第12讲 三维绘图培训讲学

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1、第12讲 三维绘图,学习目标 三维建模空间及观察3D模型。 视觉样式。 快速建立平面视图。 平行投影模式及透视投影模式。 用户坐标系及动态用户坐标系 三维基本立体及多段体的建立。 二维对象形成实体或曲面。 通过扫掠、放样创建实体或曲面。 加厚曲面形成实体。 利用平面或曲面切割实体。,12.1 功能讲解三维绘图基础,本节主要介绍三维建模空间、观察三维模型的方法、快速建立平面视图、平行投影模式及透视投影模式、用户坐标系及动态用户坐标系等。,12.1.2 用标准视点观察3D模型,任何三维模型都可以从任意一个方向观察，进入三维建模空间，该空间【常用】选项卡中【视图】面板上的【视图控制】下拉列表提供了1

2、0种标准视点，如图所示。通过这些视点就能获得3D对象的10种视图，如前视图、后视图、左视图及东南轴测图等。 标准视点是相对于某个基准坐标系（世界坐标系或用户创建的坐标系）设定的，基准坐标系不同，则所得视图不同。,用户可在【视图管理器】对话框中指定基准坐标系，选取【视图控制】下拉列表中的【视图管理器】，打开【视图管理器】对话框，该对话框左边的列表框中列出了预设的标准正交视图名称，这些视图所采用的基准坐标系可在【设定相对于】下拉列表中选定，如下图所示。,12.1.3 三维动态观察,3DFORBIT命令将激活交互式的动态视图，用户通过单击并拖动鼠标的方法来改变观察方向，从而能够非常方便地获得不同方向

3、的3D视图。使用此命令时，用户可以选择观察全部的或模型中的一部分对象，AutoCAD围绕待观察的对象形成一个辅助圆，该圆被4个小圆分成4等份，如下图所示。辅助圆的圆心是观察目标点，当用户按住左键拖动鼠标时，待观察的对象（即目标点）静止不动，而视点绕着3D对象旋转，显示结果是视图在不断地转动。,当用户想观察整个模型的部分对象时，应先选择这些对象，然后执行3DFORBIT命令，此时，仅所选对象显示在屏幕上。若其没有处在动态观察器的大圆内，就单击鼠标右键，选取【范围缩放】选项。 命令启动方法如下。 下拉菜单：【视图】/【动态观察】/【自由动态观察】。 面板：【导航】面板上的 按钮。 命令行：3DFO

4、RBIT。 执行3DFORBIT命令，AutoCAD窗口中就出现一个大圆和4个均布的小圆。当光标移至圆的不同位置时，其形状将发生变化，不同形状的光标表明了当前视图的旋转方向。,12.1.4 视觉样式,视觉样式用于改变模型在视口中的显示外观，它是一组控制模型显示方式的设置，这些设置包括面设置、环境设置及边设置等。面设置控制视口中面的外观，环境设置控制阴影和背景，边设置控制如何显示边。当选中一种视觉样式时，AutoCAD在视口中按样式规定的形式显示模型。 AutoCAD提供了以下5种默认视觉样式，用户可在【视图】面板的【视觉样式】下拉列表中进行选择，如下图所示。,12.1.5 快速建立平面视图,P

5、LAN命令可以生成坐标系的xy平面视图，即视点位于坐标系的z轴上。该命令在三维建模过程中非常有用，例如，当用户想在3D空间的某个平面上绘图时，可先以该平面为xy坐标面创建新坐标系，然后使用PLAN命令使坐标系的xy平面视图显示在屏幕上，这样在三维空间的某一平面上绘图就如同画一般的二维图一样。,12.1.6 平行投影模式及透视投影模式,AutoCAD图形窗口中的投影模式分平行投影模式和透视投影模式，前者的投影线相互平行，后者的投影线相交于投射中心。平行投影视图能反映出物体主要部分的真实大小和比例关系。透视模式与眼睛观察物体的方式类似，此时物体显示的特点是近大远小，视图具有较强的深度感和距离感，当

6、观察点与目标距离接近时，这种效果更明显。 如下图所示的是平行投影图及透视投影图。选择【平行模式】选项切换到平行投影模式，选择【透视模式】选项切换到透视投影模式。,12.1.7 用户坐标系及动态用户坐标系,默认情况下，AutoCAD坐标系是世界坐标系，该坐标系是一个固定坐标系。用户也可在三维空间中建立自己的坐标系（UCS），该坐标系是一个可变动的坐标系，坐标轴正向按右手螺旋法则确定。三维绘图时，UCS坐标系特别有用，因为用户可以在任意位置、沿任何方向建立UCS，从而使得三维作图变得更加容易。 除用UCS命令改变坐标系外，用户也可打开动态UCS功能，使UCS坐标系的xy平面在绘图过程中自动与某一平

7、面对齐。按F6键或按下状态栏上的 按钮，就打开动态UCS功能。执行二维或三维绘图命令，将光标移动到要绘图的实体面，该实体面高亮显示，表明坐标系的xy平面临时与实体面对齐，绘制的对象将处于此面内，绘图完成后，UCS坐标系又返回原来状态。 AutoCAD多数2D命令只能在当前坐标系的xy平面或与xy平面平行的平面内执行，若用户想在空间的某一平面内使用2D命令，则应沿此平面位置创建新的UCS。,12.2 功能讲解基本立体、由二维对象形成实体或曲面,创建三维实体和曲面的主要工具都包含在三维制作控制台上，用户利用此控制台可以创建圆柱体、球体及锥体等基本立体，此外，还可通过拉伸、旋转2D对象形成三维实体或

8、曲面。,12.2.1 三维基本立体,AutoCAD能生成长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔形体以及圆环体等基本立体，【建模】面板中包含了创建这些立体的命令按钮，下表列出了这些按钮的功能及操作时要输入的主要参数。,创建长方体或其他基本立体时，用户也可通过单击一点设定参数的方式进行绘制。当AutoCAD提示输入相关数据时，用户移动光标到适当位置，然后单击一点，在此过程中立体的外观将显示出来，便于用户初步确定立体形状。绘制完成后，可用PROPERTIES命令显示立体尺寸，并对其修改。,12.2.2 多段体,使用POLYSOLID命令可以像绘制连续折线或画多段线一样创建实体，该实体称为多段体，它看起来是

9、由矩形薄板及圆弧形薄板组成的，板的高度和厚度可以设定。此外，用户还可利用该命令将已有的直线、圆弧及二维多段线等对象创建成多段体。,12.2.3 将二维对象拉伸成实体或曲面,EXTRUDE命令可以拉伸二维对象生成3D实体或曲面，若拉伸闭合对象，则生成实体，否则生成曲面。操作时，用户可指定拉伸高度值及拉伸对象的锥角，还可沿某一直线或曲线路径进行拉伸。 EXTRUDE命令能拉伸的对象及路径参看下表。,12.2.4 旋转二维对象形成实体或曲面,REVOLVE命令可以旋转二维对象生成3D实体，若二维对象是闭合的，则生成实体，否则生成曲面。用户通过选择直线、指定两点或x、y轴来确定旋转轴。 REVOLVE

10、命令可以旋转以下二维对象。 直线、圆弧、椭圆弧。 二维多段线、二维样条曲线。 面域、实体上的平面。,12.3 功能讲解扫掠、放样及切割实体,本节主要内容包括通过扫掠及放样2D对象形成三维实体或曲面，加厚曲面形成实体，利用平面或曲面切割实体。,12.3.1 通过扫掠创建实体或曲面,SWEEP命令可以将平面轮廓沿二维或三维路径进行扫掠形成实体或曲面，若二维轮廓是闭合的，则生成实体，否则生成曲面。扫掠时，轮廓一般会被移动并被调整到与路径垂直的方向。默认情况下，轮廓形心与路径起始点对齐，但也可指定轮廓的其他点作为扫掠对齐点。 扫掠时可选择的轮廓对象及路径参看下表。,12.3.2 通过放样创建实体或曲面

11、,LOFT命令可对一组平面轮廓曲线进行放样形成实体或曲面，若所有轮廓是闭合的，则生成实体，否则生成曲面，如下图所示。注意，放样时，轮廓线或全部闭合或全部开放，不能使用既包含开放轮廓又包含闭合轮廓的选择集。 放样实体或曲面中间轮廓的形状可利用放样路径控制，如左图所示，放样路径始于第一个轮廓所在的平面，止于最后一个轮廓所在的平面。导向曲线是另一种控制放样形状的方法，将轮廓上对应的点通过导向曲线连接起来，使轮廓按预定方式进行变化，如右图所示。轮廓的导向曲线可以有多条，不过每条导向曲线必须与各轮廓相交，始于第一个轮廓，止于最后一个轮廓。,放样时可选择的轮廓对象、路径及导向曲线参看下表。,12.3.3

12、创建平面,用户使用PLANESURF命令可以创建矩形平面或将闭合线框、面域等对象转化为平面，操作时，可一次选取多个对象。 命令启动方法如下。 下拉菜单：【绘图】/【建模】/【平面曲面】。 面板：【建模】面板上的 按钮。 命令行：PLANESURF。 执行PLANESURF命令，当AutoCAD提示“指定第一个角点或 对象(O) ：”时，采取以下方式响应提示。 指定矩形的对角点创建矩形平面。 使用“对象(O)”选项，选择构成封闭区域的一个或多个对象生成平面。,12.3.4 加厚曲面形成实体,THICKEN命令可以加厚任何类型曲面形成实体。 命令启动方法如下。 下拉菜单：【修改】/【三维操作】/【

13、加厚】。 面板：【实体编辑】面板上的 按钮。 命令行：THICKEN。 执行THICKEN命令，选择要加厚的曲面，再输入厚度值，曲面就转化为实体。,12.3.5 利用平面或曲面切割实体,SLICE命令可以利用平面或曲面切开实体模型，被剖切的实体可保留一半或两半都保留，保留部分将保持原实体的图层和颜色特性。剖切方法是先定义切割平面，然后选定需要的部分。用户可通过3点来定义切割平面，也可指定当前坐标系xy、yz、zx平面作为切割平面。,12.3.6 与实体显示有关的系统变量,与实体显示有关的系统变量有ISOLINES、FACETRES、DISPSILH这3个，以下分别对其进行介绍。 系统变量ISO

14、LINES：此变量用于设定实体表面网格线的数量，如下图所示。,系统变量FACETRES：用于设置实体消隐或渲染后的表面网格密度，此变量值的范围为0.0110.0，值越大表明网格越密，消隐或渲染后表面越光滑，如下图所示。,系统变量DISPSILH：用于控制消隐时是否显示出实体表面网格线，若此变量值为0，则显示网格线，为1，则不显示网格线，如下图所示。,12.4 范例解析利用布尔运算构建实体模型,前面已经介绍了如何生成基本三维实体及由二维对象转换得到三维实体，若将这些简单实体放在一起，然后进行布尔运算就能构建复杂的三维模型。 布尔运算包括并集、差集、交集。 一、并集操作 UNION命令将两个或多个

15、实体合并在一起形成新的单一实体，操作对象既可以是相交的，也可以是分离开的。,二、差集操作 SUBTRACT命令将实体构成的一个选择集从另一选择集中减去。操作时，用户首先选择被减对象，构成第一选择集，然后选择要减去的对象，构成第二选择集，操作结果是第一选择集减去第二选择集后形成的新对象。 三、交集操作 INTERSECT命令可创建由两个或多个实体重叠部分构成的新实体。,绘制如下图所示组合体的实体模型。,1.创建一个新图形文件。 2.选取菜单命令【视图】/【三维视图】/【东南等轴测】，切换到东南轴测视图。将坐标系绕x轴旋转90，在xy平面画二维图形，再把此图形创建成面域，如左图所示，拉伸面域形成立

16、体，如右图所示。,3.将坐标系绕y轴旋转90，在xy平面画二维图形，再把此图形创建成面域，如左图所示，拉伸面域形成立体，如中图所示。,4.用MOVE命令将新建立体移动到正确位置，再复制它，然后对所有立体执行“并”运算，如左图所示。 5.创建3个圆柱体，圆柱体高度为1600，如中图所示，利用“差”运算将圆柱体从模型中去除，如右图所示。,6.返回世界坐标系，在xy平面画二维图形，再把此图形创建成面域，如图左图所示，拉伸面域形成立体，如图中图所示。 7.用MOVE命令将新建立体移动到正确的位置，再对所有立体执行“并”运算，如右图所示。,12.5 课堂实训创建木桌,绘制如下图所示木桌的实体模型。,12.6 综合案例创建组合体实体模型,绘制如下图所示支撑架的实体模型。,1.创建一个新图形。 2.选择菜单命令【视图】/【三维视图】/【东南等轴测】，切换到东南轴测视图。在xy平面绘制底板的轮廓形状，并将其创建成面域，结果如左图所示。 3.拉伸面域，形成底板的实体模型，结果如右图所示。,4.建立新的用户坐标系，在xy平面内绘制弯板及三角形筋板的二维轮廓，并将其创建成面域，结果如左图所示。