资深3D打印工程师多年工作经验结晶，全面而系统讲解Autodesk 123D Design建模的基本理论、方法及实践
针对123D Design R2.2版本全面升级，详细阐述新增功能，并增加乐高机器人建模实例

当机械工业出版社通知我要对《3D打印建模—Autodesk 123D Design详解与实战》进行第4次印刷时，我的心情非常激动，没想到该教程能得到广大读者的肯定，网易云阅读上的点击率已过百万，京东上有百余条关于此书的评论，而且绝大多数是好评。第1版是从2014年7月开始编写的，2015年3月初截稿。那时没有什么参考资料，连官方帮助文件也没有，仅凭着我对3D打印的热情，独自摸索着编写出来。当时由于舆论宣传的助推，3D打印很火爆。但人们对3D非常陌生，不像现在3D打印已进入了中小学课堂，人们已不再对之感到新奇。经过几年的产业化，3D打印已渗透到社会生活中的多个行业，悄然改变了人们的生活。特别是在教育领域，人们越来越意识到了3D打印对学生成长的启发益智功能，使基于项目的学习成为可能，STEAM教育逐步改变了传统教育的理念。
时过境迁，出于公司发展战略的调整，2016年年初，3D Systems关闭了Cubify云平台，2017年年初， Autodesk关闭了123D网站。123D Design的版本到2.2截止，不再维护了。该软件2.1版本没有提供官方中文语言，但R2.2版本提供了中文语言，国内用户无须再面对英文界面了。这一免费软件到R2.2成了最好用的版本，应用于国内中小学3D打印教学活动中，就连小学生也没什么障碍了。
根据官方介绍，123D Design采用的是直接建模方式，可以随时编辑对象的构成元素（点、边线和面），但不保留构造历史，无法返回去编辑原始对象（参数化设计软件具有此功能）。对于初级用户而言，整个过程不受模型建立过程和复杂的参数关联所约束，直接建模的方式使构建模型的过程更容易接受。不同于基于特征的参数化3D设计系统，直接建模能够让使用者以最直观的方式对模型直接进行编辑，所见即所得，自然流畅地操作模型，无须关注模型的创建过程。直接建模的思想大致始于2004年，现在典型的设计软件是SpaceClaim，其他主流的设计软件还有CREO、UG NX、CATIA等，都已混合了直接（同步）建模技术。
构思第1版时，我考虑的是一套建模流程。在此前，我已有专业软件设计流程的经验，实现了CAD设计与多边形建模之间互通。因此，以123D Design为主体，导入任意的平面图形，完成建模后用雕刻软件雕刻，按这样的设计思路，完成了第1版。
本次修订依然保留了第1版的布局，对内容做了如下调整：
1）应用123D Design R2.2版本，剔除掉第1版中的英文标注部分，包括插图中的英文。
2）剔除了旧版本中的内容。
3）对新增功能进行了补充和完善。
4）剔除借助Illustrator导入 AutoCAD DWG格式文件的内容，改为用123D Design直接打开DWG文件。
5）增加了一个乐高机器人建模实例。
2017年10月，教育部印发了《中小学综合实践活动课程指导纲要》。在新发布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》的附件中，有一个活动叫“手工制作与数字加工”，试图通过信息技术的学习实践，提高利用信息技术进行分析和解决问题的能力以及数字化产品的设计与制作能力。2018年1月，教育部又印发了《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》，3D打印进入了普通高中课程标准加分项，3D设计与创意成为学生可选的内容。3D打印正式成为基础教育中的学科内容，这将为培养具备合格数字化素养的人才提供政策保障。
未来就在我们的身边。3D打印技术已在制造业、设计行业、医疗行业、教育行业得到了广泛应用。据报道，新开通的武汉地铁８号线徐家棚站的艺术柱，就是应用了3D打印建筑技术施工的。随着3D打印技术的不断突破，将来会需要大量懂得3D打印建模的人才。希望本书能够继续为普及3D打印相关知识和技术起到一些作用，引领更多读者进入3D打印设计领域。
由于作者的水平有限，书中难免有错误和疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

陈启成
2018年3月

计算机/3D打印

为推动3D打印的普及，Autodesk公司发布了一套适用于普通用户的免费建模软件Autodesk 123D，它提供了丰富的建模工具，而其中的Autodesk 123D Design是一款简易的3D CAD设计软件，该软件具有强大的设计能力，可以帮助3D打印爱好者快速将构思成型，然后打印出来。
Autodesk 123D Design提供了强大的建模能力，而Cubify Sculpt则提供了灵活的模型处理能力。我们可以先在123D Design中构建出建模对象的轮廓，然后导入到Cubify Sculpt中进行精雕细琢，通过这样的建模流程，即便是初学者，也能够创建出引人入胜的模型，使打印作品更出色。
本书着力于满足广大3D打印爱好者、创客、中小学生的3D建模需求。融合作者多年的2D设计经验，详细讲解使用Adobe Illustrator软件中钢笔工具的绘图方法以及如何将AutoCAD绘制的平面图形导入到123D Design中去创建3D模型，还讲解了用Cubify Sculpt软件对123D Design创建的模型进行修饰和修复的方法。通过整套流程，读者可以尽可能多地掌握日常3D打印的建模方法，高效地完成3D打印的设计任务。
通过阅读本书，你将：
全面掌握Autodesk 123D Design的建模功能
学习灵活多样的绘制2D图形的方法
深刻理解123D Design建模的三种基本方法
学会如何装配3D模型
具有自由高效的模型细节处理能力
掌握浮雕的处理方法
学习为扫描模型添加底座的方法

陈启成 编著：暂无简介

前言
第1章　计算机中的3D世界 1
1.1　什么是3D设计 1
1.2　计算机3D图像的应用领域 2
1.3　艺术与工业模型的区别 3
1.4　3D打印使用什么类型的软件建模 4
1.5　小结 4
第2章　初识123D Design软件 5
2.1　安装123D Design 6
2.2　第一次启动123D Design 7
2.3　欢迎界面中的内容 8
2.4　体验一下123D Design 8
2.4.1　创建计算机中的第一个3D物体 10
2.4.2　创建一张桌子 13
2.5　关于材质 16
2.6　小结 17
第3章　123D Design建模的3种基本方法 18
3.1　基本几何体的组合方法 19
3.1.1　合并操作 20
3.1.2　相减操作 21
3.1.3　相交操作 22
3.2　根据2D草图创建3D模型 23
3.2.1　2D草图 23
3.2.2　绘制样条曲线和贝塞尔曲线 26
3.2.3　由2D草图构建3D模型的方法 28
3.3　修改已有几何体建模 31
3.4　几点建议 32
3.5　小结 32
第4章　123D Design的界面 33
4.1　123D Design软件的界面 33
4.2　123D Design的程序菜单 43
4.3　撤销和重做 47
4.4　主谓操作与动宾操作 48
4.5　小结 48
第5章　基本几何体 49
5.1　9种基本几何体 49
5.1.1　长方体 49
5.1.2　球体 50
5.1.3　圆柱体 51
5.1.4　圆锥体 53
5.1.5　圆环体 53
5.1.6　楔形体 54
5.1.7　棱柱体 55
5.1.8　锥体 56
5.1.9　半球体 57
5.2　对屏幕视图的操作 58
5.3　3个显示控制按钮 60
5.4　3个基本编辑命令：移动、旋转和缩放 61
5.4.1　移动和旋转模型 62
5.4.2　缩放模型 64
5.5　正交视图和透视图 66
5.6　实例 67
5.6.1　创建铅笔模型 68
5.6.2　创建带轮子的小车 69
5.7　小结 72
第6章　布尔运算实例 73
6.1　合并操作 73
6.2　相减操作 75
6.3　相交操作 80
6.4　分离工具 83
6.5　应用基本图形切削实体 85
6.6　小结 88
第7章　倒角 89
7.1　【圆角】工具 89
7.2　【倒角】工具 91
7.3　门把手实例 93
7.4　小结 99
第8章　2D草图 100
8.1　绘制基本图形 100
8.1.1　绘制矩形 102
8.1.2　绘制圆形 103
8.1.3　绘制椭圆形 103
8.1.4　绘制多边形 104
8.2　绘制多段线和样条曲线 105
8.2.1　绘制多段线 105
8.2.2　绘制样条曲线 108
8.3　绘制圆弧 112
8.3.1　绘制两点圆弧 112
8.3.2　绘制三点圆弧 113
8.4　编辑草图 114
8.4.1　【草图圆角】工具 114
8.4.2　【修剪】工具 115
8.4.3　【延伸】工具 117
8.4.4　【偏移】工具 119
8.5　投影曲线 120
8.5.1　投影曲线的概念 120
8.5.2　草图曲线投影实例 121
8.5.3　实体轮廓投影到草图平面上 124
8.5.4　实体轮廓投影到另一个实体平面上 126
8.6　草图基本练习 127
8.6.1　草图基本图形的变化 127
8.6.2　多段线和样条曲线绘图实例 134
8.7　小结 143
第9章　利用2D草图构建实体 144
9.1　【拉伸】工具 144
9.2　【扫掠】工具 146
9.3　【旋转】工具 149
9.4　创建一个台灯 152
9.5　【放样】工具 155
9.5.1　放样的基本操作 155
9.5.2　对不同的几何形状执行放样操作 157
9.5.3　注意选择草图的顺序 158
9.5.4　几个放样的例子 159
9.5.5　使用放样工具创建台灯灯罩 163
9.6　修改草图尺寸 165
9.7　雪人实例 168
9.8　小结 179
第10章　功能强大的修改工具 180
10.1　【压/拉】工具 180
10.2　【扭曲】工具 182
10.3　【分割面】工具 185
10.4　【分割实体】工具 189
10.5　【抽壳】工具 191
10.6　使用他人建好的模型练习建模 194
10.7　小结 200
第11章　实体阵列 201
11.1　矩形阵列 201
11.2　环形阵列 204
11.3　路径阵列 207
11.4　镜像实体 210
11.5　阵列实体实例 212
11.6　小结 215
第12章　分组与解组 216
12.1　分组 216
12.2　解组 218
12.3　全部解组 219
12.4　小结 220
第13章　吸附工具 221
13.1　吸附实体 221
13.2　练习实例 225
13.3　小结 234
第14章　变换工具 235
14.1　【对齐】工具 235
14.2　【智能缩放】工具 238
14.3　【标尺】工具 240
14.4　【智能旋转】工具 246
14.5　建模实例 247
14.6　小结 277
第15章　测量工具与文本工具 278
15.1　【测量】工具 278
15.1.1　对草图应用【测量】工具 278
15.1.2　对实体应用【测量】工具 281
15.2　【文本】工具 283
15.3　小结 289
第16章　材质 290
16.1　【材质】工具 290
16.2　建模实例 294
16.3　小结 304
第17章　由Illustrator到123D Design 305
17.1　Illustrator中的SVG格式 305
17.2　认识Illustrator中的钢笔工具 306
17.3　Illustrator的应用实例 319
17.4　将SVG格式文件导入123D Design 323
17.5　直接打开DWG格式文件 324
17.6　小结 326
第18章　由123D Design到Cubify Sculpt 327
18.1　Cubify Sculpt简介 327
18.2　Cubify Sculpt的界面与工具操作 328
18.2.1　Cubify Sculpt的界面 328
18.2.2　Cubify Sculpt的工具操作 333
18.3　从123D Design输出STL文件到Cubify Sculpt 358
18.4　扩展设计的边界 362
18.5　小结 395
第19章　用123D Design制作简单的机械模型 396
19.1　123D Design的设计能力 396
19.2　小结 405