Představení
Pracovní plocha FreeCADu Sketcher (Náčrtník) se používá na vytvoření 2D konstrukcí a je použita v pracovní ploše 
Part Design (Návrh dílu), pracovní ploše 
Arch (Architekt) a dalších pracovních plochách. Obecně je 2D kreslení považováno za startovní bod většiny CAD modelů – nejenže může být 2D nákres “vytažen, vysunut” pro vytvoření 3D tělesa, ale 2D náčrty mohou být použity pro vytvoření dalších prvků, jako kapes, hřbetů nebo “vytažení” na vrchu předtím vytvořených 3D těles. Společně s logickými operacemi definovanými v 
pracovní ploše Part (Díly), formulář Náčrtu může být základem pro konstrukci pevných těles metodou modelování geometrických objektů (CSG). Mimoto, společně s operacemi pracovní plochy Part Design, Sketcher také vytváří základy rysů upravovaných metodikou vytváření pevných těles.
Pracovní plocha Sketcher vytváří “vazby” umožňující 2D tvarům přesně sledovat geometrické definice jako například výrazy délka, úhel, a vztahy (vodorovný, svislý, kolmý, atd.). Řešitel vazeb vypočítává míru zavazbení 2D geometrie a umožňuje interaktivně prozkoumávat stupně volnosti náčrtu.
Obr. Plně zavazbený náčrt.
Základy vazeb náčrtu
Pro vysvětlení, jak Náčrt pracuje, bude užitečné porovnat ho s “tradičním” způsobem kreslení.
Tradiční kreslení
Tradiční způsob CAD kreslení vychází se staré školy kreslení na rýsovací prkno. Ortogonální (pravoúhlé 2D) pohledy jsou kresleny ručně a jsou určeny pro výrobu technických výkresů (známých jako blueprints – diazotypie, “modrák” – poznámka překladatele). Objekty jsou kresleny s přesností závislou na velikosti a rozměrech. Jestliže chcete nakreslit vodorovnou čáru dlouhou 100 mm začínající v bodě (0,0), aktivujete nástroj čáry, pak kliknete na obrazovku nebo zadáte souřadnice (0,0) pro první bod a kliknete podruhé nebo zadáte druhý bod se souřadnicemi (100,0). Nebo nakreslíte vaši čáru bez ohledu na její pozici a posunete ji později. Když jste dokončili kreslení vaší konstrukce, doplníte k ní rozměry.
Kreslení pomocí vazeb
Sketcher vychází vždy z následující logiky. Objekty nemusíte kreslit přesně tak, jak mají být, protože budou určeny později pomocí vazeb. Objekty mohou být nakresleny volně (ledabyle) a dokud nejsou zavazbeny, můžou být upravovány. Jsou v provedení “létající” a můžou být posouvány, natahovány, rotovány, můžou měnit měřítko, a tak dále. To dává procesu návrhu velmi velkou míru flexibility.
Co to jsou vazby?
Na rozdíl od rozměrů, se vazby používají k omezení stupňů volnosti objektů. Na příklad, čára bez vazeb má 4 stupně volnosti – z angličtiny Degrees Of Freedom (zkratka DOF): může být posunuta vodorovně, svisle, může být smršťována a může být rotována.
Použitím vodorovné nebo svislé vazby nebo zavazbení úhlu (vztaženo k jiné čáře nebo k některé z os), se omezí její schopnost rotovat, takže jí zbydou 3 stupně volnosti. Uzamčení jednoho z jejích bodů k počátku se zruší další 2 stupně volnosti. Použitím vazby rozměru se zruší poslední stupeň svobody. Čára se pak stává plně zavazbenou (ukotvenou) – neboli plně určenou.
Více objektů může být ukotveno mezi sebou navzájem. Dvě čáry mohou být spolu spojeny skrz jeden z jejich bodů s vazbou “shodného bodu”. Může mezi nimi být nastaven úhel, nebo mohou být nastaveny jako kolmice. Čára může být tečnou k oblouku nebo kružnici, a tak dále. Kompletní Náčrt s mnoha objekty bude mít množství různých řešení a vytvoření plně ukotveného modelu znamená, že bylo aplikací vazeb dosaženo právě jednoho z těchto možných řešení.
Existují dva druhy vazeb: konstrukční a rozměrové. Podrobněji jsou rozebrány v sekci Nástroje níže.
Na co není Sketcher (Skicář) dobrý
Skicář není vhodný pro vytváření klasických 2D výkresů. Jakmile se náčrty jednou použijí k vygenerování pevného tělesa, jsou automaticky skryty. Vazby jsou viditelné pouze tehdy, jestliže je Skicář v editačním módu.
Jestliže potřebuješ pouze vytvořit 2D výkres pro tisk a nechceš vytvářet 3D model, vyzkoušej pracovní plochu Draft (Kreslení). Na rozdíl od součástí Skicáře, nepoužívají objekty Kreslení vazby – jsou to prostě tvary definované v okamžiku vytvoření. Obojí, Kreslení i Skicář mohou být použity pro kreslení 2D konstrukcí a vytváření 3D pevných těles, avšak jejich předurčení pro použití je odlišné. Skicář se normálně používá společně s Part a Part Design dílu pro vytváření pevných těles. Draft se normálně používá pro jednoduché rovinné kreslení na čverečkované síti, třeba když kreslíte architektonický půdorys. V těchto situacích situacích je Draft většinou používán s pracovní plochou Arch.
Nástroj Draft2Sketch (změna Výkres na Náčrt) konvertuje objekty Draft na objekty Sketch – a co více – mnoho nástrojů, které vyžadují jako vstup 2D prvek, pracuje s jakýmkoliv typem objektu jako s interním převodem automaticky.
Postup při práci se Sketch
Sketch je vždy 2 rozměrný (2D). Abyste mohli vytvořit pevné těleso, musíte nejprve vytvořit jednoduchou uzavřenou plochu a pak tuto plochu musíte pro získání třetího rozměru z 2D náčrtu buď vytáhnout (Pad) nebo rotovat (Revolve).
Vytažení nebo rotování nemůže vytvořit pevné těleso, jestliže má náčrt segmenty, které se buď navzájem kříží, nebo místa, kde bod není přesně na segmentu, nebo místa, kde jsou mezi koncovými body a sousedními segmenty mezery.
Někdy se podaří skica, který obsahuje čáry, které se navzájem kříží, použít na jednoduché operace jako je Vysunutí, ale pozdější operace, jako je například Lineární vzor skončí neúspěchem. Je prostě lepší se křížícím se čarám vyhnout. Výjimkou z tohoto pravidla
je, že se nevztahuje na konstrukční (modrou, pomocnou) geometrii.
Uvnitř uzavřených ploch můžeme mít malé, nepřekrývající se plochy. V okamžiku, kdy se vytvoří 3D těleso, stanou se prázdnými (jinými slovy z těchto ploch budou díry v tělese).
Jakmile je skica plně ukotvená, barva náčrtu se změní na zelenou. Pomocná konstrukční geometrie i nadále zůstane modrá. V tomto okamžiku je zpravidla “hotovo” a nyní je skica vhodná pro vytvoření 3D pevného tělesa. Avšak, jakmile uzavřete okno Skici, je užitečné přejít do pracovní plochy Part a spustit 
Analýzu chyb geometrie. Ujistíte se, že ve skici nejsou žádné prvky, které by mohli v později způsobit problémy.
Nástroje
Nástroje pracovní plochy Skica jsou umístěny v nabídce Sketch, která se zobrazí v okamžiku, když se nahraje pracovní plocha Skica.
Obecné
Nový náčrt: Na vybrané stěně nebo rovině vytvoří nový náčrt. Pokud vyberete tento nástroj a není vybrána žádná plocha, uživatel je vyzván, aby si z rozbalovací nabídky rovinu vybral.
Editace náčrtu: Upraví vybraný náčrt. Otevře okno Dialog náčrtu.
Opustit náčrt: Ukončí editační mód Náčrtu.
Kolmý pohled na náčrt: Nastaví kolmý pohled na náčrtovou rovinu modelu.
Zobrazit řez: Vytvoří rovinu řezu, která dočasně skryje jakoukoliv hmotu před rovinou náčrtu.
Promítnutí náčrtu na plochu: Promítne náčrt na předtím vybranou plochu tělesa.
Změnit orientaci náčrtu: Umožní ti připojit náčrt k jedné z hlavních rovin.
Ověřit skicu: Zkontroluje toleranci různých bodů a tyto body případně přizpůsobí.
Sloučení náčrtů: Sloučí dvě nebo více skic.
Zrcadlový náčrt: Zrcadlení náčrtu podél osy X, osy Y nebo počátku.
Zastavit operaci: V režimu úprav zastaví aktuální probíhající operaci, ať už se jedná o kreslení, nastavení omezení, atd.
Geometrie Náčrtu
Toto jsou nástroje pro vytváření objektů.
Bod: Nakreslí bod.
Úsečka: Nakreslí úsečku mezi 2 body. Až na určitá omezení jsou úsečky nekonečné.
Vytvořit oblouk: Toto je ikona nabídky na nástrojové liště Sketcheru, která obsahuje následující příkazy:
Oblouk: Nakreslí segment oblouk ze středu, s poloměrem, začátkem a koncem úhlu.
Oblouk ze 3 bodů: Nakreslí segment oblouku, daného dvěma koncovými body a dalším bodem na obvodu oblouku.
Vytvořit kruh: Toto je ikona nabídky na nástrojové liště Sketcheru, která obsahuje následující příkazy:
Kruh: Nakreslí kruh ze středu a s poloměrem.
Kruh ze tří bodů: Nakreslí kruh ze tří bodů na obvodu kruhu.
Vytvořit kuželosečku: Sketcher poskytuje následující typy kuželoseček. Na rozdíl od B-splajnů (aproximačních křivek), mohou být na tyto kuželosečky použity všechny druhy omezení jako tangenty, body na objektu nebo kolmost.
Elipsa ze středu: Nakreslí elipsu se středem, bodem hlavní poloosy (velkým poloměrem) a bodem vedlejší poloosy (malým poloměrem).
Elipsa ze tří bodů: Nakreslí elipsu danou dvěma body hlavní osy (velkým průměrem) a bodem vedlejší poloosy (malého poloměru).
Oblouk elipsy: Nakreslí oblouk elipsy dané středovým bodem, bodem hlavní poloosy, počátečním a koncovým bodem.
Oblouk hyperboly: Nakreslí oblouk hyperboly.
Oblouk paraboly: Nakreslí oblouk paraboly.
Vytvoří B-splajn: Toto je ikona nabídky na nástrojové liště Sketcheru, která obsahuje následující příkazy:
Vytvořit B-splajn: Nakreslí křivku B-Splajnu (aproximační křivku) pomocí jejích kontrolních bodů.- Vytvořit periodický B-splajn: Nakreslí křivku periodického (uzavřeného) B-splajnu pomocí jejích kontrolních bodů.
Lomená čára (čára s více body): Nakreslí čáru vytvořenou z více úseček. Při stisknutí klávesy M během kreslení křivky přepínáte mezi různými režimy křivky.
Obdélník: Nakreslí obdélník ze 2 protilehlých bodů.
Vytvořit pravidelný mnohoúhelník: Toto je ikona nabídky na nástrojové liště, která obsahuje následující příkazy:
Trojúhelník: Nakreslí pravidelný trojúhelník vepsaný do kružnice.
Čtverec: Nakreslí pravidelný čtverec vepsaný do kružnice.
Pětiúhelník: Nakreslí pravidelný pětiúhelník vepsaný do kružnice.
Šestiúhelník: Nakreslí pravidelný šestiúhelník vepsaný do kružnice.
Sedmiúhelník: Nakreslí pravidelný sedmiúhelník vepsaný do kružnice.
Osmiúhelník: Nakreslí pravidelný osmiúhelník vepsaný do kružnice.
Pravidelný mnohoúhelník: Nakreslí pravidelný mnohoúhelník vepsaný do kružnice.
Drážka: Nakreslí ovál vybráním středu jednoho půlkruhu a koncovým bodem druhého půlkruhu.
Zaoblení: Vytvoří zaoblení mezi dvěma čárami spojenými do jednoho bodu. Vyberte obě čáry nebo klikněte na rohový bod a poté aktivujte nástroj.
Oříznutí: Ořízne čáru, kruh nebo oblouk s určením místa kliknutí.
Prodloužit: Prodlouží čáru nebo oblouk k hranicím čáry, oblouku, elipsy, oblouku elipsy nebo bodu v prostoru.
Externí geometrie: Vytvoří hranu napojenou na externí geometrii.
Kopie (Průklep): Zkopíruje geometrii jiného náčrtu.
Konstrukční mód: Přepne geometrii náčrtu z/do konstrukčního módu. Konstrukční geometrie je zobrazena modře a mimo režim úprav náčrtu není zohledňována.
Vazby (omezení) náčrtu
Vazby se používají k určení délek, nastavují pravidla mezi prvky náčrtu a uzamykají náčrt podél svislé a vodorovné osy. Některá omezení vyžadují Pomocné vazby.
Geometrické vazby
Totožnost: Vytvoří vazbu totožnosti bodu s jedním nebo více dalšími body.
Bod na objekt: Umístí bod na jiný objekt, jako například na čáru, oblouk nebo osu.
Svislost: Ukotví vybrané čáry nebo křivky na skutečnou svislou orientaci. Před použitím této vazby lze vybrat jeden nebo více objektů.
Vodorovnost: Ukotví vybrané čáry nebo křivky na skutečnou vodorovnou orientaci. Před použitím této vazby lze vybrat jeden nebo více objektů.
Rovnoběžnost: Ukotví dvě nebo více čar paralelně vůči sobě.
Kolmost: Ukotví navzájem dvě přímky do kolmé polohy vůči sobě nebo ukotví čáru kolmo ke koncovému bodu oblouku.
Tečnost: Vytvoří tečnou vazbu mezi dvěma vybranými entitami nebo kolineární vazbu (ležící na jedné přímce) mezi dvěma úsečkami. Aby mohla být tečna ukotvena na oblouku nebo kružnici, nemusí na tomto oblouku nebo kružnici přímo ležet.
Rovnost: Vytvoří vazbu rovnosti mezi dvěma entitami navzájem. Jestliže ji použijete na kružnice nebo oblouky, jejich poloměry budou stejné.
Symetričnost: Symetricky ukotví dva body vůči čáře nebo symetricky ukotví první dva vybrané body vůči třetímu vybranému bodu.
Blok: Blokuje pohyb hrany, to znamená, že brání vrcholům změnit jejich aktuální polohu. To může být zvláště užitečné, jestliže chcete upravovat polohu kontrolních bodů aproximační křivky B-splajn.
Rozměry vazeb
Jedná se o omezení spojená s číselnými hodnotami, pro které můžete použít výrazy. Data mohou být převzata z tabulky (viz. pracovní plocha Spreadsheet).
Uzamknout: Ukotví vybranou položku svisle a vodorovně vůči počátku, čímž uzamkne polohu této položky. Vzdálenosti od počátku mohou být později upraveny.
Vodorovná vzdálenost: Zafixuje vodorovnou vzdálenost mezi dvěma body nebo koncovými body čáry. Pokud je vybrána pouze jedna položka, vzdálenost je zafixována k počátku.
Svislá vzdálenost: Zafixuje svislou vzdálenost mezi dvěma body nebo koncovými body čáry. Pokud je vybrána pouze jedna položka, vzdálenost je zafixována k počátku.
Vzdálenost: Definuje vzdálenost vybrané čáry zafixováním její délky nebo definuje vzdálenost dvou bodů zafixováním vzdálenosti mezi nimi.
Poloměr: Definuje poloměr vybraného oblouku nebo kružnice zafixováním poloměru.
Úhel: Definuje vnitřní úhel mezi dvěma čárami.
Speciální vazby
Snellův zákon (index lomu): Ukotví dvě čáry takovým způsobem, aby dodržely zákon lomu simulujíce světlo procházející rozhraním.
Vnitřní zarovnání: Zarovná vybrané prvky ke zvolenému tvaru (např. čára se stane hlavní osou elipsy).
Nástroje Skicáře
Řešitel stupňů volnosti: Zeleně zvýrazní geometrii se stupněm volnosti (DoF – Degrees of Freedom) – to jsou takové, které nejsou zcela zavazbeny (prostě se ještě hýbají – poznámka překladatel).
Zavřít tvar: Vytvoří uzavřený tvar za použití vazeb totožnosti (viz. výše) na koncové body.
Připojit hrany: Spojí prvky náčrtu za použití vazeb totožnosti na koncové body.
Vybrat vazby: U prvků náčrtu vybere vazby (omezení).
Vybrat prvky spjaté s omezeními: Vyberte prvky náčrtu, které jsou závislé (spjaté) s vazbami.
Vybrat nadbytečná omezení: Vybere nadbytečná omezení náčrtu. (u tzv. převazbeného náčrtu – poznámka překladatele)
Vybrat konfliktní vazby: Vybere konfliktní omezení náčrtu.
Zobrazit/Skrýt interní geometrii: Znovuvytvoří chybějící případně smaže nepotřebnou interní geometrii vybrané elipsy, oblouku, hyperboly, paraboly nebo křivek B-splajn.
Vybrat počátek: Vybere (zvýrazní) počátek náčrtu.
Vybrat svislou osu: Vybere svislou osu náčrtu.
Vybrat vodorovnou osu: Vybere vodorovnou osu náčrtu.
Symetrie: Zkopíruje prvek v náčrtu symetricky k vybrané čáře.
Klon: Naklonuje prvek v náčrtu.
Kopie: Vytvoří kopii prvku v náčrtu.
Posun: Přesune vybranou geometrii, přičemž jako referenci vezme poslední vybraný bod.
Pravoúhlé pole: Z vybraných prvků v náčrtu vytvoří pole.
Smazat celou geometrii: Smaže všechnu geometrii v náčrtu. (nejenom označené, ale opravdu všechnu – poznámka překladatele)
Smazat všechny vazby: V náčrtu smaže všechny vazby (omezení).
B-splajn nástroje ve skicáři
- Zobrazit/Skrýt stupně křivky B-splajn.
- Zobrazit/Skrýt ovládací body křivky B-splajn
- Zobrazit/Skrýt hřeben (úroveň) zakřivení křivky B-splajn
- Zobrazit/Skrýt mnohočetnost uzlu křivky B-splajn
- Zobrazit/Skrýt váhy kontrolních bodů křivky B-splajn (představeno ve verzi 0.19)
- Převede geometrii na křivku B-splajn
- Zvýšit stupeň křivky B-splajn
- Snížit stupeň křivky B-splajn (představeno ve verzi 0.19)
- Zvýší mnohočetnost uzlu
- Sníží mnohočetnost uzlu
Virtuální prostor v náčrtu
Přepnout virtuální prostor: Umožní vám skrýt všechna omezení (vazby) v náčrtu a znovu je zviditelnit.
Předvolby
Předvolby: Předvolby nastavení pro pracovní plochu Sketcher (Skicář, Náčrt).
Osvědčené postupy
Při práci jde časem každý uživatel CAD programu svou vlastní cestou, ale máme pro vás několik užitečných obecných zásad, které je dobré dodržovat.
- Více jednoduchých náčrtů je jednodušší spravovat, než jednu složitou. Můžete například vytvořit jednu skicu pro základní 3D těleso (buď vysunutím nebo rotací náčrtu), zatímco druhý náčrt bude obsahovat díry a vybrání (kapsy). Některé podrobnosti můžete vynechat a můžete je dokončit později jako 3D úpravy tělesa. V náčrtu se můžete zkusit vyhnout zaoblení – jestliže jich je mnoho – a přidat je později jako 3D prvky.
- Vždy vytvářejte uzavřený profil, jinak váš náčrt nevytvoří pevné těleso, ale nejspíše změť otevřených stěn. Jestliže nechcete některé objekty zahrnou do procesu vytváření pevného tělesa, přeměňte je na konstrukční prvky (pomocné, “modré” – poznámka překladatele) pomocí nástroje Konstrukční režim.
- Využívej funkci automatických vazeb ke snížení počtu vazeb, které bys musel přidávat ručně.
- Obecně platí, že nejdříve aplikuj geometrické vazby, pak omezení rozměrů a až nakonec svůj náčrt uzamkni. Ale pamatuj – pravidla se porušují. Jestliže máte při manipulaci s náčrtem problémy, může být dobré ještě před vytvořením kompletního profilu omezit několik objektů.
- Pokud je to možné, vycentrujte náčrt k počátku (0,0) a omezte ho “zámkem”. Jestliže váš náčrt není symetrický, uzamkněte jeden z jeho bodů k počátku, nebo pro uzamčení vzdálenosti od počátku vyberte nějaké pěkné zaokrouhlené číslo. Od verze 0.12 nejsou implementována externí omezení (vazby náčrtu na existující 3D geometrii, jako jsou například hrany nebo jiné náčrty). To znamená, že určení vztažnosti každé další geometrie náčrtu vůči prvnímu náčrtu, budete potřebovat nastavit relativní vzdálenost k prvnímu náčrtu ručně. A vazba uzamčení k počátku s hodnotou (25,75) je snáze zapamatovatelná, než hodnota (23.47,73.02).
- Jestliže máte možnost si vybrat mezi omezením délky a nebo svislým a vodorovným omezením, upřednostňujte to druhé. Vodorovná a svislá omezení jsou méně náročná na výpočetní výkon.
- Obecně nejlepší omezení jsou tato: Vodorovná a svislá omezení, vodorovná a svislá omezení délky a bodová tečnost. Je-li to možné, omezte tyto vazby: obecnou délkovou vazbu, tečnost hran, ukotvení bodu na omezení čáry a symetrická omezení.
- Jestliže pochybujete o platnosti náčrtu, v okamžiku, kdy je hotový (prvky se zbarví zeleně), zavřete Dialog náčrtu, přepněte se do pracovní plochy Part a spusťte Kontrolu geometrie.
Tutoriály
- Výukový tutoriál Náčrt od chrisb. 70-ti stránkový PDF dokument (v angličtině, francouzštině a španělštině), který slouží jako podrobný manuál pro používání Náčrtu. Vysvětluje základy používání Náčrtu a při popisu vytváření geometrických tvarů a všech vazeb (omezení) zachází do značného detailu.
- Tutoriál Základy Náčrtu pro začátečníky.
- Mikro-tutoriál Náčrt – procvičování omezení
- Požadavky na Náčrt skici – Minimální požadavky na náčrt a plného určení náčrtu.
Skriptování
Stránka Skriptování v náčrtu obsahuje příklady, jak vytvářet omezení pomocí skriptu Pythonu.