CAD Sketcher 建模工具深度解析：用节点修改器实现可编辑的 Extrude、Revolve、Array 与 Boolean

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CAD Sketcher 的建模工具（Modeling Tools）作用于对象而非草图实体：它们在被操作对象上添加一个节点组（Geometry Nodes）修改器，使生成的实体始终跟随其来源草图变化，之后仍可在修改器面板中随时调整。读完本文，你将掌握 Extrude、Revolve、Linear/Circular Array、Boolean 四类工具的操作流程、全部参数含义与默认值，以及它们背后的节点图构建、布尔求解器选择与 Auto Boolean 自动检测机制的源码级原理。

建模工具的共同工作方式

建模工具与草图绘图工具的关键区别在于作用层级：草图工具编辑约束求解器管理的 2D 实体，而建模工具把 2D 截面"抬升"成 3D 实体，且以非破坏性的节点修改器形式实现。

• 入口：在无活动草图时从视口工具栏（toolbar）触达，或在 Object Mode 下任意位置使用其全局快捷键（见 docs/content/tools.md 的 Global Shortcuts 一节：Ctrl+Shift+EExtrude、Ctrl+Shift+RRevolve、Ctrl+Shift+DArray、Ctrl+Shift+BBoolean）。
• 选取语义：每个工具优先拾取当前已选对象；完成后自动返回 Select 工具（源码中即return_to_tool = BLENDER_SELECT_TOOL，见 operators/modifiers.py）。
• 可修正性：所有交互中设置的数值，既可以在工具结束后的 redo panel 中立即修改，之后也可以在对象修改器堆栈里继续编辑。
• 作用对象是 body：修改器挂在 body（草图实体化的承载对象）上而非草图 Curves 对象上。从源码结构看，这是刻意的：operators/modifiers.py中solid_target()会把选中的草图解析为其 body，因为 Blender 对 Curves 对象上产出网格的节点堆栈拒绝执行 apply 操作（源码注释引用了 issue #723）。

五个工具操作符均在 operators/modifiers.py 中定义，共享基类NodeOperator（L547），并在 declarations.py 中注册了各自的bl_idname：

NodeOperator基类还实现了两个通用能力：

1. redo panel 编辑回灌：read_props()（L676）在目标对象已带有本工具修改器时被调用，从修改器输入种子化操作符属性——因此对同一对象重复调用工具会基于当前值继续编辑，而不是重置为默认值。
2. eyedropper 重定向：editable = True（L561）让 redo panel 中的指针字段支持重新拾取；_prepare_edit()（L745）记录旧对象与修改器名，main()会把修改器从旧目标搬走，避免留下孤儿修改器。

Extrude：拉伸

操作：选取一个截面（草图的 body 或一条曲线），拖动深度或输入数值。验证目标由is_2d_profile()决定：曲线对象或草图 body（operators/modifiers.py）。

参数（redo panel 中由draw_settings()，L864-L871 绘制）：

实现要点（utilities/extrude_nodes.py）：

• 节点组按代码构建而非随附二进制资产，带版本号EXTRUDE_VERSION = 2；重建时先_snapshot_modifier_inputs()按 socket 名快照所有绑定修改器的输入值，重建后再按名字恢复——否则从旧资产升级会静默重置所有已有拉伸。
• 输入接口为Size（默认 1.0）、Mirror Extrude、Asymmetry Override、Asymmetry Distance（默认 1.0）。Size的符号决定哪一侧被翻转，保证端帽法线始终朝外。
• 未填充截面变成开放壁面：ensure_extrude_edge_walls()（L301）幂等地给组打补丁——当输入没有面（wire profile）时，把边界边沿局部 +Z 按Size挤出为开口壁，并遵守Mirror Extrude；已填充的输入走原面挤出路径不受影响。这就是文档所说"A profile that isn't filled is extruded into open walls rather than a solid"。
• 接缝焊接在 Blender 5.2+ 上按 identity（Merge Points的 Merge ID）执行，完全与模型尺度无关；旧版本回退到 1 微米距离焊接——源码注释指出旧资产硬编码的 1 mm 会吞掉小模型上的亚毫米细节（issue #670）。

Revolve：旋转

操作：先选截面，再选旋转轴——可以是网格边、草图/曲线线段，或部件自身的轴（选轴过程中这些轴会画出来）。轴的拾取由PickedAxisMixin（operators/modifiers.py）实现：pick_element()（L1002）优先命中画出的基础平面轴（hit_test_axis），其次网格边，再次是曲线段（curve_segment_under_cursor，屏幕空间距离 12 px × UI scale）；resolve_axis()（L1078）把拾取结果换算为对象局部空间的(origin, direction)并持久化到axis_origin/axis_direction属性，redo 无需重选轴。

参数：

实现要点（utilities/revolve_nodes.py，REVOLVE_VERSION = 7）：该模块文档字符串完整解释了节点组策略——先把任意截面归一化为边界环（网格取其相邻面少于 2 的边界边转成曲线；曲线直接通过），从而无论草图的Fill开关状态如何，扫掠出的侧面都一致（修复了 issue #634：填充截面被三角化后内部边被扫进表面）。侧面用逐环挤出+逐角旋转扫掠而非单个网格，因此带孔截面能旋出真正贯通孔洞的实体；仅当截面已填充且扫掠小于 360° 时才补端帽；最后用有向体积（散度定理）判断朝向并整体翻正，法线恒朝外。

Arrays：线性阵列与圆形阵列

两种阵列共享一个工具栏按钮和一个快捷键Ctrl+Shift+D，启动时执行工具栏当前显示的那一个（keymaps.py 中NODE_TOOL_KEYS把NodeArrayLinear标记为GROUP键）。两者都用节点组复制被选对象，因此副本随原始对象联动变化。

Linear Array

操作：拖出方向和间距。拖动过程中，如果光标经过坐标轴、网格边或草图线段，行列会贴合该方向，从而可以把阵列"放"在已有方向上而非目测对齐——get_offset()（operators/modifiers.py）先检查axis_under_cursor()命中，用offset_along_axis()把拖动投影到该轴上；无命中时投影到过原点、面向视图的平面上自由拖动。

参数：

节点组CAD Sketcher Linear Array由 utilities/array_nodes.py 构建；set_props()（L1245-L1272）把offset分解为方向向量与长度，分别写入Direction与Spacing / Total distance两个输入。

Circular Array

操作：先拾取旋转轴（与 Revolve 完全相同的轴拾取规则：网格边、草图线段或部件自身轴），再拖动出副本数。

参数：

节点组构建见 utilities/circular_array_nodes.py；轴与中心分别写入Axis/Center输入（set_props()，operators/modifiers.py）。

Boolean：布尔运算

操作：选中接收布尔的 body 与 cutter（刀具），可以事先同时选中两者（body 为 active），也可以在视口中依次拾取——操作符声明了两个对象状态：Object（body）与Cutter（operators/modifiers.py）。

参数：

关键实现：

• 修改器挂在 body 上、每个 cutter 一个：boolean_modifier_name()生成CAD_Sketcher Boolean {cutter.name}（operators/modifiers.py），多个布尔在同一 body 上叠放而非互相覆盖；read_props()还能识别既有布尔并回灌参数。
• 循环依赖防护：creates_boolean_cycle()（L211）沿 body 已有的 cutter 链做 DFS，若 cutter 已（间接）依赖 body——包括cutter is body的零长度环——则拒绝创建。源码注释说明：闭合 depsgraph 依赖环会导致 Blender 崩溃，main()（L1708）在创建修改器前就拦截并给出 WARNING。
• 求解器默认值：新布尔的默认求解器是扩展偏好 base/preferences.py 中的boolean_solver，当前仓库默认值为Manifold（源码注释称其约快 7 倍，且处理不了的操作数会自动回退）；但View3D_OT_node_boolean的invoke()（L1643）每次从偏好取新值，避免沿用操作符上次记住的值。_solver_for()（L277）在运行期做最终裁决：若选了 Manifold 但 body 或 cutter 任一不是闭包（is_closed_solid()，utilities/boolean_targets.py 逐边校验每条边恰好被两个面共享），强制改用Exact——否则 Manifold 会静默丢弃非闭包操作数，让"用实体切平面截面"变成空结果。已保存文件在载入时由repair_solver_choice()（utilities/boolean_nodes.py）执行同样的修复。
• 修改器输入的双版本兼容：Blender ≤ 5.1 把节点修改器输入存为 ID 属性（modifier["Input_2"]），5.2 起改为 RNA 接口modifier.properties.inputs.<id>.value；set/get/draw_modifier_input()（operators/modifiers.py）统一封装了这个分叉，这也是所有工具都能兼容两个版本读写输入的原因。
• Cutter 显示规则：实体 cutter 会遮住布尔结果，所以一旦参与切割，其视口显示默认切换为线框或隐藏（cutter_display默认AUTO）；设为Solid可保持实体着色。实际执行规则在 utilities/part.py 的update_cutter_display()：切割归属于部件的 cutter 被hide_viewport隐藏（眼形hide_set不够，因为实例化副本仍会画出它），跨多个部件切割的 cutter 或"想切但够不到任何 body"的 cutter 保持线框可见——用户需要找到它。cutter 在部件/装配体中如何呈现与随行，另见 docs/content/parts.md。

Automatic Booleans：自动布尔

行为：新建的 Extrude 或 Revolve 若与既有 body 重叠，会立即被布尔进这些 body——在面上画一个 pocket 直接切入所依附的实体，无需第二步。工具的 redo panel 提供Boolean下拉（None/Difference/Union/Intersect，见BOOLEAN_TOOL_OPERATIONS，operators/modifiers.py）用于选择或取消运算；Extrude/Revolve 工具设置栏中的Auto Boolean开关（scene.sketcher.use_auto_boolean，定义于 model/group_sketcher.py，默认True，UI 挂接在 workspacetools/extrude.py 与 workspacetools/revolve.py）关闭自动检测，让新实体保持独立——此时仍可在 redo panel 手动指定运算。

检测机制（BooleanFromToolMixin.finish_booleans()，operators/modifiers.py + utilities/boolean_targets.py）由两类信号驱动：

1. 来源优先（Provenance）：画在网格面上的草图，其 workplane 空物体记录了源 body（sketch_source_body()读取face_anchor写入的slvs_wp_source）。该 body 无条件成为首个目标——即"push/pull 你所画的实体"。
2. 空间重叠：overlapping_bodies()（L196）先对候选做廉价的世界空间 AABB 预筛（_world_bounds_map直接读bound_box，不建网格），再用BVHTree.overlap做精确相交测试；候选集由candidate_bodies()排除 cutter 自身、隐藏对象及会闭合依赖环的对象。几何通过 depsgraph 实例单次批量读取（_world_geometry_map），因此对"节点修改器从 Curves 对象产出网格"的草图同样有效。

默认运算的推断（default_operation()，utilities/boolean_targets.py）：有来源 body 且offset > 0（向外推）时默认Union（加材料），向实体内推（offset < 0）或无来源时默认Difference。这只是默认值，用户覆盖始终生效：redo 时每次重新检测目标，但逐项的 enabled 开关和手动指定的 operation 会被保留；拉得更长的拉伸若新够到某 body，也会自动补上该目标。

性能上，整轮检测只取一次 depsgraph 求值（finish_booleans()中注释解释了为何不能在写第一个修改器后再取新 depsgraph），重叠测试用的 numpy 批量读取（_mesh_arrays）取代逐元素 RNA 访问，据源码注释这是此前每次鼠标移动时最昂贵的开销。相关行为由 testing/test_boolean_targets.py 覆盖，其中包含use_auto_boolean开/关两种路径的测试。

小结：参数与源码索引

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