1、1,12-1 三维绘图基础在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。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 。本章只介绍三维直角坐标系。 一、建立用户坐标系 在AutoCAD中，为了绘制图形的方便，通常需要修改坐标系的原点和方向，因此就需要建立用户坐标系(UCS)。用户坐标系(UCS)是可以移动的坐标系，对于输入坐标、定义图形平面和设置视图非常有用 。,2,切换XY平面用户在绘图过程中，通常需要通过切换XY平面来改变坐标系的X轴和Y轴的正向，在AutoCAD中，这种改变X轴和Y轴正向的方
2、法我们称之为切换XY平面。 定位新的UCS原点在绘图过程中，经常需要重新定义新的用户坐标系（UCS）的原点，执行“工具”“移动UCS”命令，AutoCAD命令行窗口中将出现“指定新原点或Z向深（Z）：”的提示信息，用鼠标将如左图的坐标系的原点移到长方体的右下角并单击鼠标，将得到新的坐标系。,3,恢复到WCS执行“工具”“命名UCS”菜单，或单击“UCS”工具栏中按钮，在弹出的“UCS”对话框中选择“世界”选项，然后单击“置为当前”按钮，单击“确定”按钮即可将当前坐标系恢复为WCS(世界坐标系) 。 保存和调用UCS,4,二、设立视图观测点（视点）所谓视点是指观察图形的方向，在三维空间中工作时，
3、经常要利用视点显示不同的视图，以便可以轻易地验证图形的三维效果。三维空间中最常用的视点是等轴测视图，使用它可以减少视觉上重叠的对象的数目。,视点(0,0,1),视点(1,-1,1),5,三、观察三维图形 在AutoCAD中，除可通过设置的视点观察三维图形外，还可使用三维动态观察器，在三维任意空间观察图形。在命令行中输入3DORBIT或者执行“视图”“三维动态观察器”命令可以打开三维动态观察器，如下图所示 。,6,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
4、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,设置曲面轮廓素线,以线框形式显示,7,12-2 绘制三维点和线 一、绘制三维点选择“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位点。由于在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。 二、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，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 。,8,三、绘制三
5、维多段线在二维坐标系下，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。,9,12-3 绘制三维曲面 一、绘制基本三维曲面在AutoCAD中，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 。,10,二、绘制三维面与多边三维面 选择“绘图”|“曲面”|“三维
6、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可以消隐。反之，消隐命令对其无效。要生成多边曲面，则必须使用PFACE命令。,绘制的三维面,添加三维多重面并消隐后的效果,11,三、绘制多边形网格 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。,绘制网格,对三维
7、网格进行平滑后的效果,12,四、绘制旋转曲面 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。例如，当SURFTAB1=40，SURFTAB2=30时，将图9-21中左图的样条曲线绕直线旋转360后，将得到图9-21右图所示的效果。其中，旋转方向的分段数由系统变量SURFTAB1确定，旋转轴方向的分段数由系统变量SURFTAB2确定。,旋转曲面,13,五、绘制平移曲面 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方向平移后构成平移曲面，如图9-22所示。这时可在命令行的“选择用作轮廓曲线的对象
8、:”提示下选择曲线对象，在“选择用作方向矢量的对象:”提示信息下选择方向矢量。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曲面。平移曲面的分段数由系统变量SURFTAB1确定。,创建的平移曲面,14,六、绘制直纹曲面 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。这时可在命令行的“选择第一条定义曲线:”提示信息下选择第1条曲线，在命令行的“选择第二条定义曲线:”提示信息下选择第2条曲线。,创建直纹曲面,15,七、绘制边界曲面选择“绘图”|“曲面”|“边界曲面”命令(EDGESURF)，可以使用4条首尾连接的边
9、创建三维多边形网格 。创建三维多边形网格时，选择的第一个对象的方向为多边形网格的M方向，它的邻边方向为网格的N方向。系统变量SURFTAB1和SURFTAB2分别控制M方向和N方向的网格分段数 。,边界曲面,16,12-4 绘制基本实体 一、绘制长方体与楔体 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 。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 。,17,二、绘制圆柱体与圆锥体选择
10、“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 。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 。,绘制圆柱体,绘制圆锥体,18,三、绘制球体与圆环体 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。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。,19,1
11、2-5 通过二维图形创建实体 一、二维图形拉伸成实体 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，且多段线对象的顶点数不能超过500个且不小于3个。,20,二、将二维图形旋转成实体 在AutoCAD中，可以使用“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。,
12、将二维图形旋转成实体,21,12-6 编辑三维对象在AutoCAD中，选择“修改”|“三维操作”子菜单中的命令，可以对三维空间中的对象进行阵列、镜像、旋转及对齐操作 。 三维阵列 选择“修改”|“三维操作”|“三维镜像”命令(3DARRAY)，可以在三维空间中使用环形阵列或矩形阵列方式复制对象 。 三维镜像选择“修改”|“三维操作”|“三维镜像”命令(MIRROR3D)，可以在三维空间中将指定对象相对于某一平面镜像。,22,三维旋转选择“修改”|“三维操作”|“三维旋转”命令(ROTATE3D)，可以使对象绕三维空间中任意轴(X轴Y轴或Z轴) 、视图、对象或两点旋转，其方法与三维镜像图形的方法
13、相似。 对齐位置选择“修改”|“三维操作”|“对齐”命令(ALIGN)，可以对齐对象。对齐对象时需要确定3对点，每对点都包括一个源点和一个目的点。第1对点定义对象的移动，第2对点定义二维或三维变换和对象的旋转，第3对点定义对象不明确的三维变换 。,23,12-7 编辑三维实体对象 一、三维实体的布尔运算在AutoCAD中，用于实体的布尔运算有并集、差集、交集和干涉4种。,原实体,求并集,求交集,求差集,24,二、分解实体 选择“修改”|“分解”命令(EXPLODE)，可以将实体分解为一系列面域和主体。其中，实体中的平面被转换为面域，曲面被转化为主体。用户还可以继续使用该命令，将面域和主体分解为
14、组成它们的基本元素，如直线、圆及圆弧等 。 三、对实体修倒角和圆角 选择“修改”|“倒角”命令(CHAMFER)，可以对实体的棱边修倒角，从而在两相邻曲面间生成一个平坦的过渡面。选择“修改”|“圆角”命令(FILLET)，可以为实体的棱边修圆角，从而在两个相邻面间生成一个圆滑过渡的曲面。在为几条交于同一个点的棱边修圆角时，如果圆角半径相同，则会在该公共点上生成球面的一部分 。,25,四、剖切实体 选择“绘图”|“实体”|“剖切”命令(SLICE)，或在“实体”工具栏中单击“剖切”按钮，都可以使用平面剖切一组实体。剖切面可以是对象、Z轴、视图、XY/YZ/ZX平面或3点定义的面 。 五、创建截面
15、 选择“绘图”|“实体”|“截面”命令(SECTION)，或在“实体”工具栏中单击“截面”按钮，即可使用某一平面切割实体，得到实体的截面面域。其方法与剖切实体的方法完全相同，选择“修改”|“移动”命令将截面拉出，只是生成截面操作对原来的实体没有任何影响而已 。 六、编辑实体面 在AutoCAD中，使用“修改”|“实体编辑”子菜单中的命令，可以对实体面进行拉伸、移动、偏移、删除、旋转、倾斜、着色和复制等操作 。,26,七、编辑实体边 在AutoCAD中，选择“修改”|“实体编辑”|“着色边”命令，或在“实体编辑”工具栏中单击“着色边”按钮，即可着色实体边，其方法与着色实体面的方法相同；选择“修改
16、”|“实体编辑”|“复制边”命令，或在“实体编辑”工具栏中单击“复制边”按钮，可以复制三维实体的边，其方法与复制实体面的方法相同。此外，在AutoCAD中，使用“修改”|“实体编辑”子菜单中的命令，还可以对实体进行压印、清除、分割、抽壳与检查等操作。,27,12-8 着色对象在AutoCAD中，可以使用“视图”|“着色”子菜单中的命令，或“着色”工具栏来着色对象。着色对象时，一般使用来自观察者左后方上面的固定环境光。而使用“视图”|“重生成”命令重新生成图像时，并不影响对象的着色效果，并且用户还可以使用通常视图中进行的一切操作在此模式下运行，如窗口的平移、缩放、绘图和编辑等。一旦选定了一个已着色的对象，就会在着色层上面显示线框和夹点，即使在保存图形后再打开该图形，对象的着色效果也不会改变。,28,12-8 渲染对象使用“视图”|“着色”子菜单中的命令着色对象时，并不能执行产生亮显、移动光源或添加光源的操作。要更全面地控制光源，必须使用渲染，可以使用“视图”|“渲染”子菜单中的命令或“渲染”工具栏实现 。使用“渲染”对话框渲染对象 设置场设置光线 设置渲染材质设置贴图 设置背景雾 化 在场景中添加配景使用渲染窗口,29,渲染图例左图为三维线框模型，右图为经渲染后的图形。,
