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1、第七章 三維基礎(chǔ)與繪制三維網(wǎng)格及實體,建立用戶坐標(biāo)系 設(shè)立視圖觀測點 動態(tài)觀察 使用相機(jī) 漫游與飛行 觀察三維圖形 繪制簡單的圖形 繪制三維網(wǎng)格及實體,線框模型：沒有面，只有描繪對象邊界的點、直線和曲線，可創(chuàng)建二維對象以生成線框模型。 曲面模型：不僅定義了三維模型的邊界還定義了表面，相當(dāng)于在框架上覆蓋一層薄膜。 實體模型：是構(gòu)造三維模型最高級的方式，信息最完整，創(chuàng)建方式最直接。,不要混合使用建模方法，不同的模型類型之間只能進(jìn)行有限的轉(zhuǎn)換，即從實體-曲面或曲面-線框，但不能從線框-曲面或曲面-實體。,可參見P205+219,本章知識點,建立用戶坐標(biāo)系 設(shè)立視圖觀測點 動態(tài)觀察
2、 使用相機(jī) 漫游與飛行 觀察三維圖形 繪制簡單的圖形 繪制三維網(wǎng)格及實體,7.1 建立用戶坐標(biāo)系,在AutoCAD中，用戶可以根據(jù)需要定制坐標(biāo)系統(tǒng)，利用適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系可以很容易地繪制出各個平面內(nèi)的三維面、體，從而組合成三維立體圖。 選擇“工具”“|“新建UCS”可新建坐標(biāo)系，具體各項說明參見P208 選擇“工具”“|“命名UCS”可管理已定義的UCS,,,,7.2 設(shè)立視圖觀測點,視點是指觀察圖形的方向。例如，繪制三維零件圖時，如果使用平面坐標(biāo)系即Z軸垂直于屏幕，此時僅能看到物體在XY平面上的投影。如果調(diào)整視點至當(dāng)前坐標(biāo)系的左上方，將看到一個三維物體。 使用“視點預(yù)置”對話框設(shè)置
3、視點 使用羅盤確定視點 使用“三維視圖”菜單設(shè)置視點,使用“視點預(yù)置”對話框設(shè)置視點,選擇“視圖”|“三維視圖”|“視點預(yù)置”命令(DDVPOINT)，打開“視點預(yù)置”對話框，為當(dāng)前視口設(shè)置視點。 對話框中的左圖用于設(shè)置原點和視點之間的連線在XY平面的投影與X軸正向的夾角；右面的半圓形圖用于設(shè)置該連線與投影線之間的夾角，在圖上直接拾取即可。也可以在“X軸”、“XY平面”兩個文本框內(nèi)輸入相應(yīng)的角度。 單擊“設(shè)置為平面視圖”按鈕，可以將坐標(biāo)系設(shè)置為平面視圖。默認(rèn)情況下，觀察角度是相對于WCS坐標(biāo)系的。選擇“相對于UCS”單選按鈕，可相對于UCS坐標(biāo)系定義角度。,使用羅盤確定視點,選擇“
4、視圖”|“三維視圖”|“視點”命令(VPOINT)，可以為當(dāng)前視口設(shè)置視點。該視點均是相對于WCS坐標(biāo)系的。這時可通過屏幕上顯示的羅盤定義視點。 三軸架的3個軸分別代表X軸、Y軸和Z軸的正方向。當(dāng)光標(biāo)在坐標(biāo)球范圍內(nèi)移動的時候，三維坐標(biāo)系通過繞Z軸旋轉(zhuǎn)可調(diào)整X、Y軸的方向。坐標(biāo)球中心及兩個同心圓可定義視點和目標(biāo)點連線與X、Y、Z平面的角度。,使用羅盤確定視點,可參見P210,使用“三維視圖”菜單設(shè)置視點,選擇“視圖”|“三維視圖”子菜單中的“俯視”、“仰視”、“左視”、“右視”、“主視”、“后視”、“西南等軸測”、“東南等軸測”、“東北等軸測”和“西北等軸測”命令，從多個方向來觀察圖形 。,6
5、個標(biāo)準(zhǔn)視圖： 1、俯視圖：由上向下投射 2、仰視圖：由下向上 3、主視圖：由前向后 4、后視圖：有后向前 5、左視圖：由左向右 6、右視圖：由右向左,如下圖,4個軸測視圖： 1、西南 2、東南 3、東北 4、西北,主視圖 左視圖 右視圖,俯視圖 仰視圖 后視圖,想象正在俯視盒子的頂部，如果朝盒子的左下角移動，可從西南等軸測視圖觀察，見右圖。,可參見書第五章,,7.3 動態(tài)觀察,在AutoCAD 中，選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”命令中的子命令，可以動態(tài)觀察視圖 。,,7.4 使用相機(jī),在AutoCAD 2008中，相機(jī)是新引入的一個對象，用戶可以在模型空間放置一臺或多臺相機(jī)來定義3D
6、透視圖。 創(chuàng)建相機(jī) 相機(jī)預(yù)覽,創(chuàng)建相機(jī),選擇“視圖”|“創(chuàng)建相機(jī)”命令，可以在視圖中創(chuàng)建相機(jī)，當(dāng)指定了相機(jī)位置和目標(biāo)位置后，命令行顯示如下提示信息。 輸入選項 ?/名稱(N)/位置(LO)/高度(H)/目標(biāo)(T)/鏡頭(LE)/剪裁(C)/視圖(V)/退出(X) : 在該命令提示下，可以指定創(chuàng)建的相機(jī)名稱、相機(jī)位置、高度、目標(biāo)位置、鏡頭長度、剪裁方式以及是否切換到相機(jī)視圖。,,相機(jī)預(yù)覽,在視圖中創(chuàng)建了相機(jī)后，當(dāng)選中相機(jī)時，將打開“相機(jī)預(yù)覽”窗口。其中，在預(yù)覽框中顯示了使用相機(jī)觀察到的視圖效果。在“視覺樣式”下拉列表框中，可以設(shè)置預(yù)覽窗口中圖形的三維隱藏、三維線框、概念、真實等視覺樣式 。
7、,,7.5 漫游與飛行,在AutoCAD 2008中，用戶可以在漫游或飛行模式下，通過鍵盤和鼠標(biāo)可以控制視圖顯示，或創(chuàng)建導(dǎo)航動畫。 “定位器”選項板 漫游和飛行設(shè)置,“定位器”選項板,選擇“視圖”|“漫游”或“視圖”|“飛行”命令，打開“定位器”選項板和“三維漫游導(dǎo)航映射”對話框。,漫游和飛行設(shè)置,選擇“視圖”|“漫游和飛行”命令，打開“漫游和飛行設(shè)置”對話框?？梢栽O(shè)置顯示指令窗口的時機(jī)，窗口顯示的時間，以及當(dāng)前圖形設(shè)置的步長和每秒步數(shù) 。,,7.6 觀察三維圖形,在AutoCAD中，使用“視圖”|“縮放”、“視圖”|“平移”子菜單中的命令可以縮放或平移三維圖形，以觀察圖形的整體或局部。其
8、方法與觀察平面圖形的方法相同。此外，在觀測三維圖形時，還可以通過旋轉(zhuǎn)、消隱及設(shè)置視覺樣式等方法來觀察三維圖形。 消隱圖形 使用“視覺樣式”菜單觀察三維圖形 改變?nèi)S圖形的曲面輪廓素線 以線框形式顯示實體輪廓 改變實體表面的平滑度,消隱圖形,在繪制三維曲面及實體時，為了更好地觀察效果，可選擇“視圖”|“消隱”命令(HIDE)，暫時隱藏位于實體背后而被遮擋的部分。 執(zhí)行消隱操作之后，繪圖窗口將暫時無法使用“縮放”和“平移”命令，直到選擇“視圖”|“重生成”命令重生成圖形為止。,使用“視覺樣式”菜單觀察三維圖形,用戶還可以通過選擇“視圖”|“視覺樣式”子命令更加真實的觀察三維圖形，例如選
9、擇“概念”命令觀察三維圖形。,改變?nèi)S圖形的曲面輪廓素線,當(dāng)三維圖形中包含彎曲面時(如球體和圓柱體等)，曲面在線框模式下用線條的形式來顯示，這些線條稱為網(wǎng)線或輪廓素線。使用系統(tǒng)變量ISOLINES可以設(shè)置顯示曲面所用的網(wǎng)線條數(shù)，默認(rèn)值為4，即使用4條網(wǎng)線來表達(dá)每一個曲面。該值為0時，表示曲面沒有網(wǎng)線，如果增加網(wǎng)線的條數(shù)，則會使圖形看起來更接近三維實物。,,,ISOLINES=4 ISOLINES=16,以線框形式顯示實體輪廓,使用系統(tǒng)變量DISPSILH可以以線框形式顯示實體輪廓。此時需要將其值設(shè)置為1，并用“消隱”命令隱藏曲面的小平面 。,,,改變實體表面的平滑度,要改變實體表面的
10、平滑度，可通過修改系統(tǒng)變量FACETRES來實現(xiàn)。該變量用于設(shè)置曲面的面數(shù)，取值范圍為0.0110。其值越大，曲面越平滑 。 如果DISPSILH變量值為1，那么在執(zhí)行“消隱”、“渲染”命令時并不能看到FACETRES設(shè)置效果，此時必須將DISPSILH值設(shè)置為0。,,,,7.7 繪制簡單的圖形,選擇“繪圖”|“點”命令，或在“繪圖”工具欄中單擊“點”按鈕，然后在命令行中直接輸入三維坐標(biāo)即可繪制三維點。 由于三維圖形對象上的一些特殊點，如交點、中點等不能通過輸入坐標(biāo)的方法來實現(xiàn)，可以采用三維坐標(biāo)下的目標(biāo)捕捉法來拾取點。 二維圖形方式下的所有目標(biāo)捕捉方式在三維圖形環(huán)境中可以繼續(xù)使用。不同之
11、處在于，在三維環(huán)境下只能捕捉三維對象的頂面和底面的一些特殊點，而不能捕捉柱體等實體側(cè)面的特殊點即在柱狀體側(cè)面豎線上無法捕捉目標(biāo)點，因為主體的側(cè)面上的豎線只是幫助顯示的模擬曲線。在三維對象的平面視圖中也不能捕捉目標(biāo)點，因為在頂面上的任意一點都對應(yīng)著底面上的一點，此時的系統(tǒng)無法辨別所選的點究竟在哪個面上。,繪制三維點,繪制三維直線和樣條曲線,兩點決定一條直線。當(dāng)在三維空間中指定兩個點后，如點(0,0,0)和點(1,1,1)，這兩個點之間的連線即是一條3D直線。 同樣，在三維坐標(biāo)系下，使用“繪圖”|“樣條曲線”命令，可以繪制復(fù)雜3D樣條曲線，這時定義樣條曲線的點不是共面點。例如，經(jīng)過點(0,0,0
12、)、(10,10,10)、(0,0,20)、(-10,-10,30)、(0,0,40)、(10,10,50)和(0,0,60)繪制的樣條曲線。,繪制三維多段線,在二維坐標(biāo)系下，使用“繪圖”|“多段線”命令繪制多段線，盡管各線條可以設(shè)置寬度和厚度，但它們必須共面。三維多線段的繪制過程和二維多線段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三維多線段中只有直線段，沒有圓弧段。選擇“繪圖”|“三維多段線”命令(3DPOLY)，此時命令行提示依次輸入不同的三維空間點，以得到一個三維多段線。,繪制螺旋線,選擇“繪圖”|“螺旋”命令，可以繪制三維螺旋線。當(dāng)分別指定了螺旋線底面的中心點、底面半徑(或直徑)和頂面半徑
13、(或直徑)后，命令行顯示如下提示。 指定螺旋高度或 軸端點(A)/圈數(shù)(T)/圈高(H)/扭曲(W) :,,7.8 繪制三維網(wǎng)格和實體,繪制平面曲面 繪制三維面 隱藏邊 繪制三維網(wǎng)格 繪制旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格 繪制平移網(wǎng)格 繪制直紋網(wǎng)格 繪制邊界網(wǎng)格 繪制多實體 繪制長方體,繪制楔體 繪制圓柱體 繪制圓錐體 繪制球體 繪制圓環(huán)體 棱錐面 拉伸 旋轉(zhuǎn) 掃掠 放樣,7.8.1 繪制平面曲面,在AutoCAD 2008中，選擇“繪圖”|“建?！眧“平面曲面”命令(PLANESURF)，可以創(chuàng)建平面曲面或?qū)ο筠D(zhuǎn)換為平面對象。 繪制平面曲面時，命令行顯示如下提示信息。 指定第一
14、個角點或 對象(O) : 在該提示信息下，如果直接指定點可繪制平面曲面，此時還需要在命令行的“指定其他角點:”提示信息下輸入其他角點坐標(biāo)。 如果要將對象轉(zhuǎn)換為平面曲面，可以選擇“對象(O)”選項，然后在繪圖窗口中選擇對象即可。,7.8.2 繪制三維面,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“三維面”命令(3DFACE)，可以繪制三維面。三維面是三維空間的表面，它沒有厚度，也沒有質(zhì)量屬性。由“三維面”命令創(chuàng)建的每個面的各頂點可以有不同的Z坐標(biāo)，但構(gòu)成各個面的頂點最多不能超過4個。如果構(gòu)成面的4個頂點共面，消隱命令認(rèn)為該面是不透明的可以消隱。反之，消隱命令對其無效。,可參見P224繪制右圖的三維面,
15、7.8.3 隱藏邊,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“邊”命令(EDGE)，可以修改三維面的邊的可見性。,,7.8.4 繪制三維網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“三維網(wǎng)格”命令(3DMESH)，可以根據(jù)指定的M行N列個頂點和每一頂點的位置生成三維空間多邊形網(wǎng)格。M和N的最小值為2，表明定義多邊形網(wǎng)格至少要4個點，其最大值為256。,,可參見P225繪制,7.8.5 繪制旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格”命令(REVSURF)，可以將曲線繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，形成旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格。旋轉(zhuǎn)方向的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB1確定，旋轉(zhuǎn)軸方向的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB
16、2確定。,7.8.6 繪制平移網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建模”|“網(wǎng)格”|“平移網(wǎng)格”命令(TABSURF)，可以將路徑曲線沿方向矢量進(jìn)行平移后構(gòu)成平移曲面。這時可在命令行的“選擇用作輪廓曲線的對象:”提示下選擇曲線對象，在“選擇用作方向矢量的對象:”提示信息下選擇方向矢量。當(dāng)確定了拾取點后，系統(tǒng)將向方向矢量對象上遠(yuǎn)離拾取點的端點方向創(chuàng)建平移曲面。平移曲面的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB1確定。,7.8.7 繪制直紋網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“直紋網(wǎng)格”命令(RULESURF)，可以在兩條曲線之間用直線連接從而形成直紋網(wǎng)格。這時可在命令行的“選擇第一條定義曲線:”提示信息下選擇第一條
17、曲線，在命令行的“選擇第二條定義曲線:”提示信息下選擇第二條曲線。,7.8.8 繪制邊界網(wǎng)格,選擇“繪圖”|“建?！眧“網(wǎng)格”|“邊界網(wǎng)格”命令(EDGESURF)，可以使用4條首尾連接的邊創(chuàng)建三維多邊形網(wǎng)格。這時可在命令行的“選擇用作曲面邊界的對象 1:”提示信息下選擇第一條曲線，在命令行的“選擇用作曲面邊界的對象 2:”提示信息下選擇第二條曲線，在命令行的“選擇用作曲面邊界的對象 3:”提示信息下選擇第三條曲線，在命令行的“選擇用作曲面邊界的對象4:”提示信息下選擇第四條曲線。,,7.8.9 繪制多段體,在AutoCAD 2008中，選擇“繪圖”|“建?！眧“多段體”命令(POLYSOLI
18、D)，可以將現(xiàn)有直線、二維多線段、圓弧或圓轉(zhuǎn)換為具有矩形輪廓的實體。,7.8.10 繪制長方體,選擇“繪圖”|“建?！眧“長方體”命令(BOX)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟伴L方體”按鈕，都可以繪制長方體或各邊都相等的立方體。,可參見P231,7.8.11 繪制楔體,在AutoCAD 2008中，雖然創(chuàng)建“長方體”和“楔體”的命令不同，但創(chuàng)建方法卻相同，因為楔體是長方體沿對角線切成兩半后的結(jié)果。,7.8.12 繪制圓柱體,選擇”繪圖”|“建?！眧“圓柱體”命令(CYLINDER)，或在”建?！惫ぞ邫谥袉螕簟皥A柱體”按鈕，可以繪制圓柱體或橢圓柱體。 注意：線框密度 ISOLINES 的選擇。,7.
19、8.13 繪制圓錐體,選擇“繪圖”|“建?！眧“圓錐體”命令(CONE)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟皥A錐體”按鈕，即可繪制圓錐體或橢圓形錐體 。 注意：線框密度 ISOLINES 的選擇。,7.8.14 繪制球體,選擇“繪圖”|“建模”|“球體”命令(SPHERE)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟扒蝮w”按鈕，都可以繪制球體。這時只需要在命令行的“指定中心點或 三點(3P)/兩點(2P)/相切、相切、半徑(T):”提示信息下指定球體的球心位置，在命令行的“指定半徑或 直徑(D):”提示信息下指定球體的半徑或直徑就可以了。 繪制球體時可以通過改變 ISOLINES 變量，來確定每個面上的線框密度。,
20、7.8.15 繪制圓環(huán)體,選擇“繪圖”|“建?！眧“圓環(huán)體”命令(TORUS)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟皥A環(huán)體”按鈕，都可以繪制圓環(huán)實體，此時需要指定圓環(huán)的中心位置、圓環(huán)的半徑或直徑，以及圓管的半徑或直徑。,7.8.16 棱錐面,選擇“繪圖”|“建?！眧“棱錐面”命令(PYRAMID)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟袄忮F面”按鈕，即可繪制棱錐面 。,7.8.17 拉伸,在AutoCAD中，選擇“繪圖”|“建?！眧“拉伸”命令(EXTRUDE)，可以將任何二維封閉多段線、圓、橢圓、封閉樣條曲線和面域，多段線對象的頂點數(shù)不能超過500個且不小于3個。 默認(rèn)情況下，可以沿Z軸方向拉伸對象，這時需要指
21、定拉伸的高度和傾斜角度。其中，拉伸高度值可以為正或為負(fù)，它們表示了拉伸的方向。拉伸角度也可以為正或為負(fù)，其絕對值不大于90，默認(rèn)值為0，表示生成的實體的側(cè)面垂直于XY平面，沒有錐度。如果為正，將產(chǎn)生內(nèi)錐度，生成的側(cè)面向里靠；如果為負(fù)，將產(chǎn)生外錐度，生成的側(cè)面向外 。,7.8.18 旋轉(zhuǎn),在AutoCAD中，可以使用“繪圖”|“建?！眧“旋轉(zhuǎn)”命令(REVOLVE)，將二維對象繞某一軸旋轉(zhuǎn)生成實體。用于旋轉(zhuǎn)的二維對象可以是封閉多段線、多邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環(huán)及封閉區(qū)域。三維對象、包含在塊中的對象、有交叉或自干涉的多段線不能被旋轉(zhuǎn)，而且每次只能旋轉(zhuǎn)一個對象。 選擇“繪圖”|“建?！?/p>
22、|“旋轉(zhuǎn)”命令，并選擇需要旋轉(zhuǎn)的二維對象后，通過指定兩個端點來確定旋轉(zhuǎn)軸。,7.8.19 掃掠,在AutoCAD 2008中，選擇“繪圖”|“建?！眧“掃掠”命令(SWEEP)，可以通過沿開放或閉合的二維或三維路徑掃掠開放或閉合的平面曲線（輪廓）創(chuàng)建新實體或曲面。如果要掃掠的對象不是封閉的圖形，那么使用“掃掠”命令后得到的是網(wǎng)格面，否則得到的是三維實體。,7.8.20 放樣,在AutoCAD 2008中，選擇“繪圖”|“建?！眧“放樣”命令(LOFT)，可以通過對包含兩條或兩條以上橫截面曲線的一組曲線進(jìn)行放樣（繪制實體或曲面）來創(chuàng)建三維實體或曲面。,課后作業(yè)：,1、請自行練習(xí)本課件中涉及到的三維圖形； 2、練習(xí) P236 三維圖形應(yīng)用實例中10-8-1繪制凳子、10-8-3繪制軸零件、10-8-5繪制連珠、10-9特殊實體的繪制-繪制室外臺階； 3、嘗試練習(xí)10-8-2繪制鐵餅、10-8-4繪制毛坯。,
三維基礎(chǔ)與繪制三維網(wǎng)格及實體.ppt
