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1、中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程第第13章章 cad 三维绘制基础与简单图形的三维绘制基础与简单图形的绘制绘制 在工程设计和绘图过程中，三维图形应用越来越广泛。在工程设计和绘图过程中，三维图形应用越来越广泛。AutoCADAutoCAD可以利用可以利用3 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。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。征。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程
2、实用教程教学目标教学目标教学目标教学目标 通过本章的学习，读者应了解视图观测点的设立方法通过本章的学习，读者应了解视图观测点的设立方法 。并掌握坐标系以及。并掌握坐标系以及简单图形的绘制方法简单图形的绘制方法 。教学重点与难点教学重点与难点教学重点与难点教学重点与难点uu 视图观测点的设立方法视图观测点的设立方法uu 掌握坐标系掌握坐标系uu 简单图形的绘制方法简单图形的绘制方法中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程本章知识点本章知识点 uu 建立用户坐标系建立用户坐标系 uu 设立视图观测点设立视图观测点 uu 动态观察动态观察 uu 使用相机使用相机 u 漫游与飞行 u 观察
3、三维图形 u 绘制三维点 u 绘制三维直线和样条曲线 u 绘制三维多段线 u 绘制螺旋线 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.1 建立用户坐标系建立用户坐标系 在三维坐标系下，同样可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点。此外，在三维坐标系下，同样可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点。此外，在绘制三维图形时，还可使用柱坐标和球坐标来定义点。在绘制三维图形时，还可使用柱坐标和球坐标来定义点。uu 柱坐标系：使用柱坐标系：使用XYXY平面的角和沿平面的角和沿Z Z轴的距离来表示，其格式如下。轴的距离来表示，其格式如下。 XYXY平面距离平面距离XYXY平面角度，平面角度，Z
4、Z坐标坐标( (绝对坐标绝对坐标) )XYXY平面距离平面距离XYXY平面角度，平面角度，Z Z坐标坐标( (相对坐标相对坐标) )uu 球坐标系：具有点到原点的距离、在球坐标系：具有点到原点的距离、在XYXY平面上的角度及和平面上的角度及和XYXY平面的夹角平面的夹角3 3个参数，其格式如下。个参数，其格式如下。XYZXYZ距离距离XYXY平面角度平面角度 和和XYXY平面的夹角平面的夹角( (绝对坐标绝对坐标) )XYZXYZ距离距离XYXY平面角度平面角度 和和XYXY平面的夹角平面的夹角( (相对坐标相对坐标) ) 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.2 设立
5、视图观测点设立视图观测点 视点是指观察图形的方向。例如，绘制三维零件图时，如果使用平面坐标视点是指观察图形的方向。例如，绘制三维零件图时，如果使用平面坐标系即系即Z Z轴垂直于屏幕，此时仅能看到物体在轴垂直于屏幕，此时仅能看到物体在XYXY平面上的投影。如果调整视点至平面上的投影。如果调整视点至当前坐标系的左上方，将看到一个三维物体。当前坐标系的左上方，将看到一个三维物体。 uu 使用使用“ “视点预置视点预置” ”对话框设置视点对话框设置视点 uu 使用罗盘确定视点使用罗盘确定视点 uu 使用使用“ “三维视图三维视图” ”菜单设置视点菜单设置视点 中文版中文版AutoCAD 2007实用教
6、程实用教程使用使用“视点预置视点预置”对话框设置视对话框设置视点点 选择选择“ “视图视图” ”|“ |“三维视图三维视图” ”|“ |“视点预置视点预置” ”命令命令(DDVPOINT)(DDVPOINT)，打开，打开“ “视点视点预置预置” ”对话框，为当前视口设置视点。对话框，为当前视口设置视点。 对话框中的左图用于设置原点和视点之间的连线在对话框中的左图用于设置原点和视点之间的连线在XYXY平面的投影与平面的投影与X X轴轴正向的夹角；右面的半圆形图用于设置该连线与投影线之间的夹角，在图上直正向的夹角；右面的半圆形图用于设置该连线与投影线之间的夹角，在图上直接拾取即可。也可以在接拾取即
7、可。也可以在“ “X X轴轴” ”、“ “XYXY平面平面” ”两个文本框内输入相应的角度。两个文本框内输入相应的角度。 单击单击“ “设置为平面视图设置为平面视图” ”按钮，可以将坐标系设置为平面视图。默认情按钮，可以将坐标系设置为平面视图。默认情况下，观察角度是相对于况下，观察角度是相对于WCSWCS坐标系的。选择坐标系的。选择“ “相对于相对于UCS”UCS”单选按钮，可相单选按钮，可相对于对于UCSUCS坐标系定义角度。坐标系定义角度。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程使用罗盘确定视点使用罗盘确定视点 选择选择“ “视图视图” ”|“ |“三维视图三维视图” ”|“
8、 |“视点视点” ”命令命令(VPOINT)(VPOINT)，可以为当前视口设，可以为当前视口设置视点。该视点均是相对于置视点。该视点均是相对于WCSWCS坐标系的。这时可通过屏幕上显示的罗盘定坐标系的。这时可通过屏幕上显示的罗盘定义视点。义视点。 三轴架的三轴架的3 3个轴分别代表个轴分别代表X X轴、轴、Y Y轴和轴和Z Z轴的正方向。当光标在坐标球范围轴的正方向。当光标在坐标球范围内移动的时候，三维坐标系通过绕内移动的时候，三维坐标系通过绕Z Z轴旋转可调整轴旋转可调整X X、Y Y轴的方向。坐标球中心轴的方向。坐标球中心及两个同心圆可定义视点和目标点连线与及两个同心圆可定义视点和目标点
9、连线与X X、Y Y、Z Z平面的角度。平面的角度。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程使用使用“三维视图三维视图”菜单设置视点菜单设置视点 选择选择“ “视图视图” ”|“ |“三维视图三维视图” ”子菜单中的子菜单中的“ “俯视俯视” ”、“ “仰视仰视” ”、“ “左视左视” ”、“ “右视右视” ”、“ “主视主视” ”、“ “后视后视” ”、“ “西南等轴测西南等轴测” ”、“ “东南等轴测东南等轴测” ”、“ “东北东北等轴测等轴测” ”和和“ “西北等轴测西北等轴测” ”命令，从多个方向来观察图形命令，从多个方向来观察图形 。 中文版中文版AutoCAD 200
10、7实用教程实用教程13.2.3 动态观察动态观察 在在AutoCAD 2007AutoCAD 2007中，选择中，选择“ “视图视图” ”|“ |“动态观察动态观察” ”命令中的子命令，可命令中的子命令，可以动态观察视图以动态观察视图 。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.4 使用相机使用相机 在在AutoCAD 2007AutoCAD 2007中，相机是新引入的一个对象，用户可以在模型空间放中，相机是新引入的一个对象，用户可以在模型空间放置一台或多台相机来定义置一台或多台相机来定义3D3D透视图。透视图。 uu 创建相机创建相机uu 相机预览相机预览 uu 运动路
11、径动画运动路径动画 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程创建相机创建相机 选择选择“ “视图视图” ”|“ |“创建相机创建相机” ”命令，可以在视图中创建相机，当指定了相命令，可以在视图中创建相机，当指定了相机位置和目标位置后，命令行显示如下提示信息。机位置和目标位置后，命令行显示如下提示信息。输入选项输入选项 ?/?/名称名称(N)/(N)/位置位置(LO)/(LO)/高度高度(H)/(H)/目标目标(T)/(T)/镜头镜头(LE)/(LE)/剪裁剪裁(C)/(C)/视图视图(V)/(V)/退出退出(X) (X) : 在该命令提示下，可以指定创建的相机名称、相机位置、高度、
12、目标位置、在该命令提示下，可以指定创建的相机名称、相机位置、高度、目标位置、镜头长度、剪裁方式以及是否切换到相机视图。镜头长度、剪裁方式以及是否切换到相机视图。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程相机预览相机预览 在视图中创建了相机后，当选中相机时，将打开在视图中创建了相机后，当选中相机时，将打开“ “相机预览相机预览” ”窗口。其中，窗口。其中，在预览框中显示了使用相机观察到的视图效果。在在预览框中显示了使用相机观察到的视图效果。在“ “视觉样式视觉样式” ”下拉列表框中，下拉列表框中，可以设置预览窗口中图形的三维隐藏、三维线框、概念、真实等视觉样式可以设置预览窗口中图形的
13、三维隐藏、三维线框、概念、真实等视觉样式 。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程运动路径动画运动路径动画 在在AutoCAD 2007AutoCAD 2007中，可以选择中，可以选择“ “视图视图” ”|“ |“运动路径动画运动路径动画” ”命令，创建命令，创建相机沿路径运动观察图形的动画，此时将打开相机沿路径运动观察图形的动画，此时将打开“ “运动路径动画运动路径动画” ”对话框。对话框。 在在“ “运动路径动画运动路径动画” ”对话框中，对话框中，“ “相机相机” ”选项组用于设置相机链接到的选项组用于设置相机链接到的点或路径，使相机位于指定点观测图形或沿路径观察图形；点
14、或路径，使相机位于指定点观测图形或沿路径观察图形；“ “目标目标” ”选项组用选项组用于设置相机目标链接到的点或路径；于设置相机目标链接到的点或路径；“ “动画设置动画设置” ”选项组用于设置动画的帧频、选项组用于设置动画的帧频、帧数、持续视觉、分辨率、动画输出格式等选项。帧数、持续视觉、分辨率、动画输出格式等选项。 当设置完动画选项后，单击预览按钮，将打开当设置完动画选项后，单击预览按钮，将打开“ “动画预览动画预览” ”窗口，可以预窗口，可以预览动画播放效果。览动画播放效果。中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.5 漫游与飞行漫游与飞行 在在AutoCAD 2007
15、AutoCAD 2007中，用户可以在漫游或飞行模式下，通过键盘和鼠标可中，用户可以在漫游或飞行模式下，通过键盘和鼠标可以控制视图显示，或创建导航动画。以控制视图显示，或创建导航动画。 uu “ “定位器定位器” ”选项板选项板 uu 漫游和飞行设置漫游和飞行设置 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程“定位器定位器”选项板选项板 选择选择“ “视图视图” ”|“ |“漫游漫游” ”或或“ “视图视图” ”|“ |“飞行飞行” ”命令，打开命令，打开“ “定位器定位器” ”选项选项板和板和“ “三维漫游导航映射三维漫游导航映射” ”对话框。对话框。 中文版中文版AutoCAD 2
16、007实用教程实用教程漫游和飞行设置漫游和飞行设置 选择选择“ “视图视图” ”|“ |“漫游和飞行漫游和飞行” ”命令，打开命令，打开“ “漫游和飞行设置漫游和飞行设置” ”对话框。对话框。可以设置显示指令窗口的时机，窗口显示的时间，以及当前图形设置的步长和可以设置显示指令窗口的时机，窗口显示的时间，以及当前图形设置的步长和每秒步数每秒步数 。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.6 观察三维图形观察三维图形 在在AutoCADAutoCAD中，使用中，使用“ “视图视图” ”|“ |“缩放缩放” ”、“ “视图视图” ”|“ |“平移平移” ”子菜单中的子菜单中的
17、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、消隐及设置视图形的方法相同。此外，在观测三维图形时，还可以通过旋转、消隐及设置视觉样式等方法来观察三维图形。觉样式等方法来观察三维图形。 uu 消隐图形消隐图形 uu 使用使用“ “视觉样式视觉样式” ”菜单观察三维图形菜单观察三维图形 uu 改变三维图形的曲面轮廓素线改变三维图形的曲面轮廓素线 uu 以线框形式显示实体轮廓以线框形式显示实体轮廓 uu 改变实体表面的平滑度改变实体表面的平滑度 中文版中文
18、版AutoCAD 2007实用教程实用教程消隐图形消隐图形 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“ “视图视图” ”|“ |“消消隐隐” ”命令命令(HIDE)(HIDE)，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。 执行消隐操作之后，绘图窗口将暂时无法使用执行消隐操作之后，绘图窗口将暂时无法使用“ “缩放缩放” ”和和“ “平移平移” ”命令，命令，直到选择直到选择“ “视图视图” ”|“ |“重生成重生成” ”命令重生成图形为止。命令重生成图形为止。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程
19、实用教程使用使用“视觉样式视觉样式”菜单观察三维图菜单观察三维图形形 户还可以通过选择户还可以通过选择“ “视图视图” ”|“ |“视觉样式视觉样式” ”子命令更加真实的观察三维图形，子命令更加真实的观察三维图形，例如选择例如选择“ “概念概念” ”命令观察三维图形。命令观察三维图形。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程改变三维图形的曲面轮廓素线改变三维图形的曲面轮廓素线 当三维图形中包含弯曲面时当三维图形中包含弯曲面时( (如球体和圆柱体等如球体和圆柱体等) )，曲面在线框模式下用线，曲面在线框模式下用线条的形式来显示，这些线条称为网线或轮廓素线。使用系统变量条的形式来显示
20、，这些线条称为网线或轮廓素线。使用系统变量ISOLINESISOLINES可可以设置显示曲面所用的网线条数，默认值为以设置显示曲面所用的网线条数，默认值为4 4，即使用，即使用4 4条网线来表达每一个曲条网线来表达每一个曲面。该值为面。该值为0 0时，表示曲面没有网线，如果增加网线的条数，则会使图形看起时，表示曲面没有网线，如果增加网线的条数，则会使图形看起来更接近三维实物。来更接近三维实物。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程以线框形式显示实体轮廓以线框形式显示实体轮廓 使用系统变量使用系统变量DISPSILHDISPSILH可以以线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值可以以
21、线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值设置为设置为1 1，并用，并用“ “消隐消隐” ”命令隐藏曲面的小平面命令隐藏曲面的小平面 。中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程改变实体表面的平滑度改变实体表面的平滑度 要改变实体表面的平滑度，可通过修改系统变量要改变实体表面的平滑度，可通过修改系统变量FACETRESFACETRES来实现。该来实现。该变量用于设置曲面的面数，取值范围为变量用于设置曲面的面数，取值范围为0.01100.0110。其值越大，曲面越平滑。其值越大，曲面越平滑 。 如果如果DISPSILHDISPSILH变量值为变量值为1 1，那么在执行，那么在执行“ “消隐消
22、隐” ”、“ “渲染渲染” ”命令时并不能命令时并不能看到看到FACETRESFACETRES设置效果，此时必须将设置效果，此时必须将DISPSILHDISPSILH值设置为值设置为0 0。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.7 绘制三维点绘制三维点 选择选择“ “绘图绘图” ”|“ |“点点” ”命令，或在命令，或在“ “绘图绘图” ”工具栏中单击工具栏中单击“ “点点” ”按钮，然按钮，然后在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三维点。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由于三维图形对象上的一
23、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。方法来实现，可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。 二维图形方式下的所有目标捕捉方式在三维图形环境中可以继续使用。不二维图形方式下的所有目标捕捉方式在三维图形环境中可以继续使用。不同之处在于，在三维环境下只能捕捉三维对象的顶面和底面的一些特殊点，而同之处在于，在三维环境下只能捕捉三维对象的顶面和底面的一些特殊点，而不能捕捉柱体等实体侧面的特殊点即在柱状体侧面竖线上无法捕捉目标点，因不能捕捉柱体等实体侧面的特殊点即在柱状体侧面竖线上无法捕捉目标点，因为主体的侧面上的竖线只是帮助显示的模拟曲线。在三维对
24、象的平面视图中也为主体的侧面上的竖线只是帮助显示的模拟曲线。在三维对象的平面视图中也不能捕捉目标点，因为在顶面上的任意一点都对应着底面上的一点，此时的系不能捕捉目标点，因为在顶面上的任意一点都对应着底面上的一点，此时的系统无法辨别所选的点究竟在哪个面上。统无法辨别所选的点究竟在哪个面上。 中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.8 绘制三维直线和样条曲线绘制三维直线和样条曲线 两点决定一条直线。当在三维空间中指定两个点后，如点两点决定一条直线。当在三维空间中指定两个点后，如点(0,0,0)(0,0,0)和点和点(1,1,1)(1,1,1)，这两个点之间的连线即是一条，这两
25、个点之间的连线即是一条3D3D直线。直线。 同样，在三维坐标系下，使用同样，在三维坐标系下，使用“ “绘图绘图” ”|“ |“样条曲线样条曲线” ”命令，可以绘制复命令，可以绘制复杂杂3D3D样条曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点。例如，经过点样条曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点。例如，经过点(0,0,0)(0,0,0)、(10,10,10)(10,10,10)、(0,0,20)(0,0,20)、(-10,-10,30)(-10,-10,30)、(0,0,40)(0,0,40)、(10,10,50)(10,10,50)和和(0,0,60)(0,0,60)绘绘制的样条曲线。制的样条曲线。
26、中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.9 绘制三维多段线绘制三维多段线 在二维坐标系下，使用在二维坐标系下，使用“ “绘图绘图” ”|“ |“多段线多段线” ”命令绘制多段线，尽管各线命令绘制多段线，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，另外在三维多线段中只有直线段，没有圆段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三维多线段中只有直线段，没有圆弧段。选择弧段。选择“ “绘图绘图” ”|“ |“三维多段线三维多段线” ”命令命令(3DPOL
27、Y)(3DPOLY)，此时命令行提示依次输，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。入不同的三维空间点，以得到一个三维多段线。中文版中文版AutoCAD 2007实用教程实用教程13.2.10 绘制螺旋线绘制螺旋线 选择选择“ “绘图绘图” ”|“ |“螺旋螺旋” ”命令，可以绘制三维螺旋线。当分别指定了螺旋命令，可以绘制三维螺旋线。当分别指定了螺旋线底面的中心点、底面半径线底面的中心点、底面半径( (或直径或直径) )和顶面半径和顶面半径( (或直径或直径) )后，命令行显示如下后，命令行显示如下提示。提示。指定螺旋高度或指定螺旋高度或 轴端点轴端点(A)/(A)/圈数圈数(T)/(T)/圈高圈高(H)/(H)/扭曲扭曲(W) :(W) :
