第10章_绘制三维图形

返回第10章绘制三维图形本章主要介绍三维绘图的基本知识，绘制三维对象、三维曲面、基本实体的方法，以及通过二维图形创建实体的方法。通过本章的学习，应该完成以下学习目标：熟悉三维绘图的基本知识了解视图观测点的设置方法掌握绘制简单的三维对象、三维曲面及基本实体掌握通过二维图形创建实体返回三维绘图术语和坐标系AutoCAD不但拥有强大的二维绘图功能，而且同样具有强大的三维绘图功能。要创建三维图形，就一定要使用三维坐标系和三维坐标。因此，了解并掌握三维坐标系，树立正确的空间观念，是学习整个三维图形绘制的基础。三维绘图的一些基本术语建立用户坐标系返回三维绘图的一些基本术语三维实体模型需要在三维实体坐标系下进行描述。在创建三维实体模型前，首先了解下面的一些基本术语。XY平面：X轴垂直于Y轴组成的一个平面，此时Z轴的坐标是0。Z轴：三维坐标系的第三轴，它总是垂直于XY平面。高度：主要是Z轴上坐标值。厚度：主要是Z轴的长度。相机位置：在观察三维模型时候，相机的位置相当于视点。目标点：当眼睛通过照相机看某物体的时候，视线聚焦在一个清晰点上，该点就是所谓的目标点。视线：假想的线，它是将视点和目标点连接起来的线。和XY平面的夹角：视线与其在XY平面的投影线之间的夹角。XY平面角度：视线在XY平面和投影线与X轴之间的夹角。返回建立用户坐标系第2章介绍了平面坐标系的使用方法，它的所有变换和使用方法同样适用于三维坐标系。例如，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。1.柱坐标柱坐标使用XY平面的角和沿Z轴的距离来表示，如图10-1所示，其格式如下所示：XY平面距离XY平面角度，Z坐标(绝对坐标)。@XY平面距离XY平面角度，Z坐标(相对坐标)。2.球坐标球坐标系具有3个参数：点到原点的距离、在XY平面上的角度、和XY平面的夹角，如图10-2所示，其格式如下所示：XYZ距离XY平面角度和XY平面的夹角(绝对坐标)。@XYZ距离XY平面角度和XY平面的夹角(相对坐标)。返回设置视点视点是指观察图形的方向。例如，绘制正方体时，如果使用平面坐标系即Z轴垂直于屏幕，此时仅能看到物体在XY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，如图10-3所示。在AutoCAD中，可以使用视点预置、视点命令等多种方法来设置视点。使用【视点预置】对话框设置视点使用罗盘确定视点使用【三维视图】菜单设置视点图10-3正方体在平面坐标系和三维视图中显示的效果返回使用【视点预置】对话框设置视点选择【视图】|【三维视图】|【视点预置】命令(DDVPOINT)，打开【视点预置】对话框，如图10-4所示。在该对话框中可以为当前视口设置视点。图10-4【视点预置】对话框返回使用罗盘确定视点选择【视图】|【三维视图】|【视点】命令(VPOINT)，可以为当前视口设置视点。该视点均是相对于WCS坐标系的。这时可通过屏幕上显示的罗盘定义视点，如图10-5所示。图10-5使用罗盘定义视点返回使用【三维视图】菜单设置视点选择【视图】|【三维视图】子菜单中的【俯视】、【仰视】、【左视】、【右视】、【主视】、【后视】、【西南等轴测】、【东南等轴测】、【东北等轴测】和【西北等轴测】命令，可以从多个方向来观察图形。返回绘制简单三维对象在AutoCAD中，用户可以使用点、直线、样条曲线、三维多段线及三维螺旋线等命令绘制简单的三维图形。绘制三维点绘制三维直线和样条曲线绘制三维多段线绘制三维陀螺线返回绘制三维点选择【绘图】|【点】|【单点】命令，然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方法来实现，可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。返回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(0,0,0)和点(1,1,1)，这两个点之间的连线即是一条3D直线，该直线与当前UCS不在同一平面内。同样，在三维坐标系下，使用【样条曲线】命令，可以绘制复杂3D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)、(10,10,10)、(0,0,20)、(-10,-10,30)、(0,0,40)、(10,10,50)和(0,0,60)绘制的样条曲线如图10-6所示。图10-6样条曲线返回绘制三维多段线在三维坐标系下，选择【绘图】|【三维多段线】命令(3DPOLY)可以绘制多段线，此时可以设置各段线条的宽度和厚度，但它们必须共面。例如，经过点(40,0,0)、(0,0,0)、(0,60,0)和(0,60,30)绘制的三维多段线如图10-7所示。图10-7三维多段线返回绘制三维陀螺线选择【绘图】|【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(或直径)和顶面半径(或直径)后，命令行显示如下提示。指定螺旋高度或[轴端点(A)/圈数(T)/圈高(H)/扭曲(W)]1.0000:在该命令提示下，可以直接输入螺旋线的高度来绘制螺旋线。也可以选择【轴端点(A)】选项，通过指定轴的端点，从而绘制出以底面中心点到该轴端点的距离为高度的螺旋线；返回绘制三维网格在AutoCAD2008中，使用【绘图】|【建模】|【网格】子菜单中命令可以非常方便地绘制三维网格。。绘制平面曲线绘制三维面与多边三维面绘制三维网格绘制旋转网格绘制平移网格绘制直纹网格绘制边界网格返回绘制平面曲线选择【绘图】|【建模】|【平面曲面】命令(PLANESURF)，可以创建平面曲面或将对象转换为平面对象。绘制平面曲面时，命令行显示如下提示信息。指定第一个角点或[对象(O)]对象:在该提示信息下，如果直接指定点，可绘制平面曲面，此时还需要在命令行的【指定其他角点:】提示信息下输入其他角点坐标返回绘制三维面与多边三维面选择【绘图】|【建模】|【网格】|【三维面】命令(3DFACE)，可以绘制三维面。三维面是三维空间的表面，它没有厚度，也没有质量属性。由【三维面】命令创建的每个面的各顶点可以有不同的Z坐标，但构成各个面的顶点最多不能超过4个。如果构成面的4个顶点共面，消隐命令认为该面是不透明的即可以消隐。反之，消隐命令对其无效。返回绘制三维网格选择【绘图】|【建模】|【网格】|【三维网格】命令(3DMESH)，可以根据指定的M行N列个顶点和每一顶点的位置生成三维空间多边形网格。M和N的最小值为2，表明定义多边形网格至少要4个点，其最大值为256。返回绘制旋转网格选择【绘图】|【建模】|【网格】|【旋转网格】命令(REVSURF)，可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度，形成旋转网格。例如，当SURFTAB1=30，SURFTAB2=30时，将图10-15中左图的圆弧绕直线旋转360°后，将得到图10-15右图所示的效果。图10-15旋转网格返回绘制平移网格选择【绘图】|【建模】|【网格】|【平移网格】命令(RULESURF)，可以将路径曲线沿方向矢量方向平移后构成平移网格，如图10-16所示。这时可在命令行的【选择用作轮廓曲线的对象:】提示下选择曲线对象，在【选择用作方向矢量的对象:】提示下选择方向矢量。当确定了拾取点后，系统将向方向矢量对象上远离拾取点的端点方向创建平移网格。平移网格的分段数由系统变量SURFTAB1确定。图10-16创建平移网格返回绘制直纹网格选择【绘图】|【建模】|【网格】|【直纹网格】命令(RULESURF)，可以在两条曲线之间用直线连接从而形成直纹网格。这时可在命令行的【选择第一条定义曲线:】提示下选择第一条曲线，在命令行的【选择第二条定义曲线:】提示下选择第2条曲线。例如，通过对图10-17左图中的两个圆弧使用【直纹网格】命令，将得到图10-17右图所示的效果。图10-17创建直纹网格返回绘制边界网格选择【绘图】|【建模】|【网格】|【边界网格】命令(EDGESURF)，可以使用4条首尾连接的边创建三维多边形网格。例如，通过对图10-18左图中的边界曲线使用【边界网格】命令，将得到图10-18右图所示的效果。图10-18边界网格返回绘制基本实体实体建模比三维曲面更能表达物体的结构特征。三维实体是具有体积、质量、重心、回转半径、惯性矩等特征的。在AutoCAD2008中，使用【绘图】|【建模】子菜单中的命令，或使用【三维制作】控制台，可以绘制长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体及圆环体等基本实体模型，如图10-19所示。绘制多段体绘制长方体与楔体绘制圆柱体与圆锥体绘制球体与圆环体绘制棱锥面图10-19【建模】菜单和【三维制作】控制台返回绘制多段体在AutoCAD2008中，选择【绘图】|【建模】|【多段体】命令(POLYSOLID)，或在【面板】选项板的【三维制作】控制台中单击【多段体】按钮，都可以创建多段体或将对象转换为多段体。绘制多段体时，命令行显示如下提示信息。指定起点或[对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J)]对象:返回绘制长方体与楔体在AutoCAD2008中，虽然创建长方体和楔体的命令不同，但它们的创建方法却相同，因为楔体是长方体沿对角线切成两半后的结果。返回绘制圆柱体与圆锥体在AutoCAD2008中，虽然创建圆柱体与圆锥体的命令不同，但其创建方法却类似图10-23绘制圆柱体或椭圆柱体图10-24绘制圆锥体或椭圆形锥体返回绘制球体与圆环体在AutoCAD2008中，要绘制球体可以使用SPHERE命令；要绘制圆环体，可以使用TORUS命令。ISOLINES=4ISOLINES=32图10-25球体实体示例图图10-26绘制圆环体返回绘制棱锥面选择【绘图】|【建模】|【棱锥面】命令(PYRAMID)，或在【面板】选项板的【三维制作】控制台中单击【棱锥面】按钮，即可绘制棱锥面，如图10-27所示。图10-27棱锥面返回通过二维图形创建实体在AutoCAD2008中，通过拉伸二维轮廓曲线或者将二维曲线绕指定轴旋转，也可以创建三维实体。将二维图形拉伸成实体将二维图形旋转成实体将二维图形扫掠成实体将二维图形放样成实体返回将二维图形拉伸成实体选择【绘图】|【建模】|【拉伸】命令(EXTRUDE)，或在【面板】选项板的【三维制作】控制台中的【拉伸】按钮，可以将2D对象沿Z轴或某个方向拉伸成实体。拉伸对象被称为断面，可以是任何2D封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域，且多段线对象的顶点数不能超过500个且不小于3个。返回将二维图形旋转成实体在AutoCAD中，还可以使用【绘图】|【建模】|【旋转】命令(REVOLVE)，或在【面板】选项板的【三维制作】控制台中单击【旋转】按钮，将二维对象绕某一轴旋转生成实体。用于旋转的二维对象可以是封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线、圆环及封闭区域。三维对象、包含在块中的对象、有交叉或自干涉的多段线不能被旋转，而且每次只能旋转一个对象。返回将二维图形扫掠成实体在AutoCAD2008中，选择【绘图】|【建模】|【扫掠】命令(SWEEP)，或在【面板】选项板的【三维制作】控制台中单击【扫掠】按钮，都可以绘制网格面或三维实体。如果要扫掠的对象不是封闭的图形，那么使用【扫掠】命令后得到的是网格面，否则得到的是三维实体。使用【扫掠】命令绘制三维实体时，当用户指定了封闭图形作为扫掠对象后，命令行显示如下提示信息。选择扫掠路径或[对齐(A)/基点(B)/比例(S)/扭曲(T)]:在该命令提示下，可以直接指定扫掠路径来创建实体，也可以设置扫掠时的对齐方式、基点、比例和扭曲参数返回将二维图形放样成实体在AutoCAD2008中，选择【绘图】|【建模】|【放样】命令，或在【面板】选项板的【三维制作】控制台中单击【放样】按钮，都可以将二维图形放样成实体，如图10-40所示。图10-40放样并消隐图形