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1、绘制三维图形重点与难点:本节重点讲解了三维坐标表示及三维图形观察方法;使用直线、样条曲线、三维多段线和各种曲面绘制命令绘制三维图形;使用基本命令绘制三维实体以及通过对二维图形进行拉伸、旋转等操作创建各种各样的复杂实体。 在工程设计和绘图过程中,三维图形应用越来越广泛。AutoCAD可以利用3种方式来创建三维图形,即线架模型方式、曲面模型方式和实体模型方式。线架模型方式为一种轮廓模型,它由三维的直线和曲线组成,没有面和体的特征。表面模型用面描述三维对象,它不仅定义了三维对象的边界,而且还定义了表面即具有面的特征。实体模型不仅具有线和面的特征,而且还具有体的特征,各实体对象间可以进行各种布尔运算操
2、作,从而创建复杂的三维实体图形。 如何将单个视口变成四个视口方法视口工具栏中点击显示“视口”对话框,选四个相等视图,改为三维,在左上角为俯视图,右上角为主视图(前视图),左下角为左视图,右下角为-等轴测。观察三维图形 在AutoCAD中,使用“视图”菜单下的“缩放”、“视图”菜单下的“平移”子菜单中的命令可以缩放或平移三维图形,以观察图形的整体或局部。其方法与观察平面图形的方法相同。此外,在观测三维图形时,还可以通过旋转、消隐及着色等方法来观察三维图形。u 消隐图形在绘制三维曲面及实体时,为了更好地观察效果,可选择“视图”菜单下的“消隐”命令(HIDE),暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。
3、u 着色图形在AutoCAD中,使用“视图”菜单下的“着色”子菜单中的命令,可生成“二维线框”、“三维线框”、“消隐”、“平面渲染”、“体渲染”、“带边框平面渲染”和“带边框体渲染”多种视图。例如,选择“视图”-“着色”-“平面着色”命令,以图形的线框颜色着色图形。着色工具栏:可在立体表面涂上单一颜色,还可根椐立体面所处方位的不同而表现出对光线折射的差别。1、 二维线框:显示用直线和曲线表示边界的对象2、 三维线框:显示用直线和曲线表示边界的对象,这是UCS为一个着色的三维图标。3、 消隐:显示用三维线框表示的对象,同时消隐表示后向面的线。4、 平面着色:用于在多边形面之间着色对象,但平面着色
4、的对象不加体着色的对象那样细致、光滑。5、 体着色:用于对多边形平面之间的对象进行着色,并使其边缘平滑,给对象一个光滑,具有真实感的外观。6、 带边框平面着色:合并平面着色和线框选项。7、 带边框体着色:合并体着色和线框选项。下面我们讲一个“三维动态观察器”和“三维连续观察器”命令。1、选择“视图”菜单下“三维动态观察器”命令(BDORBIT)或单击中的三维动态观察按纽,可通过单击和拖动的方式,在三维空间动态观察对象。移动光标时,其形状也将随之改变,以指示视图的旋转方向。 2、单击中的三维连续观察按纽,是鼠标拖动的方向就是旋转的方向,鼠标拖动的快与慢就是模型旋转速度的快与慢。绘制三维点和线 选
5、择“绘图”-“点”命令,或在“绘图”工具栏中单击“点”按钮,然后在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三维点。由于三维图形对象上的一些特殊点,如交点、中点等不能通过输入坐标的方法来实现,可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。在三维空间中指定两个点后,如点(0,0,0)和点(1,1,1),这两个点之间的连线即是一条3D直线。同样,在三维坐标系下,使用“样条曲线”命令,可以绘制复杂3D样条曲线,这时定义样条曲线的点不是共面点。在二维坐标系下,使用“绘图”-“多段线”命令绘制多段线,尽管各线条可以设置宽度和厚度,但它们必须共面。三维多线段的绘制过程和二维多线段基本相同,但其使用的命令不同,另外在三维多
6、线段中只有直线段,没有圆弧段。选择“绘图”-“三维多段线”命令(3DPOLY),此时命令行提示依次输入不同的三维空间点,以得到一个三维多段线。 绘制三维曲面 在AutoCAD中,不仅可以绘制球面、圆锥面、圆柱面等基本三维曲面,还可以绘制旋转曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲面。使用“绘图”-“曲面”子菜单中的命令或“曲面”工具栏可以绘制这些曲面 选择“绘图”-“曲面”-“三维曲面”命令,利用打开的“三维对象”对话框,可以绘制大部分三维曲面,如长方体表面、棱锥面、楔体表面及球面等。 选择“绘图”-“曲面”-“三维面”命令(3DFACE),可以绘制三维面。三维面是三维空间的表面,它没有厚度,也没有质
7、量属性。由“三维面”命令创建的每个面的各顶点可以有不同的Z坐标,但构成各个面的顶点最多不能超过4个。 选择“绘图”-“曲面”-“三维网格”命令(3DMESH),可以根据指定的M行N列个顶点和每一顶点的位置生成三维空间多边形网格。M和N的最小值为2,表明定义多边形网格至少要4个点,其最大值为256。 选择“绘图”-“曲面”-“旋转曲面”命令(REVSURF),可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度,形成旋转曲面。 选择“绘图”-“曲面”-平移曲面”命令(RULESURF),可以将路径曲线沿方向矢量进行平移后构成平移曲面。 选择“绘图”|“曲面”|“直纹曲面”命令(RULESURF),可以在两条曲线之间
8、用直线连接从而形成直纹曲面。 选择“绘图”-“曲面”-“边界曲面”命令(EDGESURF),可以使用4条首尾连接的边创建三维多边形网格。 绘制基本实体 在AutoCAD中,使用“绘图”-“实体”子菜单中的命令,或使用“实体”工具栏,可以绘制长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体及圆环体等基本实体模型。 A、选择“绘图”-“实体”-“长方体”命令(BOX),或在“实体”工具栏中单击“长方体”按钮,都可以绘制长方体,此时命令行显示如下提示。指定长方体的角点或 中心点(CE) : 在创建长方体时,其底面应与当前坐标系的XY平面平行,方法主要有指定长方体角点和中心两种。 B、选择“绘图”-“实体”-“楔体
9、”命令(WEDGE),或在“实体”工具栏中单击“楔体”按钮,都可以绘制楔体。由于楔体是长方体沿对角线切成两半后的结果,因此可以使用与绘制长方体同样的方法来绘制楔体。C、选择“绘图”-“实体”-“圆柱体”命令(CYLINDER),或在“实体”工具栏中单击“圆柱体”按钮,可以绘制圆柱体或椭圆柱体。 D、选择“绘图”-“实体”-“圆锥体”命令(CONE),或在“实体”工具栏中单击“圆锥体”按钮,即可绘制圆锥体或椭圆形锥体。 E、选择“绘图”-“实体”-“球体”命令(SPHERE),或在“实体”工具栏中单击“球体”按钮,都可以绘制球体。 F、选择“绘图”-“实体”-“圆环体”命令(TORUS),或在“
10、实体”工具栏中单击“圆环体”按钮,都可以绘制圆环实体,此时需要指定圆环的中心位置、圆环的半径或直径,以及圆管的半径或直径。 通过二维图形创建实体 在AutoCAD中,选择“绘图”-“实体”-“拉伸”命令(EXTRUDE),可以将2D对象沿Z轴或某个方向拉伸成实体。拉伸对象被称为断面,可以是任何2D封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域,多段线对象的顶点数不能超过500个且不小于3个。 对二维线进行拉伸方法1 在命令栏中输入快捷键为EXT2 指定位伸的高度3 指定拉伸的倾斜角度4 确定使用“绘图”|“实体”|“旋转”命令,将二维对象绕某一轴旋转生成实体。用于旋转的二维对象可以是封闭多段线、多边
11、形、圆、椭圆、封闭样条曲线、圆环及封闭区域。三维对象、包含在块中的对象、有交叉或自干涉的多段线不能被旋转,而且每次只能旋转一个对象。 课后练习:利用本节所学内容完成二层楼梯和电脑桌的制作。三维实体的编辑重点与难点:本节重点讲解了使用三维实体的布尔运算创建复杂实体;使用三维阵列、镜像、旋转以及对齐等命令编辑三维对象;使用基本命令编辑三维实体对象。三维实体的布尔运算 在AutoCAD中,可以对三维实体进行并集、差集、交集布尔运算来创建复杂实体。l 并集运算:并集是指将两个实体所占的全部空间作新为物体l 差集运算:指A物体在B物体上所占空间部分清除,形式的新物体(A-B或 B-A)l 交集运算:指两
12、个实体的公共部公做为新物体。A、选择“修改”-“实体编辑”-“并集”命令(UNION),或在“实体编辑”工具栏中单击“并集”按钮,可以实现并集运算。 使用并集的步骤 :1. 从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击中的 按纽。 2. 为并集选择一个面域。 3. 选择另一个面域。 4. 可以按任何顺序选择要合并的面域。继续选择面域,或按 ENTER 键结束命令。B、选择“修改”-“实体编辑”-“差集”命令(SUBTRACT),或在“实体编辑”工具栏中单击“差集”按钮,可以实现差集运算 使用差集的步骤 :1. 从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击中的 按纽。 2. 选择一个或多个要从其中减去的面域
13、,然后按 ENTER 键。 3. 选择要减去的面域,然后按 ENTER 键。 即:已从第一个面域的面积中减去了所选定的第二个面域的面积。C:选择“修改”-“实体编辑”-“交集”命令(INTERSECT),或在“实体编辑”工具栏中单击“交集”按钮,可以实现交集运算。 使用交集的步骤 1. 从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击 中的按纽。 2. 选择一个相交面域。 3. 选择另一个相交面域。 4. 可以按任何顺序选择面域来查找它们的交点继续选择面域,或按 ENTER 键结束命令编辑三维对象 在AutoCAD中,选择“修改”-“三维操作”子菜单中的命令,可以对三维空间中的对象进行阵列、镜像、旋转及
14、对齐操作。 A、选择“修改”-“三维操作”-“三维阵列”命令(3DARRAY),可以在三维空间中使用环形阵列或矩形阵列方式复制对象。 B、选择“修改”-“三维操作”-“三维镜像”命令(MIRROR3D),可以在三维空间中将指定对象相对于某一平面镜像。执行该命令并选择需要进行镜像的对象,然后指定镜像面。镜像面可以通过3点确定,也可以是对象、最近定义的面、Z轴、视图、XY平面、YZ平面和ZX平面。 C、选择“修改”-“三维操作”-“三维旋转”命令(ROTATE3D),可以使对象绕三维空间中任意轴(X轴Y轴或Z轴) 、视图、对象或两点旋转,其方法与三维镜像图形的方法相似。D、选择“修改”-“三维操作
15、”-“对齐”命令(ALIGN),可以对齐对象。对齐对象时需要确定3对点,每对点都包括一个源点和一个目的点。第1对点定义对象的移动,第2对点定义二维或三维变换和对象的旋转,第3对点定义对象不明确的三维变换。 此工具栏中其它工具的含义:拉伸面:将选定的三维实体对象的面拉伸到指定的高度或沿一路径拉伸。一次可以选择多个面。移动面:沿指定的高度或距离移动选定的三维实体对象的面。一次可以选择多个面。偏移面:按指定的距离或通过指定的点,将面均匀地偏移。正值增大实体尺寸或体积,负值减小实体尺寸或体积。删除面:从选择集中删除先前选择的边。旋转面:绕指定的轴旋转一个面、多个面或实体的某些部分。旋转角度:从当前位置起,使对象绕选定的轴旋转指定的