第9章 繪制三維圖形

第9章繪制三維圖形

在工程設計和繪圖過程中，三維圖形應用越來越廣泛。AutoCAD可以利用3種方式來創(chuàng)建三維圖形，即線架模型方式、表面模型方式和實體模型方式。線架模型方式為一種輪廓模型，它由三維的直線和曲線組成，沒有面和體的特征。表面模型用面描述三維對象，它不僅定義了三維對象的邊界，而且還定義了表面即具有面的特征。實體模型不僅具有線和面的特征，而且還具有體的特征，各實體對象間可以進行各種布爾運算操作，從而創(chuàng)建復雜的三維實體圖形。

通過本章的理論學習和上機實訓，讀者應了解和掌握以下內容:

視圖觀測點的設立方法三維圖形的觀察方法三維線條的繪制方法三維網格的繪制方法三維基本實體的繪制方法通過二維圖形創(chuàng)建三維實體的方法

本章章節(jié)內容安排如下:

9.1三維繪圖基礎

9.2繪制三維點和線9.3繪制三維網格

9.4繪制基本實體9.5通過二維圖形創(chuàng)建實體

9.6思考與練習

9.1三維繪圖基礎 在AutoCAD中，要創(chuàng)建和觀察三維圖形，就一定要使用三維坐標系和三維坐標。因此，了解并掌握三維坐標系，樹立正確的空間觀念，是學習三維圖形繪制的基礎。建立用戶坐標系

設立視圖觀測點

動態(tài)觀察

使用相機

漫游與飛行

觀察三維圖形

建立用戶坐標系

第6章已經詳細介紹了平面坐標系的使用方法，其所有變換和使用方法同樣適用于三維坐標系。例如，在三維坐標系下，同樣可以使用直角坐標或極坐標方法來定義點。此外，在繪制三維圖形時，還可使用柱坐標和球坐標來定義點。

設立視圖觀測點

視點是指觀察圖形的方向。例如，繪制正方體時，如果使用平面坐標系即Z軸垂直于屏幕，此時僅能看到物體在XY平面上的投影。如果調整視點至當前坐標系的左上方，將看到一個三維物體。

動態(tài)觀察

在AutoCAD2007中，選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”命令中的子命令，可以動態(tài)觀察視圖。

使用相機

在AutoCAD2007中，相機是新引入的一個對象，用戶可以在模型空間放置一臺或多臺相機來定義3D透視圖。選擇“視圖”|“創(chuàng)建相機”命令，可以在視圖中創(chuàng)建相機。當指定了相機位置和目標位置后，命令行顯示如下提示信息。輸入選項[?/名稱(N)/位置(LO)/高度(H)/目標(T)/鏡頭(LE)/剪裁(C)/視圖(V)/退出(X)]<退出>:在該命令提示下，可以指定創(chuàng)建的相機名稱、相機位置、高度、目標位置、鏡頭長度、剪裁方式以及是否切換到相機視圖。

漫游與飛行

在AutoCAD2007中，用戶可以在漫游或飛行模式下，通過鍵盤和鼠標控制視圖顯示，或創(chuàng)建導航動畫。選擇“視圖”|“漫游和飛行”|“漫游”或“視圖”|“漫游和飛行”|“飛行”命令，打開“定位器”選項板和“三維漫游導航映射”對話框。選擇“視圖”|“漫游和飛行”|“漫游和飛行設置”命令，打開“漫游和飛行設置”對話框，可以在其中設置顯示指令窗口的時機，窗口顯示的時間，以及當前圖形設置的步長和每秒步數(shù)。

觀察三維圖形

在AutoCAD中，使用“視圖”|“縮放”、“視圖”|“平移”子菜單中的命令可以縮放或平移三維圖形，以觀察圖形的整體或局部，其方法與觀察平面圖形的方法相同。此外，在觀測三維圖形時，還可以通過旋轉、消隱及設置視覺樣式等方法來觀察三維圖形。

9.2繪制三維點和線在AutoCAD中，可以使用直線、樣條、3D多段線及三維網格等命令繪制簡單的三維圖形。繪制三維點

繪制三維直線和樣條曲線

繪制三維多段線

繪制螺旋線

繪制三維點

選擇“繪圖”|“點”命令，或在“繪圖”工具欄中單擊“點”按鈕，然后在命令行中直接輸入三維坐標即可繪制三維點。由于三維圖形對象上的一些特殊點，如交點、中點等不能通過輸入坐標的方法來實現(xiàn)，可以采用三維坐標下的目標捕捉法來拾取點。

繪制三維直線和樣條曲線

兩點決定一條直線。當在三維空間中指定兩個點后，如點(0,0,0)和點(1,1,1)，這兩個點之間的連線即是一條三維直線。同樣，在三維坐標系下，使用“繪圖”|“樣條曲線”命令，可以繪制復雜三維樣條曲線，這時定義樣條曲線的點不是共面點。

繪制三維多段線

在二維坐標系下，使用“繪圖”|“多段線”命令繪制多段線，盡管各線條可以設置寬度和厚度，但它們必須共面。三維多段線的繪制過程和二維多段線基本相同，但其使用的命令不同，另外在三維多段線中只有直線段，沒有圓弧段。選擇“繪圖”|“三維多段線”命令(3DPOLY)，此時命令行提示依次輸入不同的三維空間點，以得到一個三維多段線。

繪制螺旋線

選擇“繪圖”|“螺旋”命令，可以繪制三維螺旋線。當分別指定了螺旋線底面的中心點、底面半徑(或直徑)和頂面半徑(或直徑)后，命令行顯示如下提示。指定螺旋高度或[軸端點(A)/圈數(shù)(T)/圈高(H)/扭曲(W)]<1.0000>:

9.3繪制三維網格 在AutoCAD中，不僅可以繪制三維曲面，還可以繪制旋轉網格、平移網格、直紋網格和邊界網格。使用“繪圖”|“建?！眧“網格”子菜單中的命令繪制這些曲面。繪制平面曲面繪制三維面與多邊三維面繪制三維網格

繪制旋轉網格

繪制平移網格

繪制直紋網格

繪制邊界網格

繪制平面曲面

在AutoCAD2007中，選擇“繪圖”|“建?！眧“平面曲面”命令(PLANESURF)，可以創(chuàng)建平面曲面或將對象轉換為平面對象。繪制平面曲面時，命令行顯示如下提示信息。指定第一個角點或[對象(O)]<對象>:

繪制三維面與多邊三維面

選擇“繪圖”|“建?！眧“網格”|“三維面”命令(3DFACE)，可以繪制三維面。三維面是三維空間的表面，它沒有厚度，也沒有質量屬性。由“三維面”命令創(chuàng)建的每個面的各頂點可以有不同的Z坐標，但構成各個面的頂點最多不能超過4個。如果構成面的4個頂點共面，消隱命令認為該面是不透明的，可以消隱。反之，消隱命令對其無效。

繪制三維網格

選擇“繪圖”|“建模”|“網格”|“三維網格”命令(3DMESH)，可以根據(jù)指定的M行N列個頂點和每一頂點的位置生成三維空間多邊形網格。M和N的最小值為2，表明定義多邊形網格至少要4個點，其最大值為256。

繪制旋轉網格

選擇“繪圖”|“建?！眧“網格”|“旋轉網格”命令(REVSURF)，可以將曲線繞旋轉軸旋轉一定的角度，形成旋轉網格。

繪制平移網格

選擇“繪圖”|“建?！眧“網格”|“平移網格”命令(RULESURF)，可以將路徑曲線沿方向矢量進行平移后構成平移曲面。

繪制直紋網格

選擇“繪圖”|“建?！眧“網格”|“直紋網格”命令(RULESURF)，可以在兩條曲線之間用直線連接從而形成直紋網格。這時可在命令行的“選擇第一條定義曲線:”提示信息下選擇第一條曲線，在命令行的“選擇第二條定義曲線:”提示信息下選擇第二條曲線。

繪制邊界網格

選擇“繪圖”|“建?！眧“網格”|“邊界網格”命令(EDGESURF)，可以使用4條首尾連接的邊創(chuàng)建三維多邊形網格。

9.4繪制基本實體 在AutoCAD中，使用“繪圖”|“建?！弊硬藛沃械拿睿蚴褂谩敖！惫ぞ邫冢梢岳L制多實體、長方體、楔體、圓錐體、球體、圓柱體、圓環(huán)體及棱錐面等基本實體模型。繪制多實體

繪制長方體繪制楔體

繪制圓柱體

繪制圓錐體

繪制球體

繪制圓環(huán)體

棱錐面

繪制多實體

在AutoCAD2007中，選擇“繪圖”|“建?！眧“多實體”命令(POLYSOLID)，可以創(chuàng)建實體或將對象轉換為實體。繪制多實體時，命令行顯示如下提示信息。指定起點或[對象(O)/高度(H)/寬度(W)/對正(J)]<對象>:

繪制長方體

選擇“繪圖”|“建模”|“長方體”命令(BOX)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟伴L方體”按鈕，都可以繪制長方體，此時命令行顯示如下提示。指定第一個角點或[中心(C)]:在創(chuàng)建長方體時，其底面應與當前坐標系的XY平面平行，方法主要有指定長方體角點和中心兩種。

繪制楔體

選擇”繪圖”|“建?！眧“楔體”命令(WEDGE)，或在”建?！惫ぞ邫谥袉螕簟靶w”按鈕，都可以繪制楔體。由于楔體是長方體沿對角線切成兩半后的結果，因此可以使用與繪制長方體同樣的方法來繪制楔體。

繪制圓柱體

選擇”繪圖”|“建?！眧“圓柱體”命令(CYLINDER)，或在”建?！惫ぞ邫谥袉螕簟皥A柱體”按鈕，可以繪制圓柱體或橢圓柱體。

繪制圓錐體

選擇“繪圖”|“建?！眧“圓錐體”命令(CONE)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟皥A錐體”按鈕，即可繪制圓錐體或橢圓形錐體。

繪制球體

選擇“繪圖”|“建?！眧“球體”命令(SPHERE)，或在“建?！惫ぞ邫谥袉螕簟扒蝮w”按鈕，都可以繪制球體。這時只需要在命令行的“指定中心點或[三點(3P)/兩點(2P)/相切、相切、半徑(T)]:”提示信息下指定球體的球心位置，在命令行的“指定半徑或[直徑(D)]:”提示信息