单元9_三维图形绘制 公路工程CAD 教学课件

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1、公路工程CAD （多学时）九单元九单元 三维图形绘制三维图形绘制单元九. 三维图形绘制学习目标： 掌握以用户坐标系为基础，各种形成 三维图形的方法。 了解利用轴测图、透视图等观察三维 图形的方法。 了解道路三维建模和桥梁三维建模的 基本方法。 学习指南三维图形在道路设计、施工中经常用到，可以 帮助使用者更好地理解设计意图、表达设计意 图。学习本单元从简单三维图形的轴测图着手 ，学会布尔运算和三维物体准确定位，最终能 根据道路桥梁三视图绘制三维实体并进行观察 。 单元九. 三维图形绘制一 用户坐标系1、UCS 命令的功能 1）UCS 命令的功能有：定义用户坐标系，存储用 户坐标系，将指定的坐标系

2、设置为当前坐标系和 删除已存储的用户坐标系。 2）定义用户坐标系的方法有： 指定新原点,新 XY 平面或新的 Z 坐标 使新 UCS 与现有某实体对齐 使新 UCS 与当前视图方向对齐 围绕任一坐标轴旋转坐标系2 2、UCSUCS命令的操作命令的操作 命令命令: UCS (: UCS (启动启动 UCS UCS 命令命令) ) 指定指定 UCS UCS 的原点或的原点或 面面(F)/(F)/命名命名(NA)/(NA)/对象对象(OB)/(OB)/上一个上一个(P)/(P)/视图视图(V)/(V)/世界世界 (W)/X/Y/Z/Z (W)/X/Y/Z/Z 轴轴(ZA) : N : N 指定新指定

3、新 UCS UCS 的原点或的原点或 Z Z 轴轴(ZA)/(ZA)/三点三点(3)/(3)/对象对象(OB)/(OB)/面面(F)/(F)/视图视图 (V)/X/Y/Z : (V)/X/Y/Z : 新建用户坐标系时个选项的含义新建用户坐标系时个选项的含义 默认选项用于指定原点定义用户坐标系默认选项用于指定原点定义用户坐标系 “ “ZA”ZA”选项采用原点和选项采用原点和 Z Z 轴上一点定义用户坐标系。轴上一点定义用户坐标系。 “ “3”3”选项用三点定义用户坐标系（见图选项用三点定义用户坐标系（见图9-19-1） 图9-1用三点定义用户坐标系 一 用户坐标系 “OB”选项用指定实体定义用户

4、坐标系。 指定新 UCS 的原点或 Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图 (V)/X/Y/Z : OB 选择对齐 UCS 的对象: 用鼠标点中图91的实体(选择实体)实体类型原点X轴正方向XY平面直线(LINE)离选择点近 从原点指向另一端点在XY平面的投影点过原点与生成LINE时坐标系 的XY平面平行弧(ARC)圆心从圆心指向离选择点近的弧端点弧所在平面圆(CIRCLE)圆心从圆心指向选择点圆所在平面二维多段线（ POLYLINE）起点从起点指向多段线第一条线段的终点二维多段线所在平面文字(TEXT)插入点文字的旋转方向文字所在平面尺寸标注（ DIMENSION）尺寸文字

5、的中点平行于尺寸标注时坐标系的正方向尺寸标注所在平面表91 各种实体定义的用户坐标系 一 用户坐标系 “V”选项用当前视图方向定义用户坐标系。指定新 UCS 的原点或 Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面 (F)/视图(V)/X/Y/Z : V “X”选项围绕指定的坐标轴旋转来定义用户坐标系。 指定新 UCS 的原点或 Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面 (F)/视图(V)/X/Y/Z : X 指定绕 X 轴的旋转角度 : 30 （围绕X轴旋转300）一 用户坐标系二 三维图形的设置与轴测图观察1、 轴测图的显示 1）命令的启动方法 启动VPOINT命令，可选择下列方式之一。

6、 选择“视图”“三维视图”菜单项。 在命令行输入VPOINT命令注意：VPOINT命令不能在2D的图样空间中使用。 2）具体操作方法 （1)输入3D视点的坐标确定视线的方向。 命令: VPOINT （启动VPOINT命令） 指定视点或 旋转(R) : 0.8,-1.5,1 (输入视点坐标) 在提示后直接输入视点的X、Y和Z坐标。该点与当前UCS原点的 连线即为视线方向。 （2)使用罗盘和坐标轴三角架确定视线方向。 命令: VPOINT （启动VPOINT命令） 指定视点或 旋转(R) : ( 按Enter键选用坐标球和三轴架的方法确定视线方向)二 三维图形的设置与轴测图观察（3)3)使用球面坐

7、标确定视线使用球面坐标确定视线 方向方向 命令命令: VPOINT : VPOINT （启动（启动VPOINTVPOINT命令）命令） 指定视点或指定视点或 旋转旋转(R) : R : R ( (键入键入R R选择选择RotateRotate选项选项) ) 输入输入 XY XY 平面中与平面中与 X X 轴的夹轴的夹 角角 : 12 (: 12 (输入视线在输入视线在 XYXY平面上的投影与正平面上的投影与正X X轴的夹角轴的夹角) )输入与输入与 XY XY 平面的夹角平面的夹角 : 24 ( 3: 24 ( 输入视线与输入视线与XYXY平面平面 的夹角的夹角) )图9-3图9-2 罗盘（右

8、上角）和坐 标轴三脚架（左下角） 二 三维图形的设置与轴测图观察2、标准视图预置功能用户在观察图形时，通常使用标准视图。AutoCAD系 统预置了10个视图方向，它们依次为俯视图、仰视图，左 视图、右视图、主视图、后视图、西南等轴测图、东南等 轴测图、东北等轴测图、西北等轴测图。 设置标准视图，可采用下列方法之一。选择“视图”“三维视图”上相应的子菜单项(见图 9-3)。点击“视图”工具条上的相应工具按钮(图9-4)。二 三维图形的设置与轴测图观察图9-3从菜单启 动标准视图的 示例 图9-4“视图 ”工具条 3、三维图形的设置包括实体标高和实体厚度的设置：实体标高(Elevation)是指实

9、体基底所在XY平面的Z坐 标，0标高是指当前UCS的基准XY平面，正标高在XY平面的 上方，负标高在XY平面的下方。实体厚度(Thickness)是指实体基底向正标高或负标 高方向的挤压(Extrusion)距离。正厚度表示实体向上(正 z轴方向)挤压，负标高表示实体向下(负z轴方向)挤压，0 厚度表示实体不挤压。可见，位于0标高的厚度为-1的一 个实体与一个位于-1标高的厚度为1的实体，看上去是一 样的。一个实体被创建时，当前UCS确定了挤压方向。二 三维图形的设置与轴测图观察实例实例9-19-1：绘制圆柱，底面半径为：绘制圆柱，底面半径为3030，厚度为，厚度为100100；绘制正七边形的

10、柱体，；绘制正七边形的柱体， 柱体底面半径内接与半径为柱体底面半径内接与半径为3030的圆，厚度为的圆，厚度为5050。绘制完成后，显示它们的。绘制完成后，显示它们的 三维轴测图三维轴测图 操作步骤操作步骤1 1）设置新的当前厚度值。）设置新的当前厚度值。命令命令:ELEV :ELEV （启动（启动ELEVELEV命令）命令）指定新的默认标高指定新的默认标高 : 0 : 0 （输入标高为（输入标高为O O）指定新的默认厚度指定新的默认厚度 : 100 : 100 （输入新的厚度（输入新的厚度100100）2 2）绘制圆）绘制圆( (图图9-5)9-5)。命令命令: C : C （启动（启动CI

11、RCLECIRCLE命令）命令）CIRCLE CIRCLE 指定圆的圆心或指定圆的圆心或 三点三点(3P)/(3P)/两点两点(2P)/(2P)/相切、相切、半径相切、相切、半径(T): (T): 100,100 100,100 （指定圆心坐标）（指定圆心坐标）指定圆的半径或指定圆的半径或 直径直径(D): 30 (D): 30 （输入半径）（输入半径） 图9-5 绘制 具有高度的 圆和多边形 3） 绘制正七边形，并采用缩放命令在屏幕显示圆和正七边形。 命令: POLYGON （启动正多边形绘制命令） 输入边的数目 : 7（选择边数为7） 指定正多边形的中心点或 边(E): 200,100（输

12、入正多边形中心坐标 ） 输入选项 内接于圆(I)/外切于圆(C) : （选择正多边形内接于圆 ） 指定圆的半径: 30（正多边形外接圆半径为30） 命令:Z 指定窗口的角点，输入比例因子 (nX 或 nXP)，或者全部(A)/中心(C)/ 动态(D)/范围(E)/上一个(P)/比例(S)/窗口(W)/对象(O) :A 4）修改正七边形的厚度选择下拉菜单“修改”“特性”选项，选择正七边形，弹出多段线编 辑对话框，将编辑框内的厚度100修改为50，然后关闭对话框。 5） 显示轴测图(图9-6)。 选择下拉菜单“视图”“三维视图”“西南等轴测”,出现 图96a所示的图形。采用下拉菜单“视图”“消隐”

13、命 令后出现如图9-6b。大家可以由此看出立体图形不同的显 示选项有不同的显示效果。a) b)图96 圆和正七边形的轴测图二 三维图形的设置与轴测图观察三 三维实体绘制及其在道路建模中的应用1、绘制简单实心体 实例9-2：绘制图9-7所示的长方体、圆柱体和球体。图97实心体绘制 操作步骤 1）长方体的绘制。“ BOX”（绘制长方体命令） 2）圆柱体的绘制。 “ CYLINDER”（绘制圆柱命令） 3）球体的绘制。 “ SPHERE”（开始绘制球体命令） 4）在屏幕上显示1）3）所画的实体并作消隐处理。 三 三维实体绘制及其在道路建模中的应用2 2、拉伸建立道路路基三维图形、拉伸建立道路路基三维

14、图形实例实例9-39-3：绘制图：绘制图9-119-11所示的路基立体轮廓三维图形。所示的路基立体轮廓三维图形。 图9-11 三 三维实体绘制及其在道路建模中的应用操作步骤： 1）完成路线导线绘制。 “ PL”多段线命令 2）完成平曲线绘制。 “ FILLET”样条曲线命令 3）绘制路基底轮廓线。 “ PL”多段线命令 4）通过拉伸绘制完整的路基立体轮廓三维图。选择“视图 ”“三维视图”“西南等轴测”菜单项，进入轴测图显 示状态，然后进行三维旋转并消隐处理。 “ ROTATE3D”（启动三维旋转命令）“ EXTRUDE”（启动拉 伸命令）“ HIDE”（消隐处理，见图911）3 3、旋转建立实心体、旋转建立实心体实例实例9-49-4绘制图绘制图9-129-12所示的实体。所示的实体。 操作步骤操作步骤 1 1）绘制图）绘制图9-12a9-12a所示的旋转断面和旋转轴。所示的旋转断面和旋转轴。 命令命令: PL : PL 绘制图绘制图9 912b12b所示的旋转实体所示的旋转实体 REVOLVEREVOLVE（启动旋转建立实体命令）（启动旋转建立实体命令）图9-12三 三维实体绘制及其在道路建模中的应用4 4、圆滑实心体、圆滑实心体