1、绘制三维图形重点与难点：本节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。 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
2、运算操作，从而创建复杂的三维实体图形。 如何将单个视口变成四个视口方法视口工具栏 中点击显示“视口”对话框 ，选四个相等视图，改为三维，在左上角为俯视图，右上角为主视图（前视图），左下角为左视图，右下角为-等轴测。观察三维图形 在 AutoCAD 中，使用“视图”菜单下的“缩放”、“视图”菜单下的“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”菜单下的“消隐”命令(HIDE)，暂时隐藏位于实体背后而被遮
3、挡的部分。 着色图形在 AutoCAD 中，使用“视图”菜单下的“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”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。着色工具栏： 可在立体表面涂上单一颜色，还可根椐立体面所处方位的不同而表现出对光线折射的差别。1、 二维线框：显示用直线和曲线表示边界的对象2、 三维线框：显示用直线和曲线表示边界的对象，这是 UCS 为一个着色的三维图标。3、 消隐：显示用三维线框表示的对象，同时消隐表示后向面的线。4、 平面着色：用于在多边形面之间着
4、色对象，但平面着色的对象不加体着色的对象那样细致、光滑。5、 体着色：用于对多边形平面之间的对象进行着色，并使其边缘平滑，给对象一个光滑，具有真实感的外观。6、 带边框平面着色：合并平面着色和线框选项。7、 带边框体着色：合并体着色和线框选项。下面我们讲一个“三维动态观察器”和“三维连续观察器”命令。1、选择“视图”菜单下“三维动态观察器”命令(BDORBIT)或单击中的 三维动态观察按纽，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。2、单击 中的 三维连续观察按纽，是鼠标拖动的方向就是旋转的方向，鼠标拖动的快与慢就是模型旋转速度的快与
5、慢。绘制三维点和线 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。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。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
6、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。 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。 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
7、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。 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 12 1 10 9 13 14 15 16 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。 选择“绘图”-“曲面”-平移曲面”命令(RULESUR
8、F)，可以将路径曲线沿方向矢量进行平移后构成平移曲面。 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。 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。 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。A、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
9、心点(CE) :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。 B、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。C、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。D、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。 E、选择“绘图”-“实体”-“球体”
10、命令(SPHERE)，或在“实体”工具栏中单击“球体”按钮，都可以绘制球体。 F、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。 通过二维图形创建实体 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，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
11、角 为 15 拉 伸 倾 斜 角 度 为 10 对二维线进行拉伸方法1 在命令栏中输入快捷键为 EXT2 指定位伸的高度3 指定拉伸的倾斜角度4 确定使用“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。 课后练习：利用本节所学内容完成二层楼梯和电脑桌的制作。三维实体的编辑重点与难点：本节重点讲解了使用三维实体的布尔运算创建复杂实体；使用三维阵列、镜像、旋转以及对齐等命令编辑三维对象；使用基本命令编辑三维实体
12、对象。三维实体的布尔运算 在 AutoCAD 中，可以对三维实体进行并集、差集、交集布尔运算来创建复杂实体。并集运算：并集是指将两个实体所占的全部空间作新为物体差集运算：指 A 物体在 B 物体上所占空间部分清除，形式的新物体（A-B 或 B-A）交集运算：指两个实体的公共部公做为新物体。A、选择“修改”-“实体编辑”-“并集”命令(UNION)，或在“实体编辑”工具栏中单击“并集”按钮，可以实现并集运算。 使用并集的步骤 ：1. 从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击中的 按纽。 2. 为并集选择一个面域。 3. 选择另一个面域。 4. 可以按任何顺序选择要合并的面域。继续选择面域，或按 E
13、NTER 键结束命令。B、选择“修改”-“实体编辑”-“差集”命令(SUBTRACT)，或在“实体编辑”工具栏中单击“差集”按钮，可以实现差集运算使用差集的步骤 ：1. 从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击中的 按纽。 2. 选择一个或多个要从其中减去的面域，然后按 ENTER 键。 3. 选择要减去的面域，然后按 ENTER 键。 即：已从第一个面域的面积中减去了所选定的第二个面域的面积。C：选择“修改”-“实体编辑”-“交集”命令(INTERSECT)，或在“实体编辑”工具栏中单击“交集”按钮，可以实现交集运算。 使用交集的步骤 1. 从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击 中的 按纽。
14、 2. 选择一个相交面域。 3. 选择另一个相交面域。 4. 可以按任何顺序选择面域来查找它们的交点继续选择面域，或按 ENTER 键结束命令编辑三维对象 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。 A、选择“修改”-“三维操作”-“三维阵列”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。 B、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。执行该命令并选择需要进行镜像的对象，然后指定镜像面。镜像面可以通过 3 点确定，也可
15、以是对象、最近定义的面、Z 轴、视图、XY 平面、YZ 平面和 ZX 平面。 C、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相似。D、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。此工具栏中其它工具的含义：拉伸面：将选定的三维实体对象的面拉伸到指定的高度或沿一路径拉伸。
16、一次可以选择多个面。移动面：沿指定的高度或距离移动选定的三维实体对象的面。一次可以选择多个面。偏移面：按指定的距离或通过指定的点，将面均匀地偏移。正值增大实体尺寸或体积，负值减小实体尺寸或体积。删除面：从选择集中删除先前选择的边。旋转面：绕指定的轴旋转一个面、多个面或实体的某些部分。旋转角度：从当前位置起，使对象绕选定的轴旋转指定的角度。倾斜面：按一个角度将面进行倾斜。倾斜角度的旋转方向由选择基点和第二点（沿选定失量）的顺序决定。复制面：从三维实体上复制指定的面。着色面：从三维实体上给指定的面着上指定颜色。复制边和着色边同上方法一样。压印：文字不能压印，与物体底面平行，被压印的对象必须与选定对
17、象的一个或多个面相交。压印操作仅限于下列对象：圆弧、圆、直线、二维和三维多段线、椭圆、样条曲线、面域、体及三维实体。清除：清除的是压印的物体。分割：用于布尔运算后的物体。抽壳：选择三维物体右击确定，然后输入抽壳的数值，用差集布尔运算相减就能看出抽壳效果。课后练习：掌握本节所学内容，并完成下图模型的制作。渲染工具栏重点与难点： 使用渲染窗口 设置材质、灯光 设置渲染的背景图片1、选择“视图”菜单下的“渲染”命令中的“渲染”命令或单击中的 按纽，打开“渲染”对话框，可以从中对场景或指定对象进行渲染。渲染模型的步骤 1. 显示模型的三维视图。 2. 选择“视图”菜单下的“渲染”命令中的“渲染”命令或
18、单击中的 按纽。 3. 在“渲染”对话框中设置选项或接受默认设置。 在“渲染选项”下选择“平滑着色”来平滑多边形面之间的边。 与“平滑着色”相关的还有“平滑角度”，它设置 AutoCAD 区别边的角度值。默认的角度设置为 45 度。小于 45 度的角将平滑处理，大于 45 度的角被看作是边。 在“渲染选项”下选择“其他选项”。然后，在“照片级真实感渲染选项”对话框中选择所需的选项。 4. 要将图像渲染到屏幕上，请确认“目标”设置为“渲染窗口”或“视口”。在渲染图形时，如果在“渲染”对话框的“目标”选项组的下拉列表框中选择“渲染窗口”选项，可以直接在渲染窗口中显示渲染效果 。如果将“目标”设置为
19、“文件”，则图像直接输出到文件，不显示在屏幕上。 5. 选择一个已命名的场景或当前视图。 6. 选择“渲染”。 经过一段时间（长短由图形大小决定），AutoCAD 会显示模型的渲染图像。 注:在“目标”设置为“文件”是，存的格式为（.bmp）渲染选定对象的步骤 1. 显示模型的三维视图。 2. 选择“视图”菜单下的“渲染”命令中的“渲染”命令或单击中的 按纽。 3. 在“渲染”对话框中选择“查询选择集”，然后选择“渲染”。 4. 在图形中选择一个或多个对象。 5. 按 ENTER 键完成选择。这时，AutoCAD 只渲染所选的对象设置渲染材质 在渲染对象时，使用材质可以增强模型的真实感。在 A
20、utoCAD 中，系统预定义了多种材质，可以将它们应用于三维实体模型中。要打开材质库，可在“材质”对话框中单击“材质库”按钮。输入或输出材质的步骤 1. 从“视图”菜单中选择“渲染”中“材质库”或单击中的 按纽。 2. 在输入或输出材质之前，请选择“预览”以从样本图像中的小球体或立方体上查看材质的渲染情况。 3. 要向图形中的材质列表中添加材质，请在“当前库”下从材质库列表中选择一种材质，然后选择“输入”。 选择的材质将出现在“当前图形”下的列表中。输入材质可将该材质及其参数复制到图形的材质列表中，材质并不会从库中删除。 4. 要从图形中向材质库输出材质，请在“当前图形”下的列表中选择一种材质
21、，然后选择“输出”。 材质将出现在“当前库”下的列表中。 5. 要将当前图形中的材质保存到一个已命名的材质库 (MLI) 文件中，以便和其他图形一起使用这些材质，请在“当前库”下选择“保存”。 6. 选择“确定”。 调节应用于三维对象的材质的贴图坐标的步骤 1. 从“视图”菜单中选择“渲染”中的“贴图”或单击中的 按纽。 2. 选择在其中应用材质的对象并按 ENTER 键。 3. 在“贴图”对话框的“投影”下，选择与选定对象形状最匹配的投影类型： 平面 柱面 球面 实体4. 选择“调整坐标”。 5. 在“调整坐标”对话框中，选择所需选项。 6. 选择“确定”。 为对象指定材质附着材质的步骤 1
22、. 从“视图”菜单中选择“渲染”中的“材质”或单击中的 按纽。 2. 在“材质”对话框中，从列表中选择一种材质，或者选择“选择”以在图形中选择一种已附着到对象上的材质。 3. 将材质直接应用到对象、具有特定 ACI 编号的所有对象或特定图层上的所有对象。 要将材质直接附着到一个或多个对象上，请选择“附着”。然后选择图形中的对象。 要将材质附着到图形中具有特定 ACI 编号的所有对象上，请选择“根据 ACI”。在“根据 AutoCAD 颜色索引附着”对话框中，选择一个 ACI 编号。 要将材质附着到特定图层上的所有对象上，请选择“根据图层”。在“根据图层附着”对话框中选择一个图层。4. 选择“确定”。 再次渲染模型以查看效果。设置背景选择“视图”-“渲染”-“背景”命令或单击 中的 按纽，打开“背景”对话框，设置背景色为纯色、渐变色、图像及合并色。 课后练习：掌握本节所讲内容，并将自己所做模型渲染出图。
