1、第13章,观察与渲染三维图形,本章概述,使用三维观察和导航工具，可以在图形中导航、为指定视图设置相机以及创建动画以便与其他人共享设计。可以围绕三维模型进行动态观察、回旋、漫游和飞行，设置相机，创建预览动画以及录制运动路径动画，用户可以将这些分发给其他人以从视觉上传达设计意图。要从视觉上能更形象、真实地观测三维模型的效果，则还需要对模型应用视觉样式或进行渲染。本章将介绍观察与渲染三维图形的相关知识。,13.1 使用三维导航工具,三维导航工具允许用户从不同的角度、高度和距离查看图形中的对象。用户可以使用以下三维工具在三维视图中进行动态观察、回旋、调整视距、缩放和平移。受约束的动态观察自由动态观察连
2、续动态观察,13.1.1 受约束的动态观察,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“动态观察”|“受约束的动态观察”命令(3DORBIT)，可以在当前视口中激活三维动态观察视图。,13.1.2 自由动态观察,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“动态观察”|“自由动态观察”命令(3DFORBIT)，可以在当前视口中激活三维自由动态观察视图。如果用户坐标系(UCS)图标为开，则表示当前 UCS 的着色三维 UCS 图标显示在三维动态观察视图中。,13.1.3 连续动态观察,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“动态
3、观察”|“连续动态观察”命令(3DCORBIT)，可以启用交互式三维视图并将对象设置为连续运动。,13.2 使用相机定义三维图形,在AutoCAD 2016中，通过使用相机功能，用户可以在模型空间放置一台或多台相机来定义3D透视图。认识相机创建相机修改相机特性调整视距回旋,13.2.1 认识相机,在图形中，可以通过放置相机来定义三维视图；可以打开或关闭相机并使用夹点来编辑相机的位置、目标或焦距；可以通过位置XYZ坐标、目标XYZ坐标和视野/焦距(用于确定倍率或缩放比例)定义相机。位置：定义要观察三维模型的起点。 目标：通过指定视图中心的坐标来定义要观察的点。 焦距：定义相机镜头的比例特性。焦距
4、越大，视野越窄。 前向和后向剪裁平面：指定剪裁平面的位置。剪裁平面是定义(或剪裁)视图的边界。在相机视图中，将隐藏相机与前向剪裁平面之间的所有对象。同样隐藏后向剪裁平面与目标之间的所有对象。,13.2.2 创建相机,在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“相机”面板中单击“创建相机”按钮 ，或在AutoCAD的快捷工具栏中选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“创建相机”命令(CAMERA)，可以设置相机和目标的位置，以创建并保存对象的三维透视图。,13.2.3 修改相机特性,在图形中创建了相机后，当选中相机时，将打开“相机预览”窗口。其中，预览窗口用于显示相机视图的预览效
5、果； “视觉样式”下拉列表框用于指定应用于预览的视觉样式，如概念、三维隐藏、三维线框及真实等；“编辑相机时显示该窗口”复选框，用于指定编辑相机时是否显示“相机预览”窗口。单击并拖动夹点，以调整焦距、视野大小，或重新设置相机位置。使用动态输入工具栏提示输入X、Y、Z坐标值。使用“特性”面板修改相机特性。,13.2.3 修改相机特性,练习13-1使用相机观察图形。,13.2.4 调整视距,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“相机”|“调整视距”命令(3DDISTANCE)，可以将光标更改为具有“+”和“-”的放大镜形状 。单击并向屏幕顶部垂直拖动光标使相机靠近对象，从
6、而使对象显示得更大。单击并向屏幕底部垂直拖动光标使相机远离对象，从而使对象显示得更小。,13.2.5 回旋,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“相机”|“回旋”命令(3DSWIVEL)，可以在拖动方向上模拟平移相机。可以沿 XY 平面或 Z 轴回旋视图。,13.3 运动路径动画,使用运动路径动画(例如模型的三维动画穿越漫游)可以向用户形象地演示模型。可以录制和回放导航过程，以动态传达设计意图。控制相机运动路径的方法设置运动路径动画参数创建运动路径动画,13.3.1 控制相机运动路径的方法,用户可以通过将相机及其目标链接到点或路径来控制相机运动，从而控制动画。要使用
7、运动路径创建动画，可以将相机及其目标链接到某个点或某条路径上。如果要相机保持原样，则将其链接到某个点；如果要相机沿路径运动，则将其链接到路径上。 如果要目标保持原样，则将其链接到某个点；如果要目标移动，则将其链接到某条路径上。无法将相机和目标链接到一个点。如果要使动画视图与相机路径一致，则使用同一路径。在“运动路径动画”对话框中，将目标路径设置为“无”可以实现该目的。,13.3.2 设置运动路径动画参数,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“动画运动路径”命令(ANIPATH)，打开“运动路径动画”对话框。1. 设置相机2. 设置目标3. 设置动画4. 预览动画,1
8、3.3.3 创建运动路径动画,了解了运动路径动画的设置方法后，下面通过一个具体实例来介绍运动路径动画的创建方法。练习13-2在机件图形的Z轴正方向上绘制一个圆，然后创建沿圆运动的动画效果，其中目标位置为原点，视觉样式为概念，动画输出格式为WMV。,13.4 漫游和飞行,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“漫游和飞行”|“漫游”命令(3DWALK)，交互式更改三维图形的视图，使用户就像在模型中漫游一样。在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“漫游和飞行”|“飞行”命令(3DFLY)，可以交互式更改三维图形的视图，使用户就像在模型中飞行一样。
9、,13.5 观察三维图形,在AutoCAD中，不仅可以缩放或平移三维图形，以观察图形的整体或局部，还可以通过旋转及消隐等方法来观察三维图形。消隐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,13.5.1 消隐图形,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“消隐”命令(HIDE)，可以暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。,13.5.2 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(如球体和圆柱体等)，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ISOLINES可以设置显示曲面所用的网线条数，默认值为4，即
10、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=10 ISOLINES=40,13.5.3 以线框形式显示实体轮廓,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”命令隐藏曲面的小平面。,13.5.4 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FACETRES来实现。该变量用于设置曲面的面数，取值范围为0.0110。其值越大，曲面越平滑。,FACETRES=2 FACETRES=10,13.6 视觉样式,在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在
11、“视图”面板中选择“视觉样式”下拉列表框中的视觉样式，或在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“视觉样式”面板中选择“视觉样式”下拉列表框中的视觉样式，还可以在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“视觉样式”子命令，可以对视图应用视觉样式。应用视觉样式管理视觉样式,13.6.1 应用视觉样式,视觉样式是一组设置，用来控制视口中边和着色的显示。一旦应用了视觉样式或更改了其设置，就可以在视口中查看效果。二维线框线框隐藏真实概念着色带边缘着色,灰度勾画X 射线,13.6.2 管理视觉样式,在“功能区”选项板中选择“视图”选项卡，在“选项板”面板中单击“视觉样式管理器”
12、按钮 ，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“视图”面板中选择“视觉样式”下拉列表框中的“视觉样式管理器”，或在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“视觉样式”面板中选择“视觉样式”下拉列表框中的“视觉样式管理器”，还可以在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“视觉样式”|“视觉样式管理器”命令，将打开“视觉样式管理器”面板。,13.7 使用光源,要插入自定义光源或启用阳光，可在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“光源”和“阳光和位置”面板中单击相应的按钮，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“光源”子命令
13、。插入自定义光源或启用阳光后，默认光源将会被禁用。点光源聚光灯平行光查看光源列表阳光与天光模拟,13.7.1 点光源,点光源从其所在位置向四周发射光线，它不以某一对象为目标。使用点光源可以达到基本的照明效果。在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“光源”面板中单击“点”按钮 ，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“光源”|“新建点光源”命令，可以创建点光源。,13.7.2 聚光灯,聚光灯(例如闪光灯、剧场中的跟踪聚光灯或前灯)分布投射一个聚焦光束，发射定向锥形光，可以控制光源的方向和圆锥体的尺寸。在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“光源”
14、面板中单击“聚光灯”按钮 ，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“光源”|“新建聚光灯”命令，可以创建聚光灯。,13.7.3 平行光,平行光仅向一个方向发射统一的平行光光线。可以在视口中的任意位置指定 FROM点和TO点，以定义光线的方向。在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“光源”面板中单击“平行光”按钮 ，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“光源”|“新建平行光”命令，可以创建平行光。,13.7.4 查看光源列表,在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“光源”面板中单击“模型中的光源”按钮 ，或
15、在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“光源”|“光源列表”命令，将打开“模型中的光源”选项，其中显示了当前模型中的光源，单击此光源即可在模型中选中它。,13.7.5 阳光与天光模拟,在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，使用“阳光和位置”面板，可以设置阳光和天光。1. 阳光,13.7.5 阳光与天光模拟,2. 天光背景选择天光背景的选项仅在光源单位为光度单位时可用。如果用户选择了天光背景并且将光源更改为标准(常规)光源，则天光背景将被禁用。系统变量SKYSTATUS决定渲染时是否显示天光背景。默认状态当 LIGHTINGUNITS设定为 0 值时，天光
16、关闭。当设定LIGHTINGUNITS = 1 或 2时，分别为天光背景或天光背景和照明。,13.8 材质和贴图,将材质添加到图形中的对象上，可以展现对象的真实效果。使用贴图可以增加材质的复杂性和纹理的真实性。在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，使用“材质”面板，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“材质”、“贴图”子命令，可以创建材质和贴图，并将其应用于对象上。使用材质将材质应用于对象和面使用贴图,13.8.1 使用材质,在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“材质”面板中单击“材质浏览器”按钮 ，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹
17、出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“材质浏览器”命令，打开“材质浏览器”选项板，使用户可以快速访问与使用预设材质。,13.8.2 将材质应用于对象和面,用户可以将材质应用到单个的面和对象，或将其附着到一个图层上的对象。要将材质应用到对象或面(曲面对象的三角形或四边形部分)，可以将材质从工具选项板拖动到对象。材质将添加到图形中，并且也将作为样例显示在“材质”窗口中。,13.8.3 使用贴图,贴图是增加材质复杂性的一种方式，贴图使用多种级别的贴图设置和特性。附着带纹理的材质后，可以调整对象或面上纹理贴图的方向。平面贴图长方体贴图球面贴图柱面贴图,13.9 渲染对象,渲染是基于三维场景来创建二维图像
18、。它使用已设置的光源、已应用的材质和环境设置(例如背景和雾化)，为场景的几何图形着色。在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，使用“渲染”面板，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”子命令，可以设置渲染参数并渲染对象。 渲染预设置控制渲染渲染并保存图像,13.9.1 渲染预设置,在功能区上的“渲染”面板上，从一个下拉列表中选择一组预定义的渲染设置，可以更改一些常规渲染设置，并将其设置为当前渲染预设。渲染预设存储了多组设置，使渲染器可以产生不同质量的图像。,13.9.2 控制渲染,在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“渲染”面板中单击“渲染环境和曝光”按钮 ，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“渲染环境”命令，打开“渲染环境和曝光”对话框，可以使用环境功能来设置基于图像的照明 (IBL)、光源曝光或背景图像。,13.9.3 渲染并保存图像,在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“渲染”面板中单击“渲染到尺寸”按钮 ，或在“渲染预设管理器”单击“渲染”按钮 ，或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”|“渲染”|“渲染”命令，打开“渲染”窗口，可以快速渲染对象。,练习13-3,打开图形，对其进行渲染。,
