AutoCAD三维图形设计.ppt

第10章 绘制三维图形,学习目标系统学习如何在AutoCAD 2007的三维建模空间观看三维模型，以及如何创建简单三维图形、基本表面模型和基本实体模型。,学习要求掌握：三维建模工作界面、视觉样式、用户坐标系、视点、简单三维图形的绘制以及基本表面模型和实体模型的创建。了解：利用放样创建实体模型。,10.1 三维建模工作界面,AutoCAD 2007新增了三维建模工作界面。,下面主要介绍与经典界面的不同之处。(1)坐标系图标坐标系图标显示成三维图标，默认显示在当前坐标系的坐标原点位置。(2)光标光标上显示出Z轴，即三维光标。(3)栅格如果启用了栅格显示功能，屏幕背景用位于当前坐标系的XY面上的栅格线代替栅格点。(4)控制台控制台用于执行AutoCAD 2007的常用三维操作。与二维绘图一样，用户可以通过工具栏或菜单执行AutoCAD 2007的三维命令，但利用控制台，也能够执行AutoCAD 2007的大部分三维操作。控制台上有三维制作、三维导航、视觉样式、光源、材质及渲染6个控制台。各控制台上有用于启动相应操作的按钮或下拉列表。,10.2 显示模式,用户可以控制三维模型的显示模式，即视觉样式。(1)二维线框二维线框是指将三维模型通过表示模型边界的直线和曲线，以二维形式显示。(2)三维线框三维线框是指将三维模型以三维线框模式显示。,二维模型,三维模型,(3)三维隐藏三维隐藏又称为消隐，是指将三维模型以三维线框模式显示，但不显示隐藏线。(4)真实真实视觉样式是指将模型实现体着色，并显示出三维线框。,三维隐藏,真实,(5)概念概念视觉样式是指将三维模型以概念形式显示。,概念视觉样式,10.3 用户坐标系,AutoCAD本身提供了一个坐标系，即世界坐标系(World Coordinate System，WCS)。世界坐标系又叫通用坐标系或绝对坐标系，其原点以及各坐标轴的方向固定不变。在二维图形中，WCS已能够满足绘图的要求。,为便于绘制三维图形，AutoCAD 2007还允许用户定义自己的坐标系，即用户坐标系(User Coordinate System，UCS)。下面介绍定义UCS时的几种常用方法。(1)根据3点创建UCS根据3点创建UCS是指根据UCS的新原点和UCS的X轴和Y轴的正方向来创建新UCS。利用菜单“工具”|“新建UCS”|“三点”或UCS工具栏上的(三点)按钮可实现此操作。(2)通过改变原坐标系的原点位置创建新UCS 可以通过将原坐标系随其原点平移到某一位置的方式来创建新UCS。由此方法得到的新UCS的各坐标轴方向与原UCS的坐标轴方向一致。利用菜单“工具”|“新建UCS”|“原点”或UCS工具栏上的(原点)按钮可实现此操作。(3)将原坐标系绕某一坐标轴旋转指定的角度创建新UCS可以将原坐标系绕其某一坐标轴旋转一定的角度来创建新UCS。利用菜单“工具”|“新建UCS”|X(或Y、Z)或UCS工具栏上的(X)按钮(或(Y)按钮、(Z)按钮)，可以将原UCS绕对应的坐标轴的旋转指定的角度。,(4)返回到前一个UCS设置利用菜单“工具”|“新建UCS”|“上一个”或UCS工具栏上的(上一个UCS)按钮，可以将UCS返回到前面使用的UCS设置。(5)创建XY面与计算机屏幕平行的UCS利用菜单“工具”|“新建UCS”|“视图”或UCS工具栏上的(视图)按钮，可以创建XY面与计算机屏幕平行的UCS。三维绘图时，当需要在当前视图进行标注文字等操作时，一般应先创建这样的UCS。(6)恢复到WCS利用菜单“工具”|“新建UCS”|“世界”或UCS工具栏上的(世界)按钮，可以将当前坐标系恢复到WCS。,10.4 视点,AutoCAD通过视点来确定观察三维图形的方向。,下面的图是从不同视点观察的同一模型。,10.4.1 设置视点 命令：VPOINT，菜单：“视图”|“三维视图”|“视点”执行VPOINT命令，AutoCAD提示：指定视点或 旋转(R):(1)指定视点指定一点为视点方向。(2)旋转(R)根据角度确定视点方向。,(3)根据坐标球和三轴架确定视点。,10.4.2 设置UCS平面视图 UCS的平面视图是指用视点(0,0,1)观察图形时得到的视图效果，也就是使对应UCS的XY面与计算机屏幕平行。平面视图在三维绘图中非常有用，因为三维绘图一般是在当前UCS的XY面或与XY面平行的平面上进行的。,除可以通过执行VPOINT命令，用【0,0,1】响应来设置平面视图外，还可以用专门的命令PLAN设置平面视图。执行PLAN命令，AutoCAD提示：输入选项 当前UCS(C)/UCS(U)/世界(W):其中，“当前UCS”选项表示生成相对于当前UCS的平面视图；“世界”选项则生成相对于WCS的平面视图。此外，也可以用与“视图”|“三维视图”|“平面视图”菜单对应的子菜单设置平面视图。,10.4.3 利用对话框设置视点 执行DDVPOINT命令，AutoCAD弹出“视点预置”对话框。用户可利用其形象直观地设置视点。,10.4.4 快速设置特殊视点 利用菜单“视图”|“三维视图”中的某些项，可以快速地确定一些特殊视点。,10.5 绘制简单三维对象,10.5.1 确定三维点 绘制三维图形时，经常需要确定位于三维空间位置的点。当确定这样的点时，除可以用对象捕捉的方式捕捉已有特殊点外，还可以利用直角坐标、球坐标和柱坐标来指定三维点。,10.5.2 绘制、编辑三维多段线 1.绘制三维多段线命令：3DPOLY，菜单：“绘图”|“三维多段线”执行3DPOLY命令，AutoCAD提示：指定多段线的起点:/指定起始点位置 指定直线的端点或 放弃(U):/指定多段线的下一端点位置 指定直线的端点或 放弃(U):/指定多段线的下一端点位置 指定直线的端点或 闭合(C)/放弃(U):用户可以继续确定多段线的端点位置，也可以通过“闭合”选项封闭三维多段线；通过“放弃(U)”选项放弃上次操作。如果按Enter键，结束3DPOLY命令的执行。2.编辑三维多段线命令PEDIT。执行PEDIT命令，AutoCAD提示：选择多段线 多条(M):/选择三维多段线 输入选项 闭合(C)/编辑顶点(E)/样条曲线(S)/非曲线化(D)/放弃(U):,提示中各选项的含义与对二维多段线用PEDIT命令编辑时给出的同名选项的含义相同。10.5.3 绘制、编辑三维样条曲线 绘制三维样条曲线与绘制二维样条曲线的命令一样，即SPLINE。执行SPLINE命令，AutoCAD提示：指定第一个点或 对象(O):此时可以执行“对象(O)”选项，将由PEDIT命令得到的拟合样条曲线转换成等价的样条曲线；也可以直接输入三维空间的点来绘制样条曲线。编辑三维样条曲线的命令与编辑二维样条曲线的命令相同，即SPLINEDIT，其操作也与编辑二维样条曲线的操作相似，不再介绍。10.5.4 绘制螺旋线 命令：HELIX，菜单：“绘图”|“螺旋”，工具栏：“建模”|(螺旋)按钮，或三维制作控制台(螺旋)按钮,执行HELIX命令，AutoCAD提示：圈数=3.0000 扭曲=CCW/表示螺旋线的当前设置：螺旋线圈数和旋转方向 指定底面的中心点:/指定螺旋线底面的中心点 指定底面半径或 直径(D):/确定螺旋线的底面半径或通过“直径(D)”选项确定直径 指定顶面半径或 直径(D):/确定螺旋线的顶面半径或通过“直径(D)”选项确定直径 指定螺旋高度或 轴端点(A)/圈数(T)/圈高(H)/扭曲(W):(1)指定螺旋高度指定螺旋线的高度。执行该选项，即输入高度值后按Enter键，即可绘制出对应的螺旋线。(2)轴端点(A)确定螺旋线轴的另一端点位置。(3)圈数(T)设置螺旋线的圈数。,(4)圈高(H)指定螺旋线的一圈高度(即圈间距)(5)扭曲(W)确定螺旋线的旋转方向(即旋向)。,绘其他图形1.在三维空间绘点、线段、射线、构造线用户可以在三维空间绘制点、线段、射线、构造线等图形对象。绘制它们的命令与绘制二维图形的命令相同，分别是POINT、LINE、RAY和XLINE，但当执行对应的命令后，一般应根据提示输入(或捕捉)三维空间的点。2.在三维空间绘制二维图形当绘制三维图形时，经常需要在三维空间绘制二维图形，如绘制圆、圆弧等。在三维空间绘制二维图形常用方法是：建立新UCS，使该UCS的XY面与绘制二维图形的绘图面重合，然后就可以执行对应的二维绘图命令绘制二维图形。为方便绘图，还可以建立对应的平面视图，使当前UCS的XY面与计算机屏幕重合。,10.6 创建曲面模型 10.6.1 创建平面曲面命令：PLANESURF，菜单：“绘图”|“建模”|“平面曲面”，工具栏“建模”|(平面曲面)按钮 执行PLANESURF命令，AutoCAD提示：指定第一个角点或 对象(O):指定其他角点:下面介绍两个选项的含义。(1)指定第一个角点通过指定的对角点创建矩形平面对象。执行该选项，即指定矩形的第一角点，AutoCAD提示：指定其他角点:/指定另一角点，即可创建出矩形平面对象(2)对象(O)将指定的平面封闭曲线转换成平面对象。执行该选项，AutoCAD提示：选择对象:/选择平面封闭曲线 选择对象:/也可以继续选择对象,10.6.2 创建三维面 命令：3DFACE，菜单：“绘图”|“建模”|“网格”|“三维面”执行3DFACE命令，AutoCAD提示：指定第一点或 不可见(I):/指定三维面上的第一点，【不可见(I)】选项控制是否显示面上的对应边 指定第二点或 不可见(I):/指定三维面上的第二点 指定第三点或 不可见(I):/指定三维面上的第三点 指定第四点或 不可见(I):/指定三维面上的第四点创建由四条边构成的面，或按Enter键创建由三条边构成的面 指定第三点或 不可见(I):/指定新三维面上的第三点，或按Enter键结束命令的执行 指定第四点或 不可见(I):指定三维面上的第四点创建由四条边构成的面，或按Enter键创建由三条边构成的面执行结果：AutoCAD创建出三维面。,10.6.3 创建旋转曲面 命令：REVSURF，菜单：“绘图”|“建模”|“网格”|“旋转网格”执行REVSURF命令，AutoCAD提示：选择要旋转的对象:/选择曲线 选择定义旋转轴的对象:/选择直线 指定起点角度:指定包含角(+=逆时针，-=顺时针)：创建平移曲面 命令：TABSURF，菜单：“绘图”|“建模”|“网格”|“平移网格”执行TABSURF命令，AutoCAD提示：选择用作轮廓曲线的对象:/选择轮廓曲线 选择用作方向矢量的对象:/选择方向矢量,10.6.5 创建直纹曲面 命令：RULESURF，菜单：“绘图”|“建模”|“网格”|“直纹网格”,执行RULESURF命令，AutoCAD提示：选择第一条定义曲线:/选择一条曲线 选择第二条定义曲线:/选择另一条曲线,10.6.6 创建边界曲面命令：EDGESURF，菜单：“绘图”|“建模”|“网格”|“边界网格”,执行EDGESURF命令，AutoCAD依次提示：选择用作曲面边界的对象1:选择用作曲面边界的对象2:选择用作曲面边界的对象3:选择用作曲面边界的对象4:,10.7 创建基本实体模型,创建多段体 命令：POLYSOLID，菜单：“绘图”|“建模”|“多段体”，工具栏：“建模”|(多段体)，三维制作控制台(多段体)按钮执行POLYSOLID命令，AutoCAD提示：指定起点或 对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J):(1)指定起点指定多段体的起点。指定起点后，AutoCAD提示：指定下一个点或 圆弧(A)/放弃(U):指定下一个点 继续指定多段体的端点 圆弧(A)切换到绘圆弧段模式。放弃(U)放弃前一次的操作,(2)对象(O)将指定的二维对象转换为多段体。执行该选项，AutoCAD提示：选择对象:在此提示下选择对应的对象后，AutoCAD按当前的宽度与高度设置将其转换成多段体。此时可以将用LINE命令绘制的直线段、用CIRCLE命令绘制的圆、用ARC命令绘制的圆弧和用PLINE命令绘制的多段线转换成多段体。(3)高度(H)、宽度(W)分别设置多段体的高度和宽度。(4)对正(J)设置创建多段体时多段体相对于光标的对正方式。10.7.2 创建长方体 命令：BOX，菜单：“绘图”|“建模”|“长方体”，工具栏：“建模”|(长方体)按钮，三维制作控制台(长方体)按钮,执行BOX命令，AutoCAD提示：指定第一个角点或 中心(C):(1)指定第一个角点根据长方体的一角点位置创建长方体。执行该选项，即确定一角点的位置，AutoCAD提示：指定其他角点或 立方体(C)/长度(L):指定其他角点根据另一角点位置创建长方体。立方体(C)创建立方体。执行该选项，AutoCAD提示：指定长度:/输入立方体的边长 长度(L)根据长方体的长、宽和高创建长方体。(2)中心(C)根据长方体的中心点位置创建长方体。执行该选项，AutoCAD提示：指定中心:/确定长方体的中心点位置 指定角点或 立方体(C)/长度(L):,10.7.3 创建楔体命令：WEDGE，菜单：“绘图”|“建模”|“楔体”，工具栏：“建模”|(楔体)按钮，三维制作控制台(楔体)按钮,执行WEDGE命令，AutoCAD提示：指定第一个角点或 中心(C):(1)指定第一个角点根据楔体上的角点位置创建楔体。指定角点后，AutoCAD提示：指定其他角点或 立方体(C)/长度(L):(2)中心(C)指定楔体斜面上的中心点来创建楔体。执行该选项，AutoCAD提示：指定中心:/指定中心点的位置 指定角点或 立方体(C)/长度(L):,10.7.4 创建圆锥体 命令：CONE，菜单：“绘图”|“建模”|“圆锥体”，工具栏：“建模”|(圆锥体)按钮，三维制作控制台(圆锥体)按钮 执行CONE命令，AutoCAD提示：指定底面的中心点或 三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)/椭圆(E):此提示用来绘制圆锥体的底面圆或椭圆，其使用方法与绘制二维圆或椭圆的方法类似。确定了圆锥体的底面圆或椭圆后，AutoCAD继续提示：指定高度或 两点(2P)/轴端点(A)/顶面半径(T):(1)指定高度确定圆锥体的高度。(2)两点(2P)指定两点，AutoCAD以这两点间的距离为圆锥体的高度。(3)轴端点(A)确定圆锥体的锥顶点位置。,(4)顶面半径(T)创建圆台。创建球体 命令：SPHERE，菜单：“绘图”|“建模”|“球体”，工具栏：“建模”|(球体)按钮，三维制作控制台(球体)按钮 执行SPHERE命令，AutoCAD提示：指定中心点或 三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T):在此提示下的操作与绘制二维圆的操作类似，只不过绘出的是一个球体，而不是圆。10.7.6 创建圆柱体 命令：CYLINDER，菜单：“绘图”|“建模”|“圆柱体”，工具栏：“建模”|(圆柱体)按钮，三维制作控制台(圆柱体)按钮执行CYLINDER命令，AutoCAD提示：指定底面的中心点或 三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)/椭圆(E):此提示用于绘制圆柱体的底面圆或椭圆，其使用方法与绘制二维圆或椭圆的方法类似，不再介绍。,确定了圆柱体的底面圆或椭圆后，AutoCAD继续提示：指定高度或 两点(2P)/轴端点(A):(1)指定高度 指定圆柱体的高度，即根据高度创建圆柱体。用户响应后，即可创建出圆柱体，且圆柱体的两端面与当前UCS的XY面平行。(2)两点(2P)指定两点，AutoCAD以这两点间的距离作为圆柱体的高度。(3)轴端点(A)根据圆柱体另一端面上的圆心位置创建圆柱体。创建圆环体 命令：TORUS，菜单：“绘图”|“建模”|“圆环体”，工具栏：“建模”|(圆环体)按钮，三维制作控制台：(圆环体)按钮 执行TORUS命令，AutoCAD提示：指定中心点或 三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T):此提示用于确定圆环体的中心线圆。而后继续提示：指定圆管半径或 两点(2P)/直径(D):/指定圆环体的圆管半径或直径，或根据两点指定半径,10.7.8 创建棱锥体 命令：PYRAMID，菜单：“绘图”|“建模”|“棱锥体”，工具栏：“建模”|(棱锥面)按钮，三维制作控制台(棱锥面)按钮 执行PYRAMID命令，AutoCAD提示：指定底面的中心点或 边(E)/侧面(S):(1)指定底面的中心点指定棱锥体底面上的中心点位置。指定该点后，AutoCAD提示：指定底面半径或 内接(I):/指定棱锥体底面正多边形的内切圆半径，或通过“内接(I)”确定外接圆半径。指定高度或 两点(2P)/轴端点(A)/顶面半径(T)指定高度根据高度绘制棱锥体。两点(2P)通过指定两点确定棱锥体的高度。执行该选项，AutoCAD提示：指定第一个点:/指定第一点 指定第二个点:/指定第二点,轴端点(A)指定棱锥体的锥顶点位置。执行该选项，AutoCAD提示：指定轴端点:/指定棱锥体的锥顶点位置。利用此选项，可以创建出沿任意方向放置的棱锥体 顶面半径(T)指定棱锥面的顶面半径，以创建棱台。10.7.9 通过拉伸创建实体 命令：EXTRUDE，菜单：“绘图”|“建模”|“拉伸”，工具栏：“建模”|(拉伸)按钮，三维制作控制台：(拉伸)按钮 执行EXTRUDE命令，AutoCAD提示：选择要拉伸的对象:/选择拉伸对象。可以是圆、椭圆、封闭二维多段线及封闭样条曲线等 选择要拉伸的对象:/也可以继续选择对象 指定拉伸的高度或 方向(D)/路径(P)/倾斜角(T):(1)指定拉伸的高度确定拉伸高度，使对象按该高度拉伸。,(2)方向(D)确定拉伸方向。执行该选项，AutoCAD提示：指定方向的起点:指定方向的端点:(3)路径(P)根据路径拉伸。(4)倾斜角(T)确定拉伸倾斜角。10.7.10 通过旋转创建实体命令：REVOLVE，菜单：“绘图”|“建模”|“旋转”，工具栏：“建模”|(旋转)按钮，三维制作控制台(旋转)按钮执行REVOLVE命令，AutoCAD提示：选择要旋转的对象:/选择二维封闭对象，可以是圆、椭圆、圆弧、封闭二维多段线、封闭样条曲线等 选择要旋转的对象:/也可以继续选择对象 指定旋转轴的起点或 指定轴起点或根据以下选项之一定义轴 对象(O)/X/Y/Z:,(1)指定轴起点通过指定旋转轴的两端点位置确定旋转轴。指定旋转轴的起点后，AutoCAD提示：指定轴端点:/指定旋转轴的另一端点位置 指定旋转角度或 起点角度(ST):/确定旋转角度(2)对象(O)绕指定的对象旋转。(3)X、Y、Z分别绕X、Y、Z轴旋转成实体。通过扫掠创建实体命令：SWEEP，菜单：“绘图”|“建模”|“扫掠”，工具栏：“建模”|(扫掠)按钮，三维制作控制台(扫掠)按钮执行SWEEP命令，AutoCAD提示：选择要扫掠的对象:/选择要扫掠的对象 选择要扫掠的对象:/也可以继续选择对象 选择扫掠路径或 对齐(A)/基点(B)/比例(S)/扭曲(T):,(1)选择扫掠路径选择路径进行扫掠。选择路径后，即可创建出扫掠对象。(2)对齐(A)执行该选项，AutoCAD提示：扫掠前对齐垂直于路径的扫掠对象 是(Y)/否(N):此提示询问扫掠前是否先将用于扫掠的对象垂直对齐于路径，用户响应即可。(3)基点(B)确定扫掠基点，即扫掠对象上的哪一点(或对象外的一点)要沿扫掠路径移动。执行该选项，AutoCAD提示：指定基点:/指定基点 选择扫掠路径或 对齐(A)/基点(B)/比例(S)/扭曲(T):/选择扫掠路径或进行其他操作(4)比例(S)指定扫掠的比例因子，使得从起点到终点的扫掠按此比例均匀放大或缩小。,(5)扭曲(T)指定扭曲角度或倾斜角度，使得在扫掠的同时，从起点到终点按给定的角度扭曲或倾斜。通过放样创建实体命令：LOFT，菜单：“绘图”|“建模”|“放样”，工具栏：“建模”|(放样)按钮，三维制作控制台(放样)按钮执行LOFT命令，AutoCAD提示：按放样次序选择横截面:/按顺序选择用于放样的曲线。至少应选择两条曲线 按放样次序选择横截面:输入选项 导向(G)/路径(P)/仅横截面(C):(1)导向(G)指定用于创建放样对象的导向曲线。(2)路径(P)指定用于创建放样对象的路径。(3)仅横截面(C)通过对话框进行放样设置。,