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1、三维绘图与实体造型第1章 三维绘图与实体造型n1.1 坐标系n1.2 线框模型n1.3 表面模型n1.4 实体模型n1.5 三维显示n1.6 三维实体编辑三维绘图与实体造型本章学习目标 坐标系（用户坐标系及其管理器） 线框模型 表面模型（三维面、多边形网格、基本体表面、回转曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲面） 实体造型（基本体、拉伸实体和回转实体） 三维显示（视点、视区、消隐、动态显示和平面视图） 三维实体编辑（旋转、阵列、镜像、对齐、倒直角、倒圆角、剖视图和断面图）返回首页三维绘图与实体造型1.1 坐标系n1.1.1 基本概念n1.1.2 UCS（用户坐标系）n1.1.3 UCS管理器 返回
2、首页三维绘图与实体造型1.1.1 基本概念除了增加第三维坐标（即 Z 轴）之外，指定三维坐标与指定 二维坐标是相同的。在三维空间 绘图时，要在世界坐标系 (WCS) 或用户坐标系 (UCS) 中指定 X、 Y 和 Z 的坐标值。下图7-2表示 WCS 的 X、Y 和 Z 轴。 1-2 WCS世界坐标系 1. 三维笛卡尔坐标在创建三维模型时，往往会设置不同的二维视图以 便更好地显示、绘制和编辑几何图形。 图1-2 为三维笛卡尔坐标 三维绘图与实体造型输入 X、Y、Z 坐标输入三维笛卡尔坐标 (X,Y,Z) 与输入二维坐标 (X,Y) 相似。但除了指定 X 和 Y 值以外，还要指定 Z 值。右图中
3、 ，点坐标 (3,2,5) 表示一个沿 X 轴正方向 3 个单位，沿 Y 轴正方向 2 个单位，沿 Z 轴正方向 5 个单位的点。您可以 输入相对于 UCS 原点的绝对坐标值，或者输入基于上一个 输入点的相对坐标值，如图1-4所示。 1-3 右手定则 在三维坐标系中知道了 X 和 Y 轴的方向，根据右手 定则就能确定 Z 轴的正方向 。右手定则也决定三维空间 中任一坐标轴的正旋转方向 。 三维绘图与实体造型图1-4 三维笛卡尔坐标 三维绘图与实体造型柱面坐标是在极坐标 的基础上增加一个Z 坐标 构成的。2柱面坐标1-5 柱面坐标输入柱坐标与输入二维 极坐标类似，但还需要输入 从极坐标垂足到 X
4、Y 平面的 距离。 如图1-5 A点的坐标为4: m指定新原点或 Z 向深度(Z) :三维绘图与实体造型（6）Save：保存当前UCS。 （7）Del：从保存的UCS中删除指定的UCS。 （8）Apply：将指定UCS应用于当前视区。 （ 9）?：列出当前图形文件中所有已命名的 UCS。（10）World：将当前坐标系设置为默认选项 ：世界坐标系（WCS）。对象确定坐标原点和X轴正向的方法点（Point）该点为新的坐标原点，X轴任意确定直线（Line）离拾取点最近的端点为坐标原点，X轴方向与直线方向相同圆（Circle）圆心为新原点，X轴通过拾取点圆弧（Arc）圆弧的圆心为新的坐标原点，X轴通
5、过离拾取点最近的端点二维多段线（ Polyline）多段线的起点为坐标原点，X轴的方向与多段线第一段线条的方 向一致区域填充（Solid）区域填充的第一点为新UCS的原点，X轴位于初始两个点的连线 上尺寸标注（ Dimension）尺寸文本的中点为新UCS的坐标原点，尺寸标注UCS的X轴的方 向为新UCS的X轴方向三维面（3D Face）创建三维面时确定的第一点为新UCS的坐标原点，第一点至第二 点的方向为新UCS中X轴的方向，第一点至第四点的方向为新 UCS中Y轴的方向 返回本节表1.1 根据对象确定坐标原点和X轴正向的方法三维绘图与实体造型1.1.3 UCS管理器图1.8 UCS管理器当图
6、形文件中建 立的UCS数目较多时 ，只利用UCS命令对 其进行相关的操作就 显得很不方便，为此 ，AutoCAD 2002提 供了一个管理UCS的 工具：UCS管理器。 如图 1.8 所示 下拉菜单：单击“ 工具命名 UCS ”。三维绘图与实体造型UCS管理器使用：一输入命令的方法n下拉菜单：单击 “ 工具命名 UCS ”。n 命令行：输入UCSman并回车。1命名 UCS 选项卡显示已有的UCS和设置当前坐标系，图1.9所示。2正交 UCS 选项卡用于将UCS设置成某一种正交形式，如图1.10所示。3设置 选项卡，如图 1.11 所示。图1.3 UCS 详细信息对话框图1.10 正交 UCS
7、 选项卡图1.11 设置 选项卡返回本节三维绘图与实体造型1.2 线框模型n1.2.1 LINE（直线）n1.2.2 3DPOLY（三维多义线）n1.2.3 SPLINE（样条曲线）n1.2.4 ELEV（标高设置）返回首页三维绘图与实体造型1.2.1 LINE（直线）1输入命令的方法n下拉菜单：单击 “ 绘图直线 （Line）”。n 命令行：输入LINE并回车。2命令行提示nCommand： LINE返回本节三维绘图与实体造型1.2.2 3DPOLY（三维多义线）1输入命令的方法命令行：输入3DPOLY并回车。2命令行提示nCommand： 3DPOLY 返回本节输入各点的方式与LINE方式
8、相同。区别是3DPOLY 所画的线框可以构成三维实体，用LINE所画的线框不可 以构成三维实体。 三维绘图与实体造型1.2.3 SPLINE（样条曲线）1输入命令的方法n下拉菜单：单击 “ 绘图样条曲线（S）”n命令行：输入SPLINE并回车2命令行提示nCommand： SPLINE 返回本节用SPLINE所画的样条曲线可以构成三维实体。三维绘图与实体造型1.2.4 ELEV（标高设置）n ELEV命令用于设置新对象的拉伸厚度和标高特性 。 1输入命令的方法下拉菜单：命令行：输入ELEV并回车 2命令行提示nCommand： ELEV 返回本节指定新缺省标高 ： 指定距离或按 ENTER 键
9、 指定新的缺省厚度 ：指定距离或按 ENTER键三维绘图与实体造型厚度设置了二维对象被向上或向下拉伸后，与标 高的距离。正值表示沿Z 轴正方向拉伸，而负值表示 沿 Z 轴负方向拉伸。ELEV 只控制新对象，而不影响已经存在的对象。三维绘图与实体造型1.3 表面模型n1.3.1 3DFACE（创建三维面）n1.3.2 3DMESH（三维多边形网格）n1.3.3 3D（基本体表面）n1.3.4 REVSURF（回转曲面）n1.3.5 TABSURF（平移曲面）n1.3.6 RULESURF（直纹曲面）n1.3.7 EDGESURF（边界曲面） 返回首页三维绘图与实体造型1.3.1 3DFACE（创
10、建三维面）1输入命令的方法n下拉菜单：单击 “ 绘图表面三维面 ” 。 2通过命令行输入：nCommand： 3DFACE返回本节3DFACE 在三维空间中的任意位置创建一个三边或四边曲面。三维绘图与实体造型命令: _3dface 指定第一点或 不可见(I):指定第二点或 不可见(I):指定第三点或 不可见(I) :指定第四点或 不可见(I) :指定第三点或 不可见(I) :指定第四点或 不可见(I) :3选项说明AutoCAD 重复提示输入第三点和第四点，直到按 ENTER 键为止。在这些重复提示中指定点 5 和点 6 。 输入这些点后，按 ENTER 键结束。如上图所示。三维绘图与实体造型
11、1.3.2 3DMESH（三维多边形网格）1输入命令的方法n下拉菜单：单击 “ 绘图表面三维网格 ”。2通过命令行输入：nCommand： 3DMESH返回本节创建自由格式的多边形网格。三维绘图与实体造型输入 M 方向上的网格数量： 输入 2 至 256 之间的值 输入 N 方向上的网格数量： 输入 2 至 256 之间的值 AutoCAD 用矩阵来定义多边形网格，其大小由 M 向和 N 向网格数决定。MN 等于必须指定的顶点数目。指定顶点的位置 (0, 0)： 输入二维或三维坐标 网格中每个顶点的位置由 m 和 n（即顶点的行列坐标） 定义。定义顶点首先从顶点 (0,0) 开始。在指定行 m
12、 + 1 上 的顶点之前，必须先提供行 m 上的每个顶点的坐标位置。顶点之间可以是任意距离。网格的 M 和 N 方向由它的 顶点位置决定。三维绘图与实体造型1.3.3 3D（基本体表面）1输入命令的方法n下拉菜单：单击 “ 绘图表面三维曲面 ”。2命令行提示Command：3D输入选项长方体表面(B)/圆锥面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/网格(M)/棱 锥面(P)/球面(S)/圆环面(T)/楔体表面(W)：创建三维多边形网格对象。图1.12 三维对象对话框返回本节3选项说明 3D 命令沿常见几何图形 （包括长方体、圆锥体 、球体、圆环体、楔体 和棱锥体）的外表面创 建三维多边形网
13、格。当用 3D 命令构造多边 形网格对象时，最后得 到的对象是可以隐藏、 着色和渲染的表面。三维绘图与实体造型1.3.4 REVSURF（回转曲面） 创建围绕选定轴旋转而成的旋转曲面。REVSURF 通过将路径曲线或剖面（直线、圆、圆弧、 椭圆、椭圆弧、闭合多段线、多边形、闭合样条曲线或圆环 ）绕选定的轴旋转构造一个近似于旋转曲面的多边形网格。“曲面”工具栏：菜单： 绘图| 表面|旋转曲面命令行：revsurf 当前线框密度： SURFTAB1=当前值 SURFTAB2=当前值 选择要旋转的对象： 选择一条直线、圆弧、圆或二维、三维多段线 选择定义旋转轴的对象： 选择一个直线或开放的二维、三维
14、多段线 三维绘图与实体造型n 在AutoCAD 2000中，回转曲面是指通过一条轨迹线绕一根指定的轴旋转生成的空间曲面。绘 制旋转曲面的命令是REVSURF，该命令可用来创 建具有回转体表面的空间形体，如酒杯、茶壶、花 瓶、灯罩等。图1.13所示的酒杯就是一个回转曲面 。指定起点角度 ：输入一个值或按 ENTER 键 指定包含角 (+=逆时针，-=顺时针) ：输入一个值或按 ENTER 键对SURFTAB1=当前值，SURFTAB2=当前值，可以直接输入这两个命令 改变当前值的大小。注意：图1.13 回转曲面返回本节绘制这根连续曲线，绕直线旋转即可得到一个旋转曲面。三维绘图与实体造型1.3.5
15、 TABSURF（平移曲面）n指一条轨迹线或图形对象沿着一条指定方向矢量平移延伸 而形成的三维曲面。绘制平移曲面的命令是TABSURF。1输入命令的方法下拉菜单： 绘图表面平移曲面 命令行：输入TABSURF并回车 2命令行提示Command： TABSURF3说明TABSURF 构造一个多边形网格，此网格表示一个由路径曲线和方 向矢量定义的平移曲面。沿方向矢量和路径曲线创建平移曲面。图1.14 平移曲面返回本节创建此平面沿这条线指定的方向平移所创建的 曲面，即可得到平移曲面三维绘图与实体造型1.3.6 RULESURF（直纹曲面）n直纹曲面是指由两条指定的直线或曲线为相对的两边而生 成的一个
16、三维曲面。绘制直纹曲面的命令是RULESURF。1输入命令的方法下拉菜单：绘图表面直纹曲面 2命令行提示Command： RULESURF3说明：RULESURF 在两条曲线之间创建多边形网格，表示一个直纹曲面。图1.15 直纹曲面 返回本节三维绘图与实体造型1.3.7 EDGESURF（边界曲面）n边界曲面是指以4条空间直线或曲线为边界创建得到的 空间曲面。绘制边界曲面的命令是EDGESURF。1输入命令的方法 ：下拉菜单：绘图表面边界曲面2命令行提示Command： EDGESURF 必须选择定义曲面片的四条邻接边。邻接边可以是直线、圆弧、样条 曲线或开放的二维或三维多段线。这些边必须在端点处相交以形成一个拓 扑的矩形的封闭路径。可以用任何
