会成为问题——所以在开始徒手画之前，务必先保存文件。

Gradient

GRADIENT 与 HATCH 一样，通常在绘图接近尾声时使用，为图纸添上最后几笔。和 SKETCH 一样，这更像一门艺术，而不是 AutoCAD 的常规流程。因此建议克制地使用 GRADIENT——在没经验的人眼里看起来”特别惊艳”的东西，在会看图的人眼里可能显得很幼稚。

渐变填充示例

  • 下拉菜单：从 Draw 菜单中选择 Hatch。

命令行版本为 GRADIENT。

GRADIENT 对话框的大部分选项与 BHATCH 对话框相似。首先你必须指定一个封闭边界，然后选择想要在该边界内显示的图案。

GRADIENT 对话框

Pick points 和 Select objects 选项与 HATCH 命令相同，Inherit Properties 选项也一样。与填充类似，渐变也可以是关联或非关联的。

渐变最主要的不同在于颜色的选择。一旦打开颜色区域，你就会发现这更像是计算机图形学（computer graphics），而不是计算机辅助设计（CAD）。

渐变以**像素地址格式（pixel address format）**载入，而不是 AutoCAD 常用的矢量格式。这会占用大量空间，出图时也需格外小心——交图之前先试打印一次。

渐变的颜色是”设计师颜色”，调色板包括 RGB（红/绿/蓝）和 Pantone 色。大多数学生根本不需要鼓励就会去”玩”调色板和色调。请记住：前卫设计与滥用颜色之间只有一线之隔。

Printing your Gradients

选择调色板时要意识到：屏幕上看到的颜色与打印出来的几乎不会一样。最终颜色取决于分辨率（dpi）和调色板两者。

RGB 是屏幕颜色，而打印设备通常按 CMYK（青、品红、黄、黑）校准。此外，Pantone 颜色通常也与屏幕上看到的略有差异。

在项目截止日期之前，就要提前练习打印你的渐变。每台彩色打印机的输出结果都会不同。

Tutorial: Cavity Wall Section

下面通过一个空腔墙体（cavity wall）剖面的教程来练习本章的填充操作。你需要先把各剖面轮廓画出来（最终版本见原书第 174 页 Step 6）。打开公制模板文件 acadiso.dwt。

新建以下几个图层：

  • Veneer（面砖/饰面层）
  • Pins（锚钉）
  • Concrete（混凝土）
  • Insulation（保温层）
  • Walls（墙体）
  1. Step 1：在对应图层上画出锚钉（pin）和饰面层（veneer）。注意：veneer 图层必须包含构成连续边界的所有线——也就是说，锚钉插入饰面层的区域属于 concrete 图层，而不是 pin 图层。保温层位于 veneer 图层与 concrete 图层之间。

各图层内容示意

饰面层与保温层的位置关系

  1. Step 2：轮廓画好之后，剩下的就相对简单了。冻结除 veneer 之外的所有图层。

冻结其他图层，只留 veneer

打开 BHATCH 对话框

进入 BHATCH 对话框后：

  • 选择 ANSI31 填充图案。

选择 ANSI31 图案

  • 把比例改为 10。
  • 选择 Add Select objects 图标，然后按上图中拾取点 1 和 2 所示用窗口选择对象，把饰面层填充图案放入所示边界内。

如果填充效果与对面页不一样，说明你的某些角没有封闭。逐块砖单独开窗口、一块一块地加填充，很快就能找出有问题的那个角。

饰面层填充完成

  1. Step 3：把 insulation（保温层）设为当前图层，冻结除 insulation 以外的所有图层。使用 Boundary hatch 菜单，用保温层填充图案添加保温层填充。务必确认所有矩形都已封闭，否则填充不会生效；用 FILLET Radius 0 清理角落。

保温层设为当前图层

保温层填充完成

  1. Step 4：解冻（thaw）concrete 图层。注意 pin 图层上的锚钉是从混凝土外侧边缘露出来的；concrete 图层本身是一个挖去了锚钉区域的连续边界。边界连续之后，按图示加入文字（text）和 PLINE，标明这是混凝土柱。

混凝土层解冻并添加标注

填充会自动在文字处留出空隙，使文字能被正常阅读——这是关联填充的一个实用特性。

现在进入 BHATCH 对话框，把填充图案改为 ar-conc（建筑混凝土图案）。你还需要改比例：建筑类图案比机械类图案大 12 倍，所以比例设为 1 即可。

选择 ar-conc 图案并设比例

选择 Pick points 图标，在混凝土边界内按图示拾取点 1，以确定填充边界。

Preview the hatch.

预览填充。

混凝土填充预览

如果混凝土填充看起来与对面页不一样，按 ESC 返回 BHATCH 菜单做必要的调整。

返回菜单调整

混凝土填充完成

  1. Step 5：最后给你的墙体剖面加上填充。

与前两个填充一样，你需要复制一些数据到 walls 图层，构成完整的边界。

在施工图中，除非你能看到某个区域的完整展开面，否则在墙体、保温层和饰面层的边缘都会有一条折断线（break line）。在填充之前先画好墙体剖面上的折断线，这样墙的末端也能表现为断开状态。

解冻所有图层。

先画折断线再填充

墙体剖面填充完成

  1. Step 6：墙体剖面基本完成，只差内侧的石膏板（drywall）了。

新建一个名为 drywall 的图层，按图示画出边界，并为其选一个合适的填充。

这是一个混凝土柱的施工详图：

  • 外墙和柱子外侧有一层薄薄的保温层；
  • 饰面层（本例中是砖或装饰混凝土砌块）用锚钉固定在柱子上，墙体本身也是如此；
  • 室内面层是石膏板。

不用图层也能做出这类详图，但要困难得多。

完成的空腔墙体剖面详图

Exercise 9 Practice

剖面（section）用来表示物体由什么材料构成，以及物体内部的凹槽和切口位置。以右图的轮子为例：仅看正视图几乎得不到任何信息，而剖面图则说明了一切。

Exercise 9 Practice：用填充表达剖面材料

Exercise 9 Architectural

在建筑应用中，填充与渐变常用于立面图。下面是本书前面（第 85 页和第 137 页平面图）所示住宅的立面图。基础（用虚线表示）带有折断线。注意这些立面图在页面上是相互对齐的。

Exercise 9 Architectural：住宅立面图

ELEVATIONS

ELEVATIONS（立面图）是从”正对方向”看建筑物外部或内部的视图。面层材料既用填充表达，也用文字标注说明。完成楼面、顶棚和/或门窗的标高也可以同时标出。这能让读图者了解项目建成后会是什么样子。

Section (typical)

典型剖面示意

Exercise 9 Wood Millwork

Section @ Hinged Shelf / Front Elevation：铰接搁板剖面与正立面

Top View - Shelving/Sound Unit：搁板/音响单元顶视图

INTERIOR DETAILING（室内详图设计）：厨房、卫生间和娱乐单元都按本例的方式做详图。材料、安装要求及其他细节对于一套完整的图纸来说是必不可少的。

Exercise 9 Mechanical

使用本页给出的尺寸，创建第 179 页所示刀架（tool post）的装配剖面。

Exercise 9 Mechanical：刀架零件尺寸图

BOLT：螺栓

RING：垫圈

Exercise 9 Mechanical (continued)

使用上一页的尺寸创建如图所示的刀架剖面，然后尝试创建电池带轮（battery pulley）的剖面。

Exercise 9 Mechanical (continued)：刀架与电池带轮剖面

Example 9 - Challenger

这是渐变的一次惊艳运用。试着亲自设计一个立面吧。

Example 9 - Challenger：渐变立面设计示例

✅ 自测一下

  1. 本章中 OSNAP 与 OTRACK 的区别是什么？
  2. 为什么图层（LAYER）是 AutoCAD 组织图形的核心机制？
  3. 相对坐标与极坐标输入分别在什么场景下最方便？
  4. WBLOCK 与 BLOCK 的本质差别是什么？
  5. Paper Space（图纸空间）解决了模型空间的什么痛点？

关系图谱

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