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AutoCAD2010中文版繪圖教程三維繪圖環(huán)境簡(jiǎn)單三維圖形繪制

三維實(shí)體造型三維實(shí)體編輯

第7章三維繪圖基礎(chǔ)

內(nèi)容提要

7.1三維繪圖環(huán)境AutoCAD2012“三維建??臻g” 三維模型與UCS 在構(gòu)造三維立體模型時(shí),為了便于畫圖,經(jīng)常需要調(diào)整坐標(biāo)系統(tǒng)到不同的方位來(lái)完成特定的任務(wù)。用戶坐標(biāo)系(UCS)為坐標(biāo)輸入、操作平面和觀察提供一種可變動(dòng)的坐標(biāo)系。大多數(shù)AutoCAD幾何編輯命令依賴于UCS的位置和方向。定義用戶坐標(biāo)后,對(duì)象將繪制在當(dāng)前UCS的XY平面上。如圖7-1所示三維實(shí)體模型在UCS中的位置。

圖7-1三維實(shí)體在UCS坐標(biāo)系中

7.1.1建立用戶坐標(biāo)系一、創(chuàng)建用戶坐標(biāo) 1.功能 創(chuàng)建,移動(dòng),調(diào)整操作一個(gè)用戶坐標(biāo)系。 2.調(diào)用 命令:UCS 按鈕: 3.格式 命令:UCS 輸入選項(xiàng)[新建(N)/移動(dòng)(M)/正交(G)/上一個(gè)(P)/恢復(fù)(R)/保存(S)/刪除(D)/應(yīng)用(A)/?/世界(W)]4.參數(shù)說(shuō)明: 新建(N):創(chuàng)建新的用戶坐標(biāo)系統(tǒng)。輸入“N”后,AutoCAD提示:指定新UCS的原點(diǎn)或[Z軸(ZA)/三點(diǎn)(3)/對(duì)象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z]<0,0,0>:創(chuàng)建新的用戶坐標(biāo)AutoCAD有8種方法: Z軸(ZA):指定Z軸的起始點(diǎn)和方向而建立坐標(biāo)系,輸入“ZA”后AutoCAD提示: 指定新原點(diǎn)<0,0,0>:輸入新的原點(diǎn)的位置,默認(rèn)值為(0,0,0)。 在正Z軸范圍上指定點(diǎn)<默認(rèn)值>:指定Z軸正方向上的一點(diǎn)來(lái)確定Z軸正方向。 指定了新的原點(diǎn)的位置和Z軸方向的點(diǎn)后,系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)新的用戶坐標(biāo)系。

b.三點(diǎn)(3)通過(guò)三個(gè)點(diǎn)定義坐標(biāo)系。指定新UCS原點(diǎn)及其X和Y軸的正方向。Z軸由右手定則確定。第一點(diǎn)指定新UCS的原點(diǎn),第二點(diǎn)定義X軸的正方向,第三點(diǎn)定義Y軸的正方向。輸入“3”后AutoCAD提示: 指定新的原點(diǎn)<0,0,0>:輸入新的原點(diǎn)的位置,默認(rèn)值為(0,0,0)。 在正X軸上指定一點(diǎn)<默認(rèn)值>:輸入新的坐標(biāo)中X軸正方向的任意的一點(diǎn)。 在UCSXY平面的正Y軸范圍上指定點(diǎn)<默認(rèn)值>:輸入新的坐標(biāo)中XY平面中任意非X軸上的一點(diǎn)。

c.對(duì)象(OB)通過(guò)指定的實(shí)體定義新的坐標(biāo)。根據(jù)選定三維對(duì)象定義新的坐標(biāo)系。新UC的拉伸方向(Z軸正方向)與選定對(duì)象的一樣。可以選擇的對(duì)象兇手圓弧、圓、標(biāo)注、直線、點(diǎn)、二維多段線、二維填充、寬線、三維面、形、文字、塊參照和屬性定義等。 輸入“OB”后AutoCAD提示: 選擇對(duì)齊UCS的對(duì)象: 如選取點(diǎn),CAD系統(tǒng)以該點(diǎn)為新的原點(diǎn),X軸方向可選取指定。 如選取直線,CAD系統(tǒng)以該直線的近端點(diǎn)為新的原點(diǎn),X軸方向以直線的方向一致。 如選取是圓或圓弧,CAD系統(tǒng)以該圓或圓弧的圓點(diǎn)為新的原點(diǎn),X軸方向可選取指定。 如選取二維多義線,CAD系統(tǒng)以該多義線的起點(diǎn)為新的原點(diǎn),X軸方向與多義線的第一條線段一致。 d.面(F)通過(guò)三維實(shí)體的表面來(lái)建立新的坐標(biāo)系。輸入“F”后AutoCAD提示: 選擇實(shí)體對(duì)象的面:選取一個(gè)三維實(shí)體的表面。如圖10-2所示

圖10-2通過(guò)面建立UCS圖10-3通過(guò)面建立UCS,X軸反向 輸入選項(xiàng)[下一個(gè)(N)/X軸反向(X)/Y軸反向(Y)]<接受>:調(diào)整X軸和Y軸的方向。 下一個(gè)(N)可將新坐標(biāo)將UCS定位于臨近的面或上一個(gè)選定的面。輸入“N”即可。 X軸反向(X)是調(diào)整X軸的方向,輸入“X”即可把新坐標(biāo)繞X旋轉(zhuǎn)180°,圖10-1就變成如圖10-3所示。 e.視圖(V)該選項(xiàng)把新的坐標(biāo)系的XY平面與當(dāng)前視圖(平行于屏幕)設(shè)為平行,X軸指向視圖的水平方向,原點(diǎn)為當(dāng)前視圖的原點(diǎn)。 f.X/Y/Z:繞指定軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)前UCS。如輸入“X”,AutoCAD提示:指定繞X軸旋轉(zhuǎn)的角度。

移動(dòng)(M)移動(dòng)坐標(biāo)原點(diǎn),輸入“M”后該項(xiàng)提示: 指定新原點(diǎn)或[Z向深度(Z)]<0,0,0>: 從圖上選取一點(diǎn)做為選取目標(biāo),即可創(chuàng)建新的坐標(biāo),該坐標(biāo)系XY平面平行于原坐標(biāo)系XY平面。如果輸入“Z”,即指定沿Z軸移動(dòng)一段距離。 正交(G)系統(tǒng)提供的6種正交坐標(biāo)的方式分別是俯視(T)/仰視(B)/主視(F)/后視(BA)/左視(L)/右視(R)。 上一個(gè)(P)輸入“P”,將退回前一種坐標(biāo)系統(tǒng)。 恢復(fù)(R)選用已經(jīng)存儲(chǔ)的坐標(biāo)系。 保存(S)存儲(chǔ)自定義的坐標(biāo)系。 刪除(D)刪除已經(jīng)命名的坐標(biāo)系。 應(yīng)用(A)將指定坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)用于當(dāng)前視窗。 列出當(dāng)前圖形文件中所有已命名的用戶坐標(biāo)系統(tǒng)。 世界(W)使用世界坐標(biāo)系統(tǒng)。二、命名UCS 執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示:為了方便管理用戶自定義坐標(biāo),AutoCAD提供了UCS管理器。通過(guò)UCS管理器,可以對(duì)自定義坐標(biāo)進(jìn)行存儲(chǔ)、刪除、應(yīng)用等操作。 1.功能 以對(duì)自定義坐標(biāo)進(jìn)行存儲(chǔ)、刪除、應(yīng)用等操作。 2.調(diào)用 菜單:工具→命名UCS 命令:UCSman 按鈕:3.格式 執(zhí)行命令后,AutoCAD彈出如圖7-4所示的對(duì)話框。

圖7-4UCS對(duì)話框下面對(duì)話框中有3個(gè)選項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行介紹: 命令UCS選項(xiàng) 如圖7-5所示,該選項(xiàng)用來(lái)設(shè)置當(dāng)前坐標(biāo)系?!爸脼楫?dāng)前”選項(xiàng)是把所選的坐標(biāo)設(shè)為當(dāng)前坐標(biāo)系,包括用戶自定義坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系。“詳細(xì)信息”所選坐標(biāo)系的原點(diǎn)坐標(biāo)和X、Y、Z軸的方向,如圖7-6所示,ZYZ的方向用坐標(biāo)值來(lái)表示的。

圖7-5命名UCS圖7-6UCS詳細(xì)信息設(shè)置選項(xiàng) 在如圖7-4對(duì)話框中單擊“設(shè)置”即可打開,如圖7-8所示。

圖7-8UCS設(shè)置

圖7-7正交UCS

a.在“UCS圖標(biāo)設(shè)置”有3個(gè)復(fù)選框,用來(lái)設(shè)置UCS圖標(biāo)的顯示特征。勾選“開”復(fù)選框選項(xiàng),在繪圖區(qū)的左下角顯示UCS圖標(biāo);勾選“顯示于UCS原點(diǎn)”復(fù)選框選項(xiàng)使UCS圖標(biāo)始終位于當(dāng)前坐標(biāo)的原點(diǎn)處;勾選“應(yīng)用到所有活動(dòng)窗口”復(fù)選框選項(xiàng)使UCS圖標(biāo)設(shè)置應(yīng)用到當(dāng)前圖形中的所有活動(dòng)視口。 b.在“UCS設(shè)置”有2個(gè)復(fù)選框,用來(lái)設(shè)置UCS于視窗的關(guān)系。“UCS與視口一起保存”:用來(lái)設(shè)置坐標(biāo)系是否隨當(dāng)前視圖一起存儲(chǔ);

“修改

UCS時(shí)更新平面視圖”:只要UCS設(shè)置被改變,當(dāng)前視圖也將變?yōu)槠矫嬉晥D。

三維視點(diǎn)建立三維視圖,離不開觀察視點(diǎn)的調(diào)整。通過(guò)不同的視點(diǎn),可以觀察立體模型的不同側(cè)面和效果。有時(shí)對(duì)三維編輯也必須通過(guò)UCS,視點(diǎn)的改變選擇合適的點(diǎn)、線、面,以及體來(lái)進(jìn)行。7.1.2設(shè)置三維視點(diǎn)1.設(shè)置特殊預(yù)定的三維視點(diǎn)(1)輸入命令方法:選項(xiàng)卡:視圖→視圖→按鈕菜單:視圖→三維視圖(2)選項(xiàng)說(shuō)明:2.動(dòng)態(tài)觀察(1)輸入命令方法:選項(xiàng)卡:視圖→導(dǎo)航→按鈕菜單:視圖→動(dòng)態(tài)觀察(2)選項(xiàng)說(shuō)明:三種動(dòng)態(tài)觀察方式,單擊或拖動(dòng)觀察對(duì)象7.2簡(jiǎn)單三維圖形的繪制3種模式:線框模型方式、表面模型方式和實(shí)體模型方式7.2.1繪制三維多段線7.2.2根據(jù)標(biāo)高和厚度繪制三維圖形 軸測(cè)圖是二維圖形示意三維圖形的框架表示方式,本身屬于平面圖形并非三維立體。曲面表示的三維圖形只有面,內(nèi)部是空的。實(shí)體建立的模型則可以認(rèn)為是真正的實(shí)體。現(xiàn)實(shí)三維繪圖中實(shí)體是最常見的。 建立基本三維模型有兩種辦法。其一輸入相應(yīng)的控制尺寸,AutoCAD自動(dòng)生成的基本體,包括長(zhǎng)方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體、圓環(huán)體等。其二是通過(guò)旋轉(zhuǎn)或者拉伸等方式實(shí)現(xiàn)。 創(chuàng)建復(fù)雜三維模型可以用基本三維模型通過(guò)布爾操作和三維實(shí)體編輯來(lái)實(shí)現(xiàn)。

7.3三維實(shí)體造型7.3.1基本實(shí)體的建立 基本體的創(chuàng)建包括長(zhǎng)方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體、圓環(huán)體等 菜單:繪圖→實(shí)體 按鈕: 一、長(zhǎng)方體 1.功能 繪制長(zhǎng)方體 2.調(diào)用 菜單:繪圖→實(shí)體→長(zhǎng)方體 命令:Box 按鈕:

3.格式執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示: 指定長(zhǎng)方體的角點(diǎn)或[中心點(diǎn)(CE)]<0,0,0>:指定角點(diǎn)或[立方體(C)/長(zhǎng)度(L)]:指定高度:圖10-29長(zhǎng)方體

二、球體 1.功能 繪制球體 2.調(diào)用 菜單:繪圖→實(shí)體→球體 命令:Sphere 按鈕:

3.格式執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示:當(dāng)前線框密度:ISOLINES=4指定球體球心<0,0,0>:指定球體半徑或[直徑(D)]:

圖7-30球體

三、圓柱體 1.功能 繪制圓柱體 2.調(diào)用 菜單:繪圖→實(shí)體→圓柱體 命令:Sylinder 按鈕:

3.格式執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示:當(dāng)前線框密度:ISOLINES=4指定圓柱體底面的中心點(diǎn)或[橢圓(E)]<0,0,0>:指定圓柱體底面的半徑或[直徑(D)]:指定圓柱體高度或[另一個(gè)圓心(C)]:圖7-31圓柱體

四、圓錐體 1.功能 繪制圓錐體。 2.調(diào)用 菜單:繪圖→實(shí)體→圓錐體 命令:Cone 按鈕:3.格式執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示:當(dāng)前線框密度:ISOLINES=4指定圓錐體底面的中心點(diǎn)或[橢圓(E)]<0,0,0>:指定圓錐體底面的半徑或[直徑(D)]:指定圓錐體高度或[頂點(diǎn)(A)]:

圖7-32圓錐體

五、楔體 1.功能 繪制。 2.調(diào)用 菜單:繪圖→實(shí)體→楔體 命令:Wedge 按鈕:

3.格式執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示:指定楔體的第一個(gè)角點(diǎn)或[中心點(diǎn)(CE)]<0,0,0>:指定角點(diǎn)或[立方體(C)/長(zhǎng)度(L)]:指定高度:圖7-33楔體

六、圓環(huán)體 圓環(huán)體由兩個(gè)半徑定義,一個(gè)是圓管的半徑,另一個(gè)是從圓環(huán)中心到圓管中心的距離。也可以創(chuàng)建自交圓環(huán)體。自交圓環(huán)體圓管半徑大于圓環(huán)體半徑,無(wú)中心孔。如果兩個(gè)半徑都是正值,且圓管半徑大于圓環(huán)體半徑,效果就像一個(gè)兩極凹陷的球體。如果圓環(huán)半徑為負(fù)值,并且圓管半徑絕對(duì)值大于圓環(huán)半徑絕對(duì)值,則效果就像一個(gè)兩極尖銳突出的球體。 1.功能 繪制圓環(huán)體。 2.調(diào)用 菜單:繪圖→實(shí)體→圓環(huán)體 命令:Torus 按鈕:

3.格式執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示:前線框密度:ISOLINES=4指定圓環(huán)體中心<0,0,0>:指定圓環(huán)體半徑或[直徑(D)]:指定圓管半徑或[直徑(D)]:

圖7-34圓環(huán)

7.3.2由二維圖形生成三維實(shí)體 三維實(shí)體不僅可以通過(guò)圖素建立,也可以通過(guò)對(duì)二維圖形的拉伸或旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。在已有二維平面圖形、已知曲面立體輪廓線的情況下,或立體包含圓角以及用其他普通剖面很難制作的細(xì)部圖時(shí),通過(guò)拉伸和旋轉(zhuǎn)操作產(chǎn)生三維實(shí)體非常方便。

一、由二維圖形拉伸實(shí)體 1.功能 二維封閉圖形(封閉多段線、多邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環(huán)和面域)可以通過(guò)拉伸使之具有厚度成為三維模型。 2.調(diào)用 菜單:繪圖→實(shí)體→拉伸 命令:Extrude 按鈕:

3.格式執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示:當(dāng)前線框密度:ISOLINES=4選擇對(duì)象:指定拉伸高度或[路徑(P)]:指定拉伸的傾斜角度<0>:

圖7-35輸入拉伸高度拉伸的實(shí)體

圖7-36選擇拉伸路徑拉伸的實(shí)體

二、二維圖形旋轉(zhuǎn)實(shí)體 可以旋轉(zhuǎn)閉合多段線、多邊形、圓、橢圓、閉合樣條曲線、圓環(huán)和面域成為三維立體模型。可以將一個(gè)閉合對(duì)象繞當(dāng)前UCS和X軸或Y軸旋轉(zhuǎn)一定的角度生成實(shí)體。也可以繞直線,多段線或兩個(gè)指定的點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對(duì)象。 1.功能 把旋轉(zhuǎn)閉合多段線、多邊形、圓、橢圓、閉合樣條曲線、圓環(huán)和面域成為三維立體模型。 2.調(diào)用 菜單:繪圖→實(shí)體→旋轉(zhuǎn) 命令:Revolve 按鈕:

3.格式執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次提示:當(dāng)前線框密度:ISOLINES=4選擇對(duì)象:指定旋轉(zhuǎn)軸的起點(diǎn)或定義軸依照[對(duì)象(O)/X軸(X)/Y軸(Y)]:指定軸端點(diǎn):指定旋轉(zhuǎn)角度<360>:

圖7-37旋轉(zhuǎn)實(shí)體

7.4.1三維陣列 1.功能 在三維空間中某對(duì)象繞指定軸旋轉(zhuǎn)。 2.調(diào)用 菜單:修改→三維操作→三維陣列 命令:3DArray 3.格式 執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次顯示: 選擇對(duì)象: 輸入陣列類型[矩形(R)/環(huán)形(P)]<矩形>:

7.4三維實(shí)體編輯輸入“R”后,進(jìn)行矩形陣列,AutoCAD繼續(xù)顯示:輸入行數(shù)(---)<1>:輸入列數(shù)(|||)<1>:輸入層數(shù)(...)<1>:指定行間距(---):指定列間距(|||):指定層間距(...):輸入“P”后,進(jìn)行環(huán)形陣列,AutoCAD繼續(xù)顯示:輸入陣列中的項(xiàng)目數(shù)目:指定要填充的角度(+=逆時(shí)針,-=順時(shí)針)<360>:旋轉(zhuǎn)陣列對(duì)象?[是(Y)/否(N)]<是>:指定陣列要項(xiàng)目數(shù)目和填充的角度,AutoCAD繼續(xù)顯示:指定陣列的中心點(diǎn):指定旋轉(zhuǎn)軸上的第二點(diǎn):

要求指定旋轉(zhuǎn)軸,即可環(huán)形陣列,如圖10-66所示。

圖7-66環(huán)形陣列7.4.2三維鏡像 1.功能 在三維空間中某對(duì)象繞指定面進(jìn)行鏡像。 2.調(diào)用 菜單:修改→三維操作→三維鏡像 命令:Mirror3D 3.格式 執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次顯示: 選擇對(duì)象: 指定鏡像平面(三點(diǎn))的第一個(gè)點(diǎn)或[對(duì)象(O)/最近的(L)/Z軸(Z)/視圖(V)/XY平面(XY)/YZ平面(YZ)/ZX平面(ZX)/三點(diǎn)(3)]<三點(diǎn)>: 在鏡像平面上指定第二點(diǎn): 在鏡像平面上指定第三點(diǎn): 是否刪除原對(duì)象?[是(Y)/否(N)]<否>:

7.4.3三維對(duì)齊ALIGN 用戶可以在二維和三維空間中某對(duì)象與其他對(duì)象對(duì)齊。報(bào)告時(shí)可能會(huì)移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和按比例縮放對(duì)象使其與其他對(duì)象對(duì)齊。給要對(duì)齊的對(duì)象加上源點(diǎn),給要與其對(duì)齊的對(duì)象加上目標(biāo)點(diǎn)。如果要對(duì)齊某個(gè)對(duì)象,最多可以給對(duì)象加上三對(duì)源點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)。

1.功能用戶可以在二維和三維空間中某對(duì)象與其他對(duì)象對(duì)齊。2.調(diào)用菜單:修改→三維操作→對(duì)齊命令:Align按鈕: 該按鈕可以通過(guò)自定義在“修改”中找到并拖放到“實(shí)體”工具欄、“實(shí)體編輯”工具欄或其他工具欄中。用戶可以自定義一種圖標(biāo),圖中按鈕為自定義按鈕。

3.格式 三維對(duì)齊有以下參數(shù): 選擇對(duì)象:選擇要對(duì)齊的對(duì)象。 指定第一個(gè)源點(diǎn):定義第一個(gè)源點(diǎn)。 指定第一個(gè)目標(biāo)點(diǎn):定義第一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。當(dāng)只選擇一對(duì)源點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)時(shí),對(duì)象在二維或三維空間中從源點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。 當(dāng)只選取一對(duì)點(diǎn)時(shí),對(duì)齊命令相當(dāng)于平移命令,如圖10-61所示。

圖7-61一對(duì)點(diǎn)對(duì)齊

指定第二個(gè)源點(diǎn):定義第二個(gè)源點(diǎn)。直接回車則為只選擇一對(duì)源點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)。 指定第二個(gè)目標(biāo)點(diǎn):定義第二個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。 當(dāng)只選取兩對(duì)點(diǎn)時(shí),且選取對(duì)齊時(shí),對(duì)齊命令相當(dāng)于平移命令和縮放命令的組合,如圖10-62所示。

圖7-62兩對(duì)點(diǎn)對(duì)齊

指定第三個(gè)源點(diǎn):定義第三個(gè)源點(diǎn)。直接回車則為只選擇兩對(duì)源點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn),并出現(xiàn)下列提示,否則提示輸入第三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。 當(dāng)選取三個(gè)點(diǎn)時(shí),對(duì)齊命令相當(dāng)于平移命令和三維旋轉(zhuǎn)命令的組合,如圖10-63所示。

圖7-63三對(duì)點(diǎn)對(duì)齊

7.4.4三維旋轉(zhuǎn) 1.功能 用戶可以在二維和三維空間中某對(duì)象繞指定軸旋轉(zhuǎn)。 2.調(diào)用 菜單:修改→三維操作→三維旋轉(zhuǎn) 命令:Rotate3D

3.格式 執(zhí)行該命令后,AutoCAD依次顯示: 當(dāng)前正向角度:ANGDIR=逆時(shí)針ANGBASE=0 選擇對(duì)象: 指定軸上的第一個(gè)點(diǎn)或定義軸依據(jù)[對(duì)象(O)/最近的(L)/視圖(V)/X軸(X)/Y軸(Y)/Z軸(Z)/兩點(diǎn)(2)]:指定軸上的第二點(diǎn): 指定旋轉(zhuǎn)角度或[參照(R)]:

7.4.5倒角和圓角 一、倒角 1.功能 對(duì)二維圖形和三維實(shí)體進(jìn)行倒角。 2.調(diào)用 命令:chamfer 菜單:修改→倒角 按鈕:

3.格式執(zhí)行該命令后,選擇第一條直線或[多段線(P)/距離(D)/角度(A)/修剪(T)/方式(M)/多個(gè)(U)]:這時(shí)選取要倒角的三維實(shí)體的邊,AutoCAD繼續(xù)提示:基面選擇...輸入曲面選擇選項(xiàng)[下一個(gè)(N)/當(dāng)前(OK)]<當(dāng)前>:指定基面的倒角距離<默認(rèn)值>:指定其他曲面的倒角距離<默認(rèn)值>:圖7-44倒角

圖7-45環(huán)倒角

二、圓角 1.功能 對(duì)二維圖形和三維實(shí)體進(jìn)行倒圓角。 2.調(diào)用 命令:fi

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