第八章 三維實(shí)體造型

第八章三維實(shí)體造型利用三維繪圖功能和一些輔助功能可以繪出形象逼真的立體圖形。相關(guān)的工具條有：用戶坐標(biāo)體系UCS、UCSII；實(shí)體、實(shí)體編輯；三維動態(tài)觀察器、視口、視圖；渲染、著色。第一節(jié)用戶坐標(biāo)系一、笛卡爾坐標(biāo)系（CCS）CartesianCoordinateSystem符合右手螺旋定則的直角坐標(biāo)體系二、世界坐標(biāo)體系（WCS）worldCoordinateSystemAutoCAD2000的基本坐標(biāo)系統(tǒng)，其坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)方向都不會改變。三、用戶坐標(biāo)體系（UCS）userCoordinateSystem用戶自己定義的符合右手螺旋定則的直角坐標(biāo)系因?yàn)槿S立體繪圖要求在坐標(biāo)系的XOY投影面作為基準(zhǔn)進(jìn)行，高度方向一般為Z軸方向XYZO四、創(chuàng)建UCS命令：UCS啟動后有10個選項新建——創(chuàng)建新的坐標(biāo)系統(tǒng)。根據(jù)需要采用不同的創(chuàng)建方法。其中比較常用的選項有“Z軸”：確定新的Z軸起點(diǎn)及方向“三點(diǎn)”：由新的坐標(biāo)原點(diǎn)、X軸正方向一點(diǎn)和Y坐標(biāo)值為正的XOY平面上的一點(diǎn)（一般取Y軸正向上的一點(diǎn)）“對象”：指定實(shí)體定義新的坐標(biāo)系（見P144表）“面”：利用三維實(shí)體表面建立UCS“X/Y/Z”：將當(dāng)前坐標(biāo)系繞指定軸旋轉(zhuǎn)一指定角度移動——移動坐標(biāo)原點(diǎn)正交——選擇正交方式上一個——退回前一種坐標(biāo)系統(tǒng)恢復(fù)——選用已存儲的坐標(biāo)系保存——存儲自定義的坐標(biāo)系刪除——刪除某一已命名的用戶坐標(biāo)系應(yīng)用——將指定坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)用于當(dāng)前視窗？——列出當(dāng)前文件中所有已命名的用戶坐標(biāo)系統(tǒng)世界——使用世界坐標(biāo)系統(tǒng)第二節(jié)基本實(shí)體造型創(chuàng)建三維實(shí)體有兩種途徑：1.由“實(shí)體”工具條創(chuàng)建基本立體2.由二維圖形旋轉(zhuǎn)或拉伸實(shí)體一、建立基本實(shí)體1.長方體：Box功能：繪出長、寬、高分別與X、Y、Z軸平行的長方體或正方體。注意：正值與坐標(biāo)軸同向；負(fù)值與坐標(biāo)軸反向2.球體：Sphere功能：繪制實(shí)心球體。在AutoCAD中，曲面是用線框來表示的，線框的密度由系統(tǒng)變量Isolines控制，初始值為4；值越大，線框越密。3.圓柱體：Cylinder功能：繪制圓柱體或橢圓柱體4.圓錐體：Cone功能：繪制圓錐體或橢圓錐體。注意：指定高度時，直接輸入高度值，則高度方向?yàn)閆軸正向；若選擇“頂點(diǎn)”選項，可繪出傾斜的圓錐體。5.楔體：Wedge功能：繪出長、寬、高分別與X、Y、Z軸平行的楔體。6.圓環(huán)體：Torus功能：創(chuàng)建實(shí)體圓環(huán)。注意：圓環(huán)的半徑或直徑是指圓環(huán)管體中心線的半徑或直徑。二、顯示和觀察三維視圖1.用Vpoint命令選擇視點(diǎn)(-VP)命令行方式啟動后，出現(xiàn)提示的意義：旋轉(zhuǎn)——將當(dāng)前視點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一個角度，形成新視點(diǎn)指定視點(diǎn)——輸入新視點(diǎn)的絕對坐標(biāo)值（三維）顯示坐標(biāo)球和三軸架——顯示一羅盤和一可拖動的坐標(biāo)軸2.用DDVpoint設(shè)置視點(diǎn)(VP)對話框方式啟動后，出現(xiàn)“視點(diǎn)設(shè)置”對話框，其中：絕對于WCS——是否使用絕對世界坐標(biāo)系絕對于UCS——是否使用用戶坐標(biāo)系設(shè)為平面視圖——返回初始視點(diǎn)狀態(tài)(俯視)與X軸角度——與XY平面角度——XYZ視點(diǎn)3.三維動態(tài)觀察器命令：3Dorbit→3Do啟動后，出現(xiàn)一個旋轉(zhuǎn)軌道，光標(biāo)的形狀發(fā)生變化兩個圓組成球體——光標(biāo)落在旋轉(zhuǎn)軌道內(nèi)，可以在水平和垂直方向移動目標(biāo)實(shí)體箭頭圓環(huán)——光標(biāo)落在旋轉(zhuǎn)軌道上，可以拖動當(dāng)前視窗，使之繞垂直于屏幕且通過軌道中心的軸移動水平(垂直)橢圓環(huán)——光標(biāo)落在軌道的左右(上下)的小圓內(nèi)時，可以拖動當(dāng)前視窗繞垂直(水平)方向的軸旋轉(zhuǎn)四、控制坐標(biāo)系圖標(biāo)顯示方式命令：Ucsicon五、特殊視點(diǎn)選項及其所對應(yīng)的視點(diǎn)坐標(biāo)視圖→三維視圖→選項對應(yīng)視點(diǎn)選項對應(yīng)視點(diǎn)俯視0,0,1正上方仰視0,0,-1正下方左視-1,0,0左方右視1,0,0右方主視0,1,0正前方后視0,-1,0正后方西南等軸測-1,-1,0西南方向東南等軸測1,-1,1東南方向東北等軸測1,1,1東北方向西北等軸測-1,1,1西北方向第三節(jié)拉伸實(shí)體造型沿某一指定路線拉伸封閉的二維實(shí)體，可以建立復(fù)合實(shí)體?？梢灾苯永烊S實(shí)體的二維圖形包括：閉合多段線、多邊形、圓和橢圓。注意(1)拉伸多段線的頂點(diǎn)數(shù):3≤N≤500；

(2)不能拉伸自交叉或重疊的多段線而其它方法建立的閉合圖形要進(jìn)行拉伸，應(yīng)首先建立面域。一、面域（有兩種方式）1.Region命令方式2.Boundary命令方式“邊界創(chuàng)建”方式出現(xiàn)的是對話框，在“對象類型”中選擇“面域”選項。注意：自相交或不封閉的對象不能轉(zhuǎn)換為面域二、面域的布爾運(yùn)算布爾運(yùn)算前要先建立面域1.并：union→uni是將兩個或多個面域合并為一個單獨(dú)面域，而且和合并前面域的位置沒有關(guān)系。2.差：subtract→su是從一個面域中減去另一個面域。3.交：intersect→in是指從兩個或兩個以上面域中抽取其重疊的部分。三、拉伸命令：Extrude→Ext啟動命令后，選擇要拉伸的實(shí)體，其中的選項：拉伸高度——沿z軸方向選取高度值，而后要選取拉伸的傾斜角度（拉伸實(shí)體的側(cè)面與垂直方向的夾角，+90°～-90°），0°則是柱體。路徑——選取一目標(biāo)方向?yàn)槔斓穆肪€。四、旋轉(zhuǎn)生成實(shí)體：Revolve→Rev是將一些二維圖形繞指定的軸旋轉(zhuǎn)而形成的三維實(shí)體。用于旋轉(zhuǎn)生成三維實(shí)體的二維圖形包括：閉合多段線、多邊形、圓、橢圓和面域。五、三維實(shí)體的布爾運(yùn)算實(shí)體的布爾運(yùn)算和面域的布爾運(yùn)算基本相同。包括：并、交、差。是在生成實(shí)體以后再進(jìn)行布爾運(yùn)算。例如：傾斜的拉伸較復(fù)雜而不規(guī)則的實(shí)體面域的布爾運(yùn)算傾斜的拉伸第四節(jié)實(shí)體的編輯三維繪圖的最終目的是得到經(jīng)過渲染的三維圖形。本節(jié)主要介紹：1.三維形體的基本編輯命令2.三維形體的高級編輯方法3.三維實(shí)體消隱和著色4.三維實(shí)體的渲染一、倒直角和倒圓角三維實(shí)體的倒角命令與二維實(shí)體的命令相同。1.倒直角（Chamfer→Cha）啟動命令后，按提示選擇一條邊后，所出現(xiàn)的選項的含義為基面——選擇實(shí)體邊所在的兩個平面中的一個當(dāng)前——當(dāng)前高亮顯示的面為基面下一個——表示以下一個面為基面環(huán)——對基面上的各邊均進(jìn)行倒直角操作邊——要求用戶指定一條邊注意：選擇需要倒角的邊，只能在基面上選取。2.倒圓角（Fillet）啟動命令后，按提示選擇一條邊后，所出現(xiàn)的選項的含義為鏈——選擇一條邊作為起始邊，則從這條邊起，首尾相連的一些邊均被選中。半徑——允許用戶重新設(shè)置倒角半徑邊——要求用戶選擇需進(jìn)行倒角的邊，直到回車選擇完畢二、剖切實(shí)體剖切主要分為兩種：一是將實(shí)體分割，可保留一部分，也可以全部保留二是對實(shí)體剖切，生成的是剖面圖1.切開實(shí)體（Slice→SL）啟動命令后，按提示選擇要被剖切的實(shí)體后，在接下來的選項主要是確定剖切面的位置。對象——用指定的實(shí)體所在平面作剖切面Z軸——用指定的過Z軸的平面作剖切面視圖——選擇與當(dāng)前視圖平面平行的平面作剖切面XY平面/…/——用與當(dāng)前UCS下的XOY平面(…)平行的平面作剖切面三點(diǎn)——通過三點(diǎn)確定一剖切平面（建議使用）注意：用戶確定的剖切平面必須要與被剖切的實(shí)體相交。2.生成剖面（Section→Sec）啟動命令后的所有選項與“剖切”完全相同，只是得到的是實(shí)體在剖切位置的剖面。三、三維陣列命令（3DArray）類似二維陣列命令，只是增加了一個層數(shù)和層間距四、三維鏡像命令（Mirror3D）用平面為鏡像面對三維立體進(jìn)行鏡像處理五、三維旋轉(zhuǎn)命令（Rotate3D）實(shí)體對象繞一直線軸在空間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)六、對齊命令（Align）與二維對齊命令一樣。（最多3個對應(yīng)點(diǎn)）七、消隱（Hide→Hi）隱藏屏幕上存在的而實(shí)際上應(yīng)被遮擋住的輪廓線條或其它線條。注意：1.消隱時，是對圖形進(jìn)行再生，圖形越復(fù)雜，進(jìn)行消隱所用時間越長

2.消隱只是隱藏，不是刪除八、著色（Shademode→Sha）著色實(shí)際上只是光源的作用。光源位于用戶視點(diǎn)的后面。著色的效果，取決于實(shí)體本身的顏色、實(shí)體所在圖層的顏色、顯示卡的類型、顯示器以及用戶對著色選項的當(dāng)前設(shè)置值。在啟動后的命令行提示的含義：二維線框——顯示實(shí)體線框模型，同時ucs圖標(biāo)也是二維的三維線框——顯示實(shí)體線框模型，同時顯示三維的ucs圖標(biāo)消隱——隱藏不