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1、第七章 三維基礎(chǔ)與繪制三維網(wǎng)格及實體,建立用戶坐標(biāo)系 設(shè)立視圖觀測點 動態(tài)觀察 使用相機 漫游與飛行 觀察三維圖形 繪制簡單的圖形 繪制三維網(wǎng)格及實體,線框模型：沒有面，只有描繪對象邊界的點、直線和曲線，可創(chuàng)建二維對象以生成線框模型。 曲面模型：不僅定義了三維模型的邊界還定義了表面，相當(dāng)于在框架上覆蓋一層薄膜。 實體模型：是構(gòu)造三維模型最高級的方式，信息最完整，創(chuàng)建方式最直接。,不要混合使用建模方法，不同的模型類型之間只能進(jìn)行有限的轉(zhuǎn)換，即從實體-曲面或曲面-線框，但不能從線框-曲面或曲面-實體。,可參見P205+219,本章知識點,建立用戶坐標(biāo)系 設(shè)立視圖觀測點 動態(tài)觀察 使用相機 漫游與飛

2、行 觀察三維圖形 繪制簡單的圖形 繪制三維網(wǎng)格及實體,7.1 建立用戶坐標(biāo)系,在AutoCAD中，用戶可以根據(jù)需要定制坐標(biāo)系統(tǒng)，利用適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系可以很容易地繪制出各個平面內(nèi)的三維面、體，從而組合成三維立體圖。 選擇“工具”“|“新建UCS”可新建坐標(biāo)系，具體各項說明參見P208 選擇“工具”“|“命名UCS”可管理已定義的UCS,7.2 設(shè)立視圖觀測點,視點是指觀察圖形的方向。例如，繪制三維零件圖時，如果使用平面坐標(biāo)系即Z軸垂直于屏幕，此時僅能看到物體在XY平面上的投影。如果調(diào)整視點至當(dāng)前坐標(biāo)系的左上方，將看到一個三維物體。 使用“視點預(yù)置”對話框設(shè)置視點 使用羅盤確定視點 使用“三維視圖”菜

3、單設(shè)置視點,使用“視點預(yù)置”對話框設(shè)置視點,選擇“視圖”|“三維視圖”|“視點預(yù)置”命令(DDVPOINT)，打開“視點預(yù)置”對話框，為當(dāng)前視口設(shè)置視點。 對話框中的左圖用于設(shè)置原點和視點之間的連線在XY平面的投影與X軸正向的夾角；右面的半圓形圖用于設(shè)置該連線與投影線之間的夾角，在圖上直接拾取即可。也可以在“X軸”、“XY平面”兩個文本框內(nèi)輸入相應(yīng)的角度。 單擊“設(shè)置為平面視圖”按鈕，可以將坐標(biāo)系設(shè)置為平面視圖。默認(rèn)情況下，觀察角度是相對于WCS坐標(biāo)系的。選擇“相對于UCS”單選按鈕，可相對于UCS坐標(biāo)系定義角度。,使用羅盤確定視點,選擇“視圖”|“三維視圖”|“視點”命令(VPOINT)，可

4、以為當(dāng)前視口設(shè)置視點。該視點均是相對于WCS坐標(biāo)系的。這時可通過屏幕上顯示的羅盤定義視點。 三軸架的3個軸分別代表X軸、Y軸和Z軸的正方向。當(dāng)光標(biāo)在坐標(biāo)球范圍內(nèi)移動的時候，三維坐標(biāo)系通過繞Z軸旋轉(zhuǎn)可調(diào)整X、Y軸的方向。坐標(biāo)球中心及兩個同心圓可定義視點和目標(biāo)點連線與X、Y、Z平面的角度。,使用羅盤確定視點,可參見P210,使用“三維視圖”菜單設(shè)置視點,選擇“視圖”|“三維視圖”子菜單中的“俯視”、“仰視”、“左視”、“右視”、“主視”、“后視”、“西南等軸測”、“東南等軸測”、“東北等軸測”和“西北等軸測”命令，從多個方向來觀察圖形 。,6個標(biāo)準(zhǔn)視圖： 1、俯視圖：由上向下投射 2、仰視圖：由下

5、向上 3、主視圖：由前向后 4、后視圖：有后向前 5、左視圖：由左向右 6、右視圖：由右向左,如下圖,4個軸測視圖： 1、西南 2、東南 3、東北 4、西北,主視圖 左視圖 右視圖,俯視圖 仰視圖 后視圖,想象正在俯視盒子的頂部，如果朝盒子的左下角移動，可從西南等軸測視圖觀察，見右圖。,可參見書第五章,7.3 動態(tài)觀察,在AutoCAD 中，選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”命令中的子命令，可以動態(tài)觀察視圖 。,7.4 使用相機,在AutoCAD 2008中，相機是新引入的一個對象，用戶可以在模型空間放置一臺或多臺相機來定義3D透視圖。 創(chuàng)建相機 相機預(yù)覽,創(chuàng)建相機,選擇“視圖”|“創(chuàng)建相機”命令，可

6、以在視圖中創(chuàng)建相機，當(dāng)指定了相機位置和目標(biāo)位置后，命令行顯示如下提示信息。 輸入選項 ?/名稱(N)/位置(LO)/高度(H)/目標(biāo)(T)/鏡頭(LE)/剪裁(C)/視圖(V)/退出(X) : 在該命令提示下，可以指定創(chuàng)建的相機名稱、相機位置、高度、目標(biāo)位置、鏡頭長度、剪裁方式以及是否切換到相機視圖。,相機預(yù)覽,在視圖中創(chuàng)建了相機后，當(dāng)選中相機時，將打開“相機預(yù)覽”窗口。其中，在預(yù)覽框中顯示了使用相機觀察到的視圖效果。在“視覺樣式”下拉列表框中，可以設(shè)置預(yù)覽窗口中圖形的三維隱藏、三維線框、概念、真實等視覺樣式 。,7.5 漫游與飛行,在AutoCAD 2008中，用戶可以在漫游或飛行模式下，通

7、過鍵盤和鼠標(biāo)可以控制視圖顯示，或創(chuàng)建導(dǎo)航動畫。 “定位器”選項板 漫游和飛行設(shè)置,“定位器”選項板,選擇“視圖”|“漫游”或“視圖”|“飛行”命令，打開“定位器”選項板和“三維漫游導(dǎo)航映射”對話框。,漫游和飛行設(shè)置,選擇“視圖”|“漫游和飛行”命令，打開“漫游和飛行設(shè)置”對話框?？梢栽O(shè)置顯示指令窗口的時機，窗口顯示的時間，以及當(dāng)前圖形設(shè)置的步長和每秒步數(shù) 。,7.6 觀察三維圖形,在AutoCAD中，使用“視圖”|“縮放”、“視圖”|“平移”子菜單中的命令可以縮放或平移三維圖形，以觀察圖形的整體或局部。其方法與觀察平面圖形的方法相同。此外，在觀測三維圖形時，還可以通過旋轉(zhuǎn)、消隱及設(shè)置視覺樣式等

8、方法來觀察三維圖形。 消隱圖形 使用“視覺樣式”菜單觀察三維圖形 改變?nèi)S圖形的曲面輪廓素線 以線框形式顯示實體輪廓 改變實體表面的平滑度,消隱圖形,在繪制三維曲面及實體時，為了更好地觀察效果，可選擇“視圖”|“消隱”命令(HIDE)，暫時隱藏位于實體背后而被遮擋的部分。 執(zhí)行消隱操作之后，繪圖窗口將暫時無法使用“縮放”和“平移”命令，直到選擇“視圖”|“重生成”命令重生成圖形為止。,使用“視覺樣式”菜單觀察三維圖形,用戶還可以通過選擇“視圖”|“視覺樣式”子命令更加真實的觀察三維圖形，例如選擇“概念”命令觀察三維圖形。,改變?nèi)S圖形的曲面輪廓素線,當(dāng)三維圖形中包含彎曲面時(如球體和圓柱體等)

9、，曲面在線框模式下用線條的形式來顯示，這些線條稱為網(wǎng)線或輪廓素線。使用系統(tǒng)變量ISOLINES可以設(shè)置顯示曲面所用的網(wǎng)線條數(shù)，默認(rèn)值為4，即使用4條網(wǎng)線來表達(dá)每一個曲面。該值為0時，表示曲面沒有網(wǎng)線，如果增加網(wǎng)線的條數(shù)，則會使圖形看起來更接近三維實物。,ISOLINES=4 ISOLINES=16,以線框形式顯示實體輪廓,使用系統(tǒng)變量DISPSILH可以以線框形式顯示實體輪廓。此時需要將其值設(shè)置為1，并用“消隱”命令隱藏曲面的小平面 。,改變實體表面的平滑度,要改變實體表面的平滑度，可通過修改系統(tǒng)變量FACETRES來實現(xiàn)。該變量用于設(shè)置曲面的面數(shù)，取值范圍為0.0110。其值越大，曲面越平滑

10、 。 如果DISPSILH變量值為1，那么在執(zhí)行“消隱”、“渲染”命令時并不能看到FACETRES設(shè)置效果，此時必須將DISPSILH值設(shè)置為0。,7.7 繪制簡單的圖形,選擇“繪圖”|“點”命令，或在“繪圖”工具欄中單擊“點”按鈕，然后在命令行中直接輸入三維坐標(biāo)即可繪制三維點。 由于三維圖形對象上的一些特殊點，如交點、中點等不能通過輸入坐標(biāo)的方法來實現(xiàn)，可以采用三維坐標(biāo)下的目標(biāo)捕捉法來拾取點。 二維圖形方式下的所有目標(biāo)捕捉方式在三維圖形環(huán)境中可以繼續(xù)使用。不同之處在于，在三維環(huán)境下只能捕捉三維對象的頂面和底面的一些特殊點，而不能捕捉柱體等實體側(cè)面的特殊點即在柱狀體側(cè)面豎線上無法捕捉目標(biāo)點，因

11、為主體的側(cè)面上的豎線只是幫助顯示的模擬曲線。在三維對象的平面視圖中也不能捕捉目標(biāo)點，因為在頂面上的任意一點都對應(yīng)著底面上的一點，此時的系統(tǒng)無法辨別所選的點究竟在哪個面上。,繪制三維點,繪制三維直線和樣條曲線,兩點決定一條直線。當(dāng)在三維空間中指定兩個點后，如點(0,0,0)和點(1,1,1)，這兩個點之間的連線即是一條3D直線。 同樣，在三維坐標(biāo)系下，使用“繪圖”|“樣條曲線”命令，可以繪制復(fù)雜3D樣條曲線，這時定義樣條曲線的點不是共面點。例如，經(jīng)過點(0,0,0)、(10,10,10)、(0,0,20)、(-10,-10,30)、(0,0,40)、(10,10,50)和(0,0,60)繪制的樣

12、條曲線。,繪制三維多段線,在二維坐標(biāo)系下，使用“繪圖”|“多段線”命令繪制多段線，盡管各線條可以設(shè)置寬度和厚度，但它們必須共面。三維多線段的繪制過程和二維多線段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三維多線段中只有直線段，沒有圓弧段。選擇“繪圖”|“三維多段線”命令(3DPOLY)，此時命令行提示依次輸入不同的三維空間點，以得到一個三維多段線。,繪制螺旋線,選擇“繪圖”|“螺旋”命令，可以繪制三維螺旋線。當(dāng)分別指定了螺旋線底面的中心點、底面半徑(或直徑)和頂面半徑(或直徑)后，命令行顯示如下提示。 指定螺旋高度或 軸端點(A)/圈數(shù)(T)/圈高(H)/扭曲(W) :,7.8 繪制三維網(wǎng)格和實體,

13、繪制平面曲面 繪制三維面 隱藏邊 繪制三維網(wǎng)格 繪制旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格 繪制平移網(wǎng)格 繪制直紋網(wǎng)格 繪制邊界網(wǎng)格 繪制多實體 繪制長方體,繪制楔體 繪制圓柱體 繪制圓錐體 繪制球體 繪制圓環(huán)體 棱錐面 拉伸 旋轉(zhuǎn) 掃掠 放樣,7.8.1 繪制平面曲面,在AutoCAD 2008中，選擇“繪圖”|“建?！眧“平面曲面”命令(PLANESURF)，可以創(chuàng)建平面曲面或?qū)ο筠D(zhuǎn)換為平面對象。 繪制平面曲面時，命令行顯示如下提示信息。 指定第一個角點或 對象(O) : 在該提示信息下，如果直接指定點可繪制平面曲面，此時還需要在命令行的“指定其他角點:”提示信息下輸入其他角點坐標(biāo)。 如果要將對象轉(zhuǎn)換為平面曲面，可以

14、選擇“對象(O)”選項，然后在繪圖窗口中選擇對象即可。,7.8.2 繪制三維面,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“三維面”命令(3DFACE)，可以繪制三維面。三維面是三維空間的表面，它沒有厚度，也沒有質(zhì)量屬性。由“三維面”命令創(chuàng)建的每個面的各頂點可以有不同的Z坐標(biāo)，但構(gòu)成各個面的頂點最多不能超過4個。如果構(gòu)成面的4個頂點共面，消隱命令認(rèn)為該面是不透明的可以消隱。反之，消隱命令對其無效。,可參見P224繪制右圖的三維面,7.8.3 隱藏邊,選擇“繪圖”|“建模”|“網(wǎng)格”|“邊”命令(EDGE)，可以修改三維面的邊的可見性。,7.8.4 繪制三維網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“三維

15、網(wǎng)格”命令(3DMESH)，可以根據(jù)指定的M行N列個頂點和每一頂點的位置生成三維空間多邊形網(wǎng)格。M和N的最小值為2，表明定義多邊形網(wǎng)格至少要4個點，其最大值為256。,可參見P225繪制,7.8.5 繪制旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格”命令(REVSURF)，可以將曲線繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，形成旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格。旋轉(zhuǎn)方向的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB1確定，旋轉(zhuǎn)軸方向的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB2確定。,7.8.6 繪制平移網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“平移網(wǎng)格”命令(TABSURF)，可以將路徑曲線沿方向矢量進(jìn)行平移后構(gòu)成平移曲面。這時可在命令行的“選擇用

16、作輪廓曲線的對象:”提示下選擇曲線對象，在“選擇用作方向矢量的對象:”提示信息下選擇方向矢量。當(dāng)確定了拾取點后，系統(tǒng)將向方向矢量對象上遠(yuǎn)離拾取點的端點方向創(chuàng)建平移曲面。平移曲面的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB1確定。,7.8.7 繪制直紋網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建模”|“網(wǎng)格”|“直紋網(wǎng)格”命令(RULESURF)，可以在兩條曲線之間用直線連接從而形成直紋網(wǎng)格。這時可在命令行的“選擇第一條定義曲線:”提示信息下選擇第一條曲線，在命令行的“選擇第二條定義曲線:”提示信息下選擇第二條曲線。,7.8.8 繪制邊界網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“邊界網(wǎng)格”命令(EDGESURF)，可以使用4條

17、首尾連接的邊創(chuàng)建三維多邊形網(wǎng)格。這時可在命令行的“選擇用作曲面邊界的對象 1:”提示信息下選擇第一條曲線，在命令行的“選擇用作曲面邊界的對象 2:”提示信息下選擇第二條曲線，在命令行的“選擇用作曲面邊界的對象 3:”提示信息下選擇第三條曲線，在命令行的“選擇用作曲面邊界的對象4:”提示信息下選擇第四條曲線。,7.8.9 繪制多段體,在AutoCAD 2008中，選擇“繪圖”|“建?！眧“多段體”命令(POLYSOLID)，可以將現(xiàn)有直線、二維多線段、圓弧或圓轉(zhuǎn)換為具有矩形輪廓的實體。,7.8.10 繪制長方體,選擇“繪圖”|“建?！眧“長方體”命令(BOX)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟伴L方體”

18、按鈕，都可以繪制長方體或各邊都相等的立方體。,可參見P231,7.8.11 繪制楔體,在AutoCAD 2008中，雖然創(chuàng)建“長方體”和“楔體”的命令不同，但創(chuàng)建方法卻相同，因為楔體是長方體沿對角線切成兩半后的結(jié)果。,7.8.12 繪制圓柱體,選擇”繪圖”|“建模”|“圓柱體”命令(CYLINDER)，或在”建模”工具欄中單擊“圓柱體”按鈕，可以繪制圓柱體或橢圓柱體。 注意：線框密度 ISOLINES 的選擇。,7.8.13 繪制圓錐體,選擇“繪圖”|“建?！眧“圓錐體”命令(CONE)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟皥A錐體”按鈕，即可繪制圓錐體或橢圓形錐體 。 注意：線框密度 ISOLINES

19、的選擇。,7.8.14 繪制球體,選擇“繪圖”|“建?！眧“球體”命令(SPHERE)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟扒蝮w”按鈕，都可以繪制球體。這時只需要在命令行的“指定中心點或 三點(3P)/兩點(2P)/相切、相切、半徑(T):”提示信息下指定球體的球心位置，在命令行的“指定半徑或 直徑(D):”提示信息下指定球體的半徑或直徑就可以了。 繪制球體時可以通過改變 ISOLINES 變量，來確定每個面上的線框密度。,7.8.15 繪制圓環(huán)體,選擇“繪圖”|“建模”|“圓環(huán)體”命令(TORUS)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟皥A環(huán)體”按鈕，都可以繪制圓環(huán)實體，此時需要指定圓環(huán)的中心位置、圓環(huán)的半徑或直

20、徑，以及圓管的半徑或直徑。,7.8.16 棱錐面,選擇“繪圖”|“建?！眧“棱錐面”命令(PYRAMID)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟袄忮F面”按鈕，即可繪制棱錐面 。,7.8.17 拉伸,在AutoCAD中，選擇“繪圖”|“建?！眧“拉伸”命令(EXTRUDE)，可以將任何二維封閉多段線、圓、橢圓、封閉樣條曲線和面域，多段線對象的頂點數(shù)不能超過500個且不小于3個。 默認(rèn)情況下，可以沿Z軸方向拉伸對象，這時需要指定拉伸的高度和傾斜角度。其中，拉伸高度值可以為正或為負(fù)，它們表示了拉伸的方向。拉伸角度也可以為正或為負(fù)，其絕對值不大于90，默認(rèn)值為0，表示生成的實體的側(cè)面垂直于XY平面，沒有錐度。如

21、果為正，將產(chǎn)生內(nèi)錐度，生成的側(cè)面向里靠；如果為負(fù)，將產(chǎn)生外錐度，生成的側(cè)面向外 。,7.8.18 旋轉(zhuǎn),在AutoCAD中，可以使用“繪圖”|“建?！眧“旋轉(zhuǎn)”命令(REVOLVE)，將二維對象繞某一軸旋轉(zhuǎn)生成實體。用于旋轉(zhuǎn)的二維對象可以是封閉多段線、多邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環(huán)及封閉區(qū)域。三維對象、包含在塊中的對象、有交叉或自干涉的多段線不能被旋轉(zhuǎn)，而且每次只能旋轉(zhuǎn)一個對象。 選擇“繪圖”|“建?！眧“旋轉(zhuǎn)”命令，并選擇需要旋轉(zhuǎn)的二維對象后，通過指定兩個端點來確定旋轉(zhuǎn)軸。,7.8.19 掃掠,在AutoCAD 2008中，選擇“繪圖”|“建?！眧“掃掠”命令(SWEEP)，可以通過沿

22、開放或閉合的二維或三維路徑掃掠開放或閉合的平面曲線（輪廓）創(chuàng)建新實體或曲面。如果要掃掠的對象不是封閉的圖形，那么使用“掃掠”命令后得到的是網(wǎng)格面，否則得到的是三維實體。,7.8.20 放樣,在AutoCAD 2008中，選擇“繪圖”|“建?！眧“放樣”命令(LOFT)，可以通過對包含兩條或兩條以上橫截面曲線的一組曲線進(jìn)行放樣（繪制實體或曲面）來創(chuàng)建三維實體或曲面。,課后作業(yè)：,1、請自行練習(xí)本課件中涉及到的三維圖形； 2、練習(xí) P236 三維圖形應(yīng)用實例中10-8-1繪制凳子、10-8-3繪制軸零件、10-8-5繪制連珠、10-9特殊實體的繪制-繪制室外臺階； 3、嘗試練習(xí)10-8-2繪制鐵餅、10-8-4繪制毛坯。,