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1、1CAD 三维建模知识汇编1 CAD 三维建模首先应做什么? 答:首先应当熟悉世界坐标系和三维空间的关系。其 次 是掌握 CAD 的用户坐标系以及多个视图的使用技巧。另外必须熟悉面域的操作和多段线 的编辑。至于基本立体的绘图练习全靠反复训练,掌握各自的特点。切记:CAD 的每一个命令中都蕴涵着各自的技巧,好好探索和熟练它们。 2何为三维世界坐标系? 答:世界坐标系是 CAD 在作图时,用于确定平面或空间点位 置的一个笛卡尔坐标体系,每一个坐标的正向和另两个坐标的旋向必须符合右手定则。 CAD 在平面作图时的三维世界坐标系标志是坐标符号图中有一“W”字样。 一般将 X-Y 平面理解为水平面,Z
2、轴方向表示高度距离,就是说“Z”值等同于用来 确定 X-Y 水平面高度的标高命令“ELEV” 。无论是“Z”值还是“ELEV”值,其“+”值 表示在 X-Y 面上方,而“-”值表示在 X-Y 面的下方。用户在作图时要切记这一点。注意:不管你的三维建模设计多复杂,作图过程中一定要有个基本坐标体系不能变。 否则,作图方向的紊乱,将使你陷入困境! 3如何灵活使用三维坐标? 答:在三维实体建模的作图过程中,要经常地变换坐标系统, 从而有利于作图。CAD 的世界坐标系是不变的,主要是用户坐标系的变换,其命令为“UCS” ,它可以完成平移、新建坐标方向、旋转等功能。执行过“UCS”后,命令行提示 如下:用
3、户可以选择需要的项目。如果选择新建项,即键如“N”后回车,则命令行再次显示为:用户即可确定 Z 轴方向,利用三点重新定坐标系或分别绕 X、Y、Z 轴旋转任意角度。 也 可以打开工具条点击图标,如图 一所示,常用的项目用户一定要熟练。图 一 坐标变换工具条注意:坐标“UCS”的变换是作图方向或实体定位的需要,不可任意倾斜。 4如何使用柱面坐标和球面坐标? 答:这两个坐标主要适用于三维建模作图,而且在三 维模型空间较为直观。尤其是在渲染效果图中用来确定灯光的位置十分方便。柱面坐标的形式为:(R角度 1,H) ,相对坐标形式为:( R角度 1,H),其中 R 为柱面的半径,角度 1 为柱面上的点在
4、X-Y 平面上的投影点与 X 轴正向的夹角,H 为距 X-Y 平面的高度值。利用柱面坐标很容易在圆柱实体的表面上确定一点的位置。球面坐标的形式为:(R角度 1角度 2) ,相对坐标形式为:( R角度 1角度 2),其中 R 为球面的半径,角度 1 为球面上的点 X-Y 平面上的投影点与 X 轴正向的夹角,2X-Y 平面应过球面中心,角度 2 为球面上的点与 X-Y 平面的夹角。在球体表面上定点较为 容易。切记:柱面和球面坐标可以绘制三维空间折线,尤其是绘制圆柱和球面螺旋线。 5如何认定 CAD 的作图平面? 答:CAD 的作图平面是 X-Y 坐标面,或者是在与 X-Y 坐 标面平行的平面上作图
5、。不论是二维绘图还是三维建模中的大部分作图都在该平面上完成, 栅格也是在该平面上显示。因此一般将 X-Y 平面称为平面视图(PLAN) 。但是在三维屏幕状态下作图时,只要每个点的坐标中 Z 值不为零,就意味着点已经 不在 X-Y 平面上。如 LINE 命令的不同形式:(30,40)为在 X-Y 平面上画线,而 (30,40,50)为距 X-Y 平面 50 处定一个点。切记:只有画线命令可以在三维空间任意方向作图。 6哪些二维绘图中的命令可以在三维模型空间继续使用? 答:纯正的二维绘图命令应理 解为没有宽度和厚度的图线,因此又称为二维线框命令。这些命令只能在 X-Y 面上或与该 坐标面平行的平面
6、上作图,它们是:圆及圆弧、椭圆和圆环,多义线及多段线、多边形和 矩形、文字及尺寸标注。所以在使用这些命令时要弄清楚是在哪个平面上工作。 而直线、射线和构造线可在三维空间任意画线。对于二维编辑命令均可在三维空间使 用,但必须在 X-Y 平面内,只有镜像、阵列和旋转在三维空间还有不同的使用方法。切记:圆、圆弧、多边形和面域只能在 X-Y 平面或平行其该面的平台上作图。 7哪些二维编辑命令可在三维空间继续使用? 答:以下命令的使用方法在二维或三维空 间是一样的。即:复制(Copy ) 、移动(Move ) 、偏移(Offset ) 、倒角 (Chamfer) 、倒圆角(Fillt ) 、修剪(Tri
7、m ) 、延伸(Extend ) 、断开 (Break )及延长等。而镜像、阵列、旋转三个命令在三维空间的使用方法略有不同。 8如何确定三维观察方向? 答:所谓确定三维观察方向就是从某个方位观察三维模型, 设置方法有多种。下拉“视图”菜单-在“三维视图”中的各项均是确定观察方向的命令, 用户可以逐一测试,以便在三维建模时灵活运用。执行“VPOINT”命令也是常用的定位 方法。 键入“VPOINT”后,命令行提示:() , 这有三种不同选择,第一用户可以直接键入(X,Y,Z)坐标值,X、Y、Z 可以分别取 0 和 1 或-1,即键入(0,0,1) 、 (1,-1,1) 、 (-1,-1,-1)等
8、值均可,不同的组合代表不 同的观察方向;用户也可先键入“R”选择第二种方式确定方位,键入“R”后屏幕提示如 下: 给定角度显示:也就是说用户要分别输入在 X-Y 面内的位置,而后再定与 X-Y 面的夹角以便定观察高度;如果用户直接按回车(ENTER)键,则屏幕上将出现一个如下图四所示的坐标球和三角架。此图说明:3(1)小“+”光标如在小圆 5 内移动,由 Z 正向看 X-Y 平面,若在圆心处为俯视图方向; 在小圆外大圆内时,表示从 Z 负向看 X-Y 平面; (2)小“+”在水平线 13 上方时,表示由 Y 正向看 X-Y 平面;而在下方时,表示由 Y 负 向看 X-Y 平面; (3)小“+”
9、在竖直线 24 右边时,表示由 X 负向看 X-Y 平面;而在左边时,表示由 X 正 向看 X-Y 平面;边缘 (4)小“+”光标在大圆外移动,表示绕 Z 轴旋转实体; (5)小“+”光标在小圆边缘移动,表示由 X-Y 面的方图 二 罗盘和三角架北 向观察实体。切记:无论从何方位观察实体,但观察后必须点击图标,返回原来的作图状态! 9如何使用过滤坐标? 答:所谓的过滤坐标就是在作图过程中为确定某一点的位置,而 该点(X,Y,Z)坐标的某一个值想借助另一点的同名坐标,则可用坐标过滤的办法来完 成。即可以分别逐个过滤,也可一次过滤两个(实际为一个平面) 。如图 一所示,要在矩 形的正上方绘制一个圆
10、柱体,而圆柱体的底部圆心距离矩形中心的高度为本 50 毫米。则执 行过程图 三 分别过滤 X、Y 坐标 为:(1)执行画圆柱体命令,命令提示如图 二 所示,输入“。X”回车后捕捉 1 点。然 后图 四 过滤 X 坐标 显示提示如图 三所示 ;(2)再输入“。Y”回车后捕捉 2 点。命令提示如图 四所示;图 五 过滤 Y 坐标 (3)最后直接输入 Z 坐标值,再完成圆柱体的作图。4图 六 输入 Z 坐标用户也可以一次过滤两个坐标,一般是“。XY” ,选定一个参考点后,再给出 Z 值即 可。注意:坐标过滤代替不了坐标“UCS”变换,前者偶然使用,而后者最常用。图 七 视口对话框 10为什么要采用多
11、视口观察实体?答:在三维建模的作图过程中,有时需要及时的观察 整体或局部效果,或者为了确定某一实体的位置,应从不同的角度显示实体,但又不想失 去原有的实体状态。所以,CAD 为用户提供了多视口观察工具。执行“VPORTS”命令, 显示视口对话框,如图 七所示。 如图 八所示,是设置了四个视口。CAD 只能在一个视口中工作,用户只需在要工作 的 视口中左击鼠标键就可进入,此时该视口的边界亮显,光标也同时变为十字形的工作状态。5图 八 四个视口观察实体 视口操作有很强的功能,这里先建议用户利用视口设置不同的观察方向,如图 八各视口所 示。但是如果要在某一个视口中添加实体,那么其它视口中也同样显示出
12、来。注意:在绘制或编辑三维模型时最好在一个视口中工作。 11如何将各分线段合并为一条多段线? 答:可以执行“PEDIT”命令或由下拉“修改” 菜单-选“多段线”后。屏幕提示“选择多段线” ,用户只要捕捉任一个线段实体,屏幕回 应“是否将其转换为多段线?Y ” ,回车认可后命令行显示如下提示:键入“J”后,即可选则首尾相连的各个线段实体,选择结束击两次回车就完成了全部操作。切记:将多个实体合并成一个实体(多义线)在建立面域或三维曲面轮廓时,常用! 12如何创建面域并进行布尔运算? 答:创建面域的命令有三种执行方式,即:一是直接 键入“REGION” ,二是点击图标“” ,三是下拉“绘图”菜单-“
13、面域” 。执行完命令 后,CAD 开始加载 DLL 文件,稍后提示用户选择要面域的对象,用户一定要选取封闭的 几何图形或由多个线段实体组成的封闭区域。否则 CAD 均不能创建所需要的面域。所谓的面域布尔运算就是逻辑计算,用户需要打开实体编辑工具条,如图九所示,其 中前三项是面域的布尔运算命令。图十所示为一个圆与一个矩形两个面域进行并 (UNION) 、差(SUBTRACT) 、交(INTERSECT)运算的结果。切记:在进行差(SUBTRACT)运算时,要先选择主体确定后,再选择需要减去的实 体。因此,不能同时选择主体和被减实体。图 九实体编辑工具条 图 十面域布尔运算613如何保证在三维建模
14、时作图的清晰快捷? 答:这是一个不错的问题,的确在三维建模 作图过程中,随着模型结构的复杂化,不仅要频繁地更换坐标系(UCS) ,同时还要绘制一 些辅助线用作实体的定位。复杂的模型纷乱的线条很难准确捕捉需要的目标。那么,最好 的办法就是利用图层来解决这一烦心的问题,与当前作图无关的图层可以先关闭或冻结。切记:一句铭言“无用的线变得有用,重叠的图层看起来更分明。 ” 14三维多义线有什么用途? 答:三维多义线主要用来绘制三维螺旋线和锥形螺旋线。使 用时可以直接键入“3DPOLY”命令,然后与二维画线命令一样输入每个点的坐标,但 Z 坐标值不应全为零。由“3DPOLY”绘制的多义折线可以用“PED
15、IT”进行编辑或者转化 为光滑的空间曲线。例如使用柱面坐标可以绘制三维螺旋线。 15如何使用三维平面命令? 答:CAD 提供了两个三维平面命令,即“3DFACE”和“PFACE”命令。这两个命令使用方法完全不同,而且没有图标,只能直接输入命令。 首先介绍“3DFACE”的使用技巧,直接键入命令“3DFACE”后,CAD 提示用户分 别输入四个点即完成第一个平面,继续提示输入第二平面的 3,4 点,完成后再要求输入第 三个平面的 3、4 点等等。至此,用户已经清楚该命令的使用技巧,那就是在第一个 平面所需的四个点输入完后,CAD 将第一个平面的 3、4 点自动认作是第二个平面的 1、2 点,这样
16、一直进行下去,直到拥护中断执行为止。如图 十一所示,是用该命令绘制的两个 三维模型图。图 十一 3DFACE 平面 16三维平面 PFACE 又如何使用呢? 答:了解了“3DFACE”命令的使用方法后,我们 再来看看“PFACE”如何使用?先看图 十二所示的三维房屋线框模型,该模型共有 20 个顶点, 图 十二 房屋模型 图 十三房屋模型建立三个平面 有 12 表面,这些表面有四边形,也有五边形或七边形。显然利用“3DFACE”命令为每个 平面着色是不可能的,而使用“PFACE”可以解决该问题。 键入“PFACE”后命令行显示“” ,用户可按自己规定的顶点顺 序号码使用光标逐个捕捉,完毕后回车提示“” ,要求用户输入所规定的 第一平面的起点序号数“” 。这里有两点要明白, 一是具体哪一个面作为第一个平面是任意的;二是所定平面上的点哪一个点作为第一点也7是任意的。但只能输入序号数且按顺时