第十三章 三維建模

第十三章三維建模第1頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三三維圖形 三維設計展現(xiàn)了建筑模型在三維空間中的真實形狀，表達了設計思想，驗證了布局的合理性、建筑體量關系和建筑空間的尺度感。三維圖形繪制主要分三部分：三維模型的創(chuàng)建、三維模型的觀察和三維模型的效果表達第2頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三二、三維模型的創(chuàng)建(1)1、如何指定三維坐標X、Y、Z三維坐標右手法則確定三維Z軸正方向如何輸入X/Y/Z坐標輸入(.)和字母確定未知點（點過濾器）相對坐標@x,y,z

柱面坐標@距離<角度，距離

(后一個距離是沿Z軸的變化量）

球面坐標@距離<角度<角度

(后一個角度是XY平面的角度）第3頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三(2)2、三維建模中的視圖查看方向六個標準視圖：俯視（Top)、仰視（Bottom)、右視（Right)、左視（Left)、主視(Front)、后視（Back)創(chuàng)建視口：視圖>視口>命名視口；新建視口等軸測視圖第4頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三(3)3、引入UCS簡化三維圖形繪制定義用戶坐標系UCS重新指定坐標原點（0，0，0）的位置以及XY平面和Z軸的方向使用UCS命令中“三點”選項在三維空間定義UCS配合多視口使用正交UCS第5頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三(4)4、表面建模（曲面）——構造三維模型的外表面特點：簡單易用，占用資源最小，構造復雜洞口困難，使用到3dsVIZ中，某些命令會導致正反面顛倒，須調(diào)整。使用Properties（對象特性）、Change(修改）、和Chprop(修改對象特性）命令中的厚度和高度即可將二維線變?yōu)槿S面。3DFace命令表面建模的基礎命令第6頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三(5)矩形網(wǎng)格命令3DMESH直紋曲面RULSURF平移曲面TABSURF旋轉(zhuǎn)曲面REVSURF邊定曲面EDGESURF予定義曲面:長方體、圓錐體、上半球面、下半球面、網(wǎng)格、棱錐面、球體、園環(huán)和楔體SURFTAB1和SURFTAB2控制曲面圓滑度第7頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三(6)Pline線設置寬度和厚度，生成方體表面常用在建筑墻體、窗框、柱等；Circle設置厚度生成圓柱體，方便修改；Pline線寬為0，閉合生成的空心表面體，可在3dsVIZ軟件中自動封面；insertdwg第8頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三(7)5、實體建模（曲面）——表示整個對象的體積特點：信息最完整，復雜的實體形較網(wǎng)格對象容易構造。靈活方便但占用資源多，建筑建模能采用Pline就不用實體。實體建模分三種方法：構造基本實體形、組合基本實體成復雜實體、對實體作圓角、倒角和其他編輯處理。ISOLINES變量控制模型光滑程度，F(xiàn)ACETRES變量控制著色和消隱對象光滑程度。第9頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三5.1、構造基本實體使用標準體素:長方體、球體、園柱體、圓錐體、園環(huán)體和楔體；Extrude沿Z軸方向或路徑拉伸Pline繪制2維閉合圖形成實體；被拉伸的圖形必須是封閉的圖形，圖形沒有自交叉。Revolve沿指定2D對象或指定軸，按指定的角度旋塑Pline繪制的2維閉合圖形成實體；Slice按指定的“三點”平面、2D對象、軸或平面將實體剖切成新實體。第10頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三Section按指定的“三點”平面、2D對象、軸或平面創(chuàng)建實體的相交截面。截面為面域，可填充或消隱。5.2、組合基本實體成復雜實體-使用布爾運算將現(xiàn)有實體實行并、交、差運算成復雜實體；Union并集合并兩個或多個實體（或面域），構成一個復合實體；Subtract差集刪除兩實體間的公共部分；Intersect交集將兩個實體以上的重疊部分創(chuàng)建成新的實體。第11頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三5.3、編輯復合實體-使用Fillet、Chamfer對實體實行圓角和倒角；運用Solidedit實體編輯命令中“刪除面”去掉圓角和倒角；Solidedit編輯實體常用選項：

拉伸(E)/移動(M)/偏移(O)/刪除(D)/復制(C)第12頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三三、三維圖形觀察透視的基本基本概念第13頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三一點、二點和三點透視第14頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三透視角度的選擇第15頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三一點和三點透視的運用第16頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三優(yōu)秀的透視能力被賦予在AutoCAD環(huán)境中-Dview命令模擬單鏡頭反光照相機獲得真實的透視效果；-Dview命令使用套路：“Po”設置相機點和相機目標點（過濾器）；“D”打開透視選項；“Z”調(diào)整相機鏡頭焦距；“D”再調(diào)整相機與相機目標點距離。-關鍵：“Po”決定是否一點、二點還是三點透視效果。第17頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三Vpoint使用軸三角架和羅盤選擇三維視點-DDVpoint予置視點-Vpoint特殊視點：

1,0,0東立面；-1,0,0西立面

0,1,0北立面；0,-1,0南立面

0,0,1平面3Dorbit三維動態(tài)觀察器Plan平面命令View視圖存盤命令第18頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三Hide消隱-隱藏被前景對象遮掩的背景對象消隱圖形不能編輯

Shade著色消隱第19頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三四、三維圖形圖紙表達模型空間和圖紙空間-模型空間:創(chuàng)建和編輯圖形的工作空間，是三維空間；-圖紙空間：模擬圖紙的頁面，是二維空間。第20頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三一、三維命令介紹1、CHANGE命令①、功能改變選定對象的性質(zhì)，包括厚度、標高、圖層、顏色、線型等②、操作

CHANGE回車選擇圖形輸入P回車表示改變選定對象的性質(zhì)輸入T回車改變選定對象的厚度（Z高度）第21頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三

輸入高度值在計算機提示后輸入E回車表示改變標高輸入標高值。輸入LA可以改變圖層，輸入LT改變線型等第22頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三2、VPOINT①、功能按照用戶指定的視點生成軸測圖。②、操作

VPOINT回車確定視點，用三種方式確定視點

A、直接輸入視點的三維坐標

1，0，0東立面-1，0，0西立面

0，1，0北立面0，-1，0南立面

0，0，1平面

第23頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三1，1，1東北等軸測圖-1，1，1西北等軸測圖1，-1，1東南等軸測圖-1，-1，1西南等軸測圖B、輸入R回車第24頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三使用兩個角度指定新的觀察方向。輸入XY平面中與X軸的夾角<當前值>:指定一個角度第一個角度指定為在XY

平面中與X

軸的夾角。輸入XY平面中與X軸的夾角<當前值>:指定一個角度第二個角度指定為與XY

平面的夾角，位于XY

平面的上方或下方。

第25頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三C、回車使用羅盤方式第26頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三3、UCS命令〖功能〗定義及管理用戶坐標系統(tǒng)。用戶坐標系(UCS)為坐標輸入、操作平面和觀察提供一種可變動的坐標系?！济睢絬cs第27頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三定義新坐標系方式可用不同的方法定義UCS：指定新原點、新XY平面或新Z軸 使新UCS與現(xiàn)有的對象對齊 使新UCS與當前視圖方向?qū)R 繞任意一個軸旋轉(zhuǎn)當前的UCS

為現(xiàn)有的UCS提供新的Z深度 選擇一個面以應用UCS第28頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三缺省：X、Y、Z軸方向不變，改變當前UCS的原點定義新的UCS；ZA：由原點及Z軸正向的一點定義新的UCS；3：由原點、X軸正向一點、Y軸正向一點定義新的UCS；OB：基于被選擇的對象定義新的UCS，新的UCS與被選擇的對象的正Z軸方向相同；F：將UCS與選定實體對象的面對正。要選擇一個面，在此面的邊界內(nèi)或面的邊上單擊即可，被選中的面將高亮顯示。UCS的X軸將與找到的第一個面上的最近的邊對正。V：新的UCS原點不變，XY平面與視圖方向垂直（與屏幕平行）第29頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三X：相對于X軸旋轉(zhuǎn)當前UCS形成新的UCS；Y：相對于Y軸旋轉(zhuǎn)當前UCS形成新的UCS；Z：相對于Z軸旋轉(zhuǎn)當前UCS形成新的UCS；第30頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三P：恢復前一UCS，AutoCAD分別存儲了在圖紙空間和模型空間中最近建立的10個UCS。R：恢復存儲的UCS為當前UCS；S：將當前UCS命名存儲。D：從存儲的UCS列表中刪除指定的UCS；A：其他視口保存有不同的UCS時將當前UCS設置應用到指定的視口或所有活動視口。？：列出定義的UCS名、相對于當前UCS的原點坐標和X、Y、Z軸方向。

第31頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三定義用戶坐標常用方法：3點定義用戶坐標UCS3

確定X軸的方向確定Y軸的方向

第32頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三4、PLAN〖功能〗PLAN命令提供了一種從平面視圖查看圖形的便捷方式。選擇的平面視圖可以是基于當前用戶坐標系、以前保存的用戶坐標系或世界坐標系。〖命令〗PLAN第33頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三操作PLAN回車輸入選項[當前ucs(C)/Ucs(U)/世界(W)]<當前值>:A、直接回車切換到當前UCS平面B、輸入U切換到指定的UCS平面C、輸入W切換到世界坐標平面第34頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三5、3DFACE〖功能〗3DFACE在三維空間中的任意位置創(chuàng)建一個三邊或四邊曲面。〖命令〗3DFACE第35頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三操作3DFACE回車指定第一點或[不可見(I)]:指定第二點或[不可見(I)]:指定第三點或[不可見(I)]<退出>:指定第四點或[不可見(I)]<創(chuàng)建三側(cè)面>:指定第三點或[不可見(I)]<退出>:第36頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三第37頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三6、region面域〖功能〗面域是用閉合的形狀或環(huán)創(chuàng)建的二維面片。閉合的圖形必須用PL命令繪制，或者是矩形、橢圓?！济睢絉EGION第38頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三操作REGION回車選擇對象回車第39頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三8、立方體BOX功能：使用BOX創(chuàng)建實體長方體。長方體的底面總與當前UCS的XY

平面平行。操作：“實體”→工具欄：

“繪圖”菜單:實體→長方體命令行：

box生成立方體有幾種方式，下面依次介紹：（1）確定對角點的方式第40頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三該方式先確定立方體底面的對角點坐標，然后確定立方體的高度來建立立方體BOX回車確定兩個對角點輸入高度（2）生成正立方體方式該方式先輸入CE，表示確定立方體底面的中心點，輸入C表示要建立正立方體，輸入正立方體的一條邊的長度，具體操作如下：第41頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三BOXCEC輸入立方體的邊長（3）通過輸入立方體的長、寬、高建立立方體該方法輸入CE后確定立方體的底面中心，然后輸入L，再輸入立方體的長、寬、高。BOX回車CE回車分別輸入立方體的長、寬、高的值第42頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三9、球體SPHERE功能：建立球體操作：SPHERE回車當前線框密度:ISOLINES=4指定球體球心<0,0,0>:指定球體半徑或[直徑(D)]:第43頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三10、圓柱體CYLINDER功能：該命令既可以建立圓柱體也可以建立橢圓柱體。操作：（1）圓柱體

CYLINDER指定圓柱體底面的中心點或[橢圓(E)]<0,0,0>:指定圓柱體底面的半徑或[直徑(D)]:指定圓柱體高度或[另一個圓心(C)]:第44頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三（2）橢圓柱體指定圓柱體底面的中心點或[橢圓(E)]<0,0,0>:e指定圓柱體底面橢圓的軸端點或[中心點(C)]:指定圓柱體底面橢圓的第二個軸端點:指定圓柱體底面的另一個軸的長度:指定圓柱體高度或[另一個圓心(C)]:第45頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三11、圓錐體CONE功能：建立圓錐體，也可以建立橢圓錐體。操作：與建立圓柱體相同第46頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三12、楔形wedge功能：創(chuàng)建一個象木楔形狀的三維實體操作：與建立立方體一樣下面給大家介紹三個很有用的三維實體編輯命令。第47頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三13、實體拉伸EXTRUDE功能：Extrude沿Z軸方向或路徑拉伸Pline繪制2維閉合圖形成實體；被拉伸的圖形必須是封閉的圖形，圖形沒有自交叉。該命令是三維實心體建模的核心命令。操作：（1）沿Z軸拉伸

EXTRUDE回車選擇對象:

指定拉伸高度或[路徑(P)]:第48頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三（2）沿路徑放樣選擇對象:指定拉伸高度或[路徑(P)]:p選擇拉伸路徑:路徑已移動到輪廓中心。輪廓垂直于路徑。第49頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三14、實體旋塑revolve功能：Revolve沿指定2D對象或指定軸，按指定的角度旋塑Pline繪制的2維閉合圖形成實體；操作：revolve

選擇對象確定旋轉(zhuǎn)軸輸入旋轉(zhuǎn)角度第50頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三15、實體剖切SLICE功能：可以切開現(xiàn)有實體，并移去指定部分，從而創(chuàng)建新的實體?？梢员Ａ羝是袑嶓w的一半或全部。剖切實體保留原實體的圖層和顏色特性。剖切實體的默認方法是：先指定三點定義剪切平面，然后選擇要保留的部分。也可以通過其他對象、當前視圖、Z

軸或XY、YZ

或ZX

平面來定義剪切平面。第51頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三操作：SLICE回車選擇對象確定剖切面在要保留的一側(cè)指定點或[保留兩側(cè)(B)]:下面介紹組合基本實體為復雜實體的命令，既布爾運算的命令第52頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三16、并運算UNION功能：合并兩個對象并把兩對象的公共部分取掉。操作：UNION回車選擇要合并的對象回車第53頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三17、差運算SUBTRACT功能：兩個對象相交，把一個對象減去另一對象相交的部分，相當挖掉一塊。第54頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三操作：SUBTRACT回車

選擇求差一個對象回車選擇求差另一個對象回車

第55頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三18、交運算INTERSECT功能：求交運算保留兩個相交對象的公共部分。

操作：INTERSECT回車選擇對象

第56頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三19、ROTATE3D三維旋轉(zhuǎn)命令[功能]：按照指定的面在三維空間中旋轉(zhuǎn)圖形。[操作]:(1)ROTATE3D回車(2)選擇要旋轉(zhuǎn)的對象(3)計算機出現(xiàn)如下提示(4)選擇旋轉(zhuǎn)軸（5）確定基點（6）輸入旋轉(zhuǎn)角度

第57頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三20、MIRROR3D三維鏡像命令[功能]：按照指定的面在三維空間中鏡像圖形。[操作]:(1)MIRROR3D回車(2)選擇要鏡像的對象(3)計算機出現(xiàn)如下提示(4)選擇鏡像面（5）是否刪除源對象？[是(Y)/否(N)]<否>

第58頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三21、DVIEW生成透視圖命令〖功能〗DVIEW命令使用相機拍照的原理生成透視圖。通常采用PO方式，首先確定目標點的位置，然后確定相機點的位置，確定三維點用過濾器方式。輸入.XY確定點，然后輸入Z的高度。根據(jù)兩點的高差就可生成通常的一點透視、二點透視、三點透視〖命令〗DVIEW第59頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三操作DVIEW回車選擇對象或<使用DVIEWBLOCK>:相機(CA)/目標(TA)/距離(D)/點(PO)/平移(PA)/縮放(Z)/扭曲(TW)/剪裁(CL)/隱藏(H)/關(O)/放棄(U)]:用定點設備指定點，或輸入選項下面詳細說明每個選項的功能。第60頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三DVIEWBLOCK：如果在提示“選擇對象”時按ENTER鍵，AutoCAD將使用DVIEWBLOCK作為預覽圖像?？梢栽谝粋€1x1x1單位區(qū)域內(nèi)創(chuàng)建自己的DVIEWBLOCK塊，其原點在左下角。下圖顯示了使用默認DVIEWBLOCK設置視圖（移動圖形光標調(diào)整視圖）的示例。第61頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三相機：通過圍繞目標點旋轉(zhuǎn)相機來指定新的相機位置。旋轉(zhuǎn)的量由兩個角度決定。第62頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三距離：確定相機點與目標點之間的距離同時打開透視開關。第63頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三點：使用X、Y、Z

坐標定位相機和目標點。可以使用XYZ

點過濾器。通過兩個點的高差生成通常的一點透視、兩點透視、三點透視第64頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三平移：不改變放大比例而移動圖像。指定位移基點:指定點

指定第二點:指定點

縮放：如果透視圖是關閉的，“縮放”將在當前視口中動態(tài)地增大或縮小對象的外觀尺寸。如果透視視圖是打開的，“縮放”可以調(diào)整相機鏡頭長度。第65頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三改變鏡頭長度第66頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三總結：生成透視圖的步驟①DVIEW回車②選擇生成透視圖的圖形③輸入PO回車④使用點過濾器.XY⑤輸入D確定目標點與相機點距離同時打開透視⑥輸入Z調(diào)整透視圖焦距第67頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三22、建立多視窗（1）用DVIEW命令生成透視圖（2）保存視圖：視圖→命名視圖→新建出現(xiàn)如下對話框命名，定義窗口（3）生成軸測圖，用（2）保存視圖（4）生成平面圖圖，用（2）保存視圖第68頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三（5）點布局1進入布局設置紙張大小，打印設備出圖比例等第69頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三（6）刪除自動生成的視窗（7）點視圖→命名視口→四個視口（8）雙擊第一個視口點視圖→命名視圖→選擇一個視窗名→置為當前,以后的視窗恢復以此類推。第70頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三五、表面法建立小別墅三維模型1、用PLINE命令畫建筑的外輪廓線2、把外輪廓線復制兩份3、建立建筑室外臺階三維模型（1）用CHANGE改變輪廓線高度為600（2）畫矩形的檔墻，用CHANGE改變擋墻的高度為900第71頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三（3）用UCS命令把用戶坐標定義在擋墻的側(cè)面。（4）用PLINE命令畫樓梯的踏步（5）用CHANGE改變踏步側(cè)面厚度

4、建立一層的三維模型（1）用修剪命令修剪墻線（2）用CHANGE命令改變墻的高度（3）轉(zhuǎn)到軸測圖，在窗洞口上、下畫線用CHANGE命令分別改變窗下線的高度為900，窗上線的高度為－600（4）用3DFACE建立三維面

（5）在正立面圖的狀態(tài)下用PL命令畫門、窗立面

第72頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三5、建立二層的三維模型建立的方法與一層基本一致，與一層不同的是二層有陽臺，現(xiàn)在說一下陽臺的建立方法（1）用PLINE命令畫陽臺的外輪廓線（2）用CHANGE改變高度（3）陽臺封底，用PLINE命令畫陽臺底部，用面域命令建立一個面封底6、坡屋頂?shù)慕ⅲ?）用PLINE命令畫屋頂平面（2）畫屋脊線第73頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三（3）用3DFACE命令封面，用STRETCH命令拉伸面，拉伸三此。（4）最后用MOVE命令組裝圖形第74頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三五、實心體法建立小別墅三維模型1、用PLINE命令畫建筑的外輪廓線2、把外輪廓線復制兩份3、建立建筑室外臺階三維模型（1）用EXTRUDE拉伸輪廓線高度為

600

（2）畫矩形的檔墻，EXTRUDE拉伸擋墻的高度為900第75頁，共83頁，2023年，2月20日，星期三（3）用UCS命令把用戶坐標定義在擋墻的側(cè)面。（4）用PLINE命令畫樓梯的踏步（5）用EXTRUDE拉伸

4、建立一層的三維模型（1）用EXTRUDE拉伸，高度為3000

（2）用布耳運算的減運算把實心體挖空（3）定義用戶坐標（4）畫門窗矩形（5）用EXTRUDE向內(nèi)拉伸，高度為-240