gnuplot (
http://www.gnuplot.info), asymptote (
http://asymptote.sourceforge.net), octave (
http://www.gnu.org/software/octave/) ну и TeX (супер)пакеты
pgf/tikz и
pstricks — все бесплатно
Нужно сочетание аналитического построения и "ручного". Причем изометрия. Gnuplot я использую для графиков, а вопрос в построении картинок, рисунков.
Может есть что-нибудь простое в области CAD программ. Но надо,чтобы можно было легко экспортировать фрагмент рисунка без стандартного формата.