绘制三维图形课件.ppt
第9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。,通过本章的理论学习和上机实训，读者应了解和掌握以下内容:了解视图观测点的设立方法掌握三维图形的观察方法掌握三维线条的绘制方法掌握三维曲面的绘制方法掌握三维基本实体的绘制方法掌握通过二维图形创建三维实体的方法,本章章节内容安排如下:9.1 三维绘图基础9.2 绘制三维点和线 9.3 绘制三维曲面 9.4 绘制基本实体 9.5 通过二维图形创建实体 9.6 思 考 练 习,9.1 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。因此，了解并掌握三维坐标系，树立正确的空间观念，是学习三维图形绘制的基础。本节主要内容如下：建立用户坐标系 设立视图观测点 观察三维图形,建立用户坐标系,在第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。,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。,正方体在平面坐标系和三维视图中显示的效果,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,设置曲面轮廓素线,以线框形式显示,改变表面平滑度,9.2 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。本节主要内容如下。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。,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。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。,绘制三维多段线,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。,9.3 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，还可以绘制回旋曲面、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。本节主要内容如下：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,绘制基本三维曲面,在AutoCAD 2006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。,绘制三维面与多边三维面,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。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,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,对三维网格进行平滑后的效果,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,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:”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,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,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,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。本节主要内容如下：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,9.4 绘制基本实体,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.,绘制圆柱体与圆锥体,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。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。,绘制圆柱体或椭圆柱体,绘制圆锥体或椭圆形锥体,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。,9.5 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绕指定轴旋转，可以创建出三维实体。本节主要内容如下：二维图形拉伸成实体 将二维图形旋转成实体,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。,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。,将二维图形旋转成实体,9.6 思 考 练 习,填空题1.在三维坐标系下，用户不仅可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点，而且还可以使用_和_来定义点。2.在AutoCAD 2006中，选择_命令，可通过单击和拖动的方式，在三维空间中动态观察对象。3.实体表面的平滑度，可通过修改_系统变量来实现，该变量用于设置曲面的面数，取值范围为_。其中，值越大时，曲面越_。4.在AutoCAD 2006中，可以利用3种方式创建三维图形，即_、_和_。5.绘制三维图形时，可以使用_命令设置标高和厚度。,9.6 思 考 练 习,填空题6.在AutoCAD中规定，当前UCS的XY面的标高为0，沿Z轴正方向的标高为_。7.在AutoCAD 2006中绘制长方体时，当在“指定角点或 立方体(C)/长度(L):”命令行提示下选择“长度(L)”选项时，可以根据_、_、_创建长方体。8.在AutoCAD 2006中，通过_和_法可以将二维曲线转换为实体。9.在AutoCAD 2006中，绘制圆锥体或椭圆形锥体时，可使用_命令。10.使用“绘图”|“实体”|“圆环体”命令绘制圆环体时，需要依次指定圆环的中心位置_的半径或直径，以及_的半径或直径。,9.6 思 考 练 习,选择题 11.在下列系统变量中，用来改变三维图形的曲面轮廓素线的变量是()A.ISOLINESB.DISPSILH C.FACETRESD.HIDE12.在绘制三维曲面及实体时，为了更好地观察效果，执行()命令，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。A.HIDE B.REGEN C.GORUSH D.RENDER13.在AutoCAD 2006中，使用“绘图”|“曲面”|“三维面”命令创建的三维面的顶点数最多不能超过()个。A.3B.4C.5D.6,9.6 思 考 练 习,选择题14.选择“绘图”|“曲面”|“世界曲面”命令，可以使用()条首尾连接的边创建三维多边形网格。A.3B.4C.5D.615.在使用“拉伸”命令拉伸对象时，拉伸角度可正负，如果要产生内锥度效果，角度应为()。A.0B.正C.负D.以上都不对,
