CAD教学课件：第09章 绘制三维图形

中文版AutoCAD2006实用教程第09章绘制三维图形在工程设计和绘图过程中，三维图形应用越来越广泛。AutoCAD可以利用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。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。表面模型用面描述三维对象，它不仅定义了三维对象的边界，而且还定义了表面即具有面的特征。实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有体的特征，各实体对象间可以进行各种布尔运算操作，从而创建复杂的三维实体图形。中文版AutoCAD2006实用教程9.1教学目标掌握知识：通过本章的学习，读者应掌握三维坐标系下坐标的表示方法，能够使用各种命令绘制三维图形和三维实体。重点学习：本章重点讲解了三维坐标表示及三维图形观察方法；使用直线、样条曲线、三维多段线和各种曲面绘制命令绘制三维图形；使用基本命令绘制三维实体以及通过对二维图形进行拉伸、旋转等操作创建各种各样的复杂实体。课后读者应结合上机操作进行强化练习。中文版AutoCAD2006实用教程9.2理论指导建立用户坐标系设立视图观测点式观察三维图形绘制三维点和线绘制三维曲面绘制基本实体通过二维图形创建实体中文版AutoCAD2006实用教程9.2.1设置投影与内阴影样式在AutoCAD中，要创建和观察三维图形，就一定要使用三维坐标系和三维坐标。第6章已经详细介绍了平面坐标系的使用方法，其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。中文版AutoCAD2006实用教程9.2.2设立视图观测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。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使用三维动态观察器中文版AutoCAD2006实用教程选择“视图”|“三维视图”|“视点预置”命令(DDVPOINT)，打开“视点预置”对话框，为当前视口设置视点。中文版AutoCAD2006实用教程选择“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。中文版AutoCAD2006实用教程选择“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，从多个方向来观察图形。中文版AutoCAD2006实用教程选择“视图”|“三维动态观察器”命令(BDORBIT)，可通过单击和拖动的方式，在三维空间动态观察对象。移动光标时，其形状也将随之改变，以指示视图的旋转方向。中文版AutoCAD2006实用教程9.2.3观察三维图形在AutoCAD中，使用“视图”|“缩放”、“视图”|“平移”子菜单中的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、消隐及着色等方法来观察三维图形。消隐图形着色图形改变三维图形的曲面轮廓素线以线框形式显示实体轮廓改变实体表面的平滑度中文版AutoCAD2006实用教程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”|“消隐”命令(HIDE)，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。中文版AutoCAD2006实用教程在AutoCAD中，使用“视图”|“着色”子菜单中的命令，可生成“二维线框”、“三维线框”、“消隐”、“平面渲染”、“体渲染”、“带边框平面渲染”和“带边框体渲染”等多种视图。例如，选择“视图”|“着色”|“平面着色”命令，以图形的线框颜色着色图形。中文版AutoCAD2006实用教程使用系统变量ISOLINES可以设置显示曲面所用的网线条数，默认值为4，即使用4条网线来表达每一个曲面。该值为0时，表示曲面没有网线，如果增加网线的条数，则会使图形看起来更接近三维实物。ISOLINES=4ISOLINES=32中文版AutoCAD2006实用教程使用系统变量DISPSILH可以以线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值设置为1，并用“消隐”或“着色”命令隐藏曲面的小平面。DISPSILH=0DISPSILH=1中文版AutoCAD2006实用教程要改变实体表面的平滑度，可通过修改系统变量FACETRES来实现。该变量用于设置曲面的面数，取值范围为0.01~10。其值越大，曲面越平滑。FACETRES=0.5FACETRES=10中文版AutoCAD2006实用教程9.2.4绘制三维点和线在AutoCAD中，可以使用直线、样条、3D多段线及三维网格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绘制三维多段线中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“点”命令，或在“绘图”工具栏中单击“点”按钮，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。中文版AutoCAD2006实用教程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。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。中文版AutoCAD2006实用教程在二维坐标系下，使用“绘图”|“多段线”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“绘图”|“三维多段线”命令(3DPOLY)，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。中文版AutoCAD2006实用教程9.2.5绘制三维曲面在AutoCAD中，不仅可以绘制球面、圆锥面、圆柱面等基本三维曲面，还可以绘制旋转曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲面。使用“绘图”|“曲面”子菜单中的命令或“曲面”工具栏可以绘制这些曲面。绘制基本三维曲面绘制三维面与多边三维面绘制多边形网格绘制旋转曲面绘制平移曲面绘制直纹曲面绘制边界曲面中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“曲面”|“三维曲面”命令，利用打开的“三维对象”对话框，可以绘制大部分三维曲面，如长方体表面、棱锥面、楔体表面及球面等。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“曲面”|“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。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“曲面”|“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。12345678121110913141516中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“曲面”|“旋转曲面”命令(REVSURF)，可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度，形成旋转曲面。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“曲面”|“平移曲面”命令(RULESURF)，可以将路径曲线沿方向矢量进行平移后构成平移曲面。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“曲面”|“直纹曲面”命令(RULESURF)，可以在两条曲线之间用直线连接从而形成直纹曲面。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“曲面”|“边界曲面”命令(EDGESURF)，可以使用4条首尾连接的边创建三维多边形网格。中文版AutoCAD2006实用教程9.2.6绘制基本实体在AutoCAD中，使用“绘图”|“实体”子菜单中的命令，或使用“实体”工具栏，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。绘制长方体绘制楔体绘制圆柱体绘制圆锥体绘制球体绘制圆环体中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“实体”|“长方体”命令(BOX)，或在“实体”工具栏中单击“长方体”按钮，都可以绘制长方体，此时命令行显示如下提示。指定长方体的角点或[中心点(CE)]0,0,0:在创建长方体时，其底面应与当前坐标系的XY平面平行，方法主要有指定长方体角点和中心两种。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“实体”|“楔体”命令(WEDGE)，或在“实体”工具栏中单击“楔体”按钮，都可以绘制楔体。由于楔体是长方体沿对角线切成两半后的结果，因此可以使用与绘制长方体同样的方法来绘制楔体。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“实体”|“圆柱体”命令(CYLINDER)，或在“实体”工具栏中单击“圆柱体”按钮，可以绘制圆柱体或椭圆柱体。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“实体”|“圆锥体”命令(CONE)，或在“实体”工具栏中单击“圆锥体”按钮，即可绘制圆锥体或椭圆形锥体。中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“实体”|“球体”命令(SPHERE)，或在“实体”工具栏中单击“球体”按钮，都可以绘制球体。ISOLINES=4ISOLINES=32中文版AutoCAD2006实用教程选择“绘图”|“实体”|“圆环体”命令(TORUS)，或在“实体”工具栏中单击“圆环体”按钮，都可以绘制圆环实体，此时需要指定圆环的中心位置、圆环的半径或直径，以及圆管的半径或直径。中文版AutoCAD2006实用教程9.2.7通过二维图形创建实体在AutoCAD中，通过拉伸二维轮廓曲线或者将二维曲线沿指定轴旋转，可以创建出三维实体。二维图形拉伸成实体将二维图形旋转成实体中文版AutoCAD2006实用教程在AutoCAD中，选择“绘图”|“实体”|“拉伸”命令(EXTRUDE)，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，多段线对象的顶点数不能超过500个且不小于3个。拉伸倾斜角为0°拉伸倾斜角为15°拉伸倾斜角度为–10°中文版AutoCAD2006实用教程使用“绘图”|“实体”|“旋转”命令，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。