計算機輔助設計-12觀察與渲染三維圖形

第12章觀察與渲染三維圖形

使用三維觀察和導航工具，可以在圖形中導航、為指定視圖設置相機以及創(chuàng)建動畫以便與其他人共享設計?？梢試@三維模型進行動態(tài)觀察、回旋、漫游和飛行，設置相機，創(chuàng)建預覽動畫以及錄制運動路徑動畫，用戶可以將這些分發(fā)給其他人以從視覺上傳達設計意圖。2023/11/251微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.1使用三維導航工具三維導航工具允許用戶從不同的角度、高度和距離查看圖形中的對象。用戶可以使用以下三維工具在三維視圖中進行動態(tài)觀察、回旋、調整距離、縮放和平移。

受約束的動態(tài)觀察自由動態(tài)觀察連續(xù)動態(tài)觀察2023/11/252微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.1.1

受約束的動態(tài)觀察

單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”|“受約束的動態(tài)觀察”命令(3DORBIT)，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“常用”選項卡，在“視圖”面板中單擊“受約束的動態(tài)觀察”按鈕，可以在當前視口中激活三維動態(tài)觀察視圖。2023/11/253微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.1.2自由動態(tài)觀察單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”|“自由動態(tài)觀察”命令(3DFORBIT)，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“常用”選項卡，在“視圖”面板中單擊“自由動態(tài)觀察”按鈕，可以在當前視口中激活三維自由動態(tài)觀察視圖。如果用戶坐標系(UCS)圖標為開，則表示當前UCS的著色三維UCS圖標顯示在三維動態(tài)觀察視圖中。2023/11/254微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.1.3連續(xù)動態(tài)觀察單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”|“連續(xù)動態(tài)觀察”命令(3DCORBIT)，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“常用”選項卡，在“視圖”面板中單擊“連續(xù)動態(tài)觀察”按鈕，可以啟用交互式三維視圖并將對象設置為連續(xù)運動。2023/11/255微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.2使用相機定義三維圖形在AutoCAD2009中，使用相機功能可以在模型空間放置一臺或多臺相機來定義3D透視圖。認識相機創(chuàng)建相機修改相機特性調整視距回旋2023/11/256微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.2.1

認識相機在圖形中，可以通過放置相機來定義三維視圖；可以打開或關閉相機并使用夾點來編輯相機的位置、目標或焦距；可以通過位置XYZ坐標、目標XYZ坐標和視野/焦距(用于確定倍率或縮放比例)定義相機。2023/11/257微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.2.2

創(chuàng)建相機

單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“創(chuàng)建相機”命令(CAMERA)，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“常用”選項卡，在“視圖”面板中單擊“創(chuàng)建相機”按鈕，可以設置相機和目標的位置，以創(chuàng)建并保存對象的三維透視圖。2023/11/258微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.2.3

修改相機特性

在圖形中創(chuàng)建了相機后，當選中相機時，將打開“相機預覽”窗口，如圖所示。其中，預覽窗口用于顯示相機視圖的預覽效果；“視覺樣式”下拉列表框用于指定應用于預覽的視覺樣式，如概念、三維隱藏、三維線框、真實等；“編輯相機時顯示該窗口”復選框，用于指定編輯相機時是否顯示“相機預覽”窗口。

2023/11/259微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.2.4調整視距

單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“調整視距”命令(3DDISTANCE)，可以將光標更改為具有上箭頭和下箭頭的直線。單擊并向屏幕頂部垂直拖動光標使相機靠近對象，從而使對象顯示得更大。單擊并向屏幕底部垂直拖動光標使相機遠離對象，從而使對象顯示得更小。

2023/11/2510微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.2.5回旋單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“回旋”命令(3DSWIVEL)，可以在拖動方向上模擬平移相機?？梢匝豖Y平面或Z軸回旋視圖。

2023/11/2511微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.3運動路徑動畫使用運動路徑動畫(例如模型的三維動畫穿越漫游)可以向用戶形象地演示模型?？梢凿浿坪突胤艑Ш竭^程，以動態(tài)傳達設計意圖?？刂葡鄼C運動路徑的方法

設置運動路徑動畫參數(shù)

創(chuàng)建運動路徑動畫

2023/11/2512微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.3.1控制相機運動路徑的方法

可以通過將相機及其目標鏈接到點或路徑來控制相機運動，從而控制動畫。要使用運動路徑創(chuàng)建動畫，可以將相機及其目標鏈接到某個點或某條路徑。如果要相機保持原樣，則將其鏈接到某個點；如果要相機沿路徑運動，則將其鏈接到路徑上。如果要目標保持原樣，則將其鏈接到某個點；如果要目標移動，則將其鏈接到某條路徑。無法將相機和目標鏈接到一個點。如果要使動畫視圖與相機路徑一致，則使用同一路徑。在“運動路徑動畫”對話框中，將目標路徑設置為“無”可以實現(xiàn)該目的。

2023/11/2513微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.3.2

設置運動路徑動畫參數(shù)單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動畫運動路徑”命令(ANIPATH)，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“工具”選項卡，在“動畫”面板中單擊“動畫運動路徑”按鈕，打開“運動路徑動畫”對話框，如圖所示。2023/11/2514微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.3.3

創(chuàng)建運動路徑動畫創(chuàng)建運動路徑動畫的關鍵是設置相機和目標鏈接的點或路徑，以及動畫的幀頻、幀數(shù)、視覺樣式等參數(shù)，可以通過“運動路徑動畫”對話框進行設置。

2023/11/2515微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.4漫游和飛行在“功能區(qū)”選項板中選擇“工具”選項卡，在“動畫”面板中單擊“漫游”按鈕，或單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”|“漫游”命令(3DWALK)，交互式更改三維圖形的視圖，使用戶就像在模型中漫游一樣。同樣，在“功能區(qū)”選項板中選擇“工具”選項卡，在“動畫”面板中單擊“飛行”按鈕，或單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”|“飛行”命令(3DFLY)，可以交互式更改三維圖形的視圖，使用戶就像在模型中飛行一樣。

2023/11/2516微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.5觀察三維圖形在AutoCAD中，不僅可以縮放或平移三維圖形，以觀察圖形的整體或局部，還可以通過旋轉及消隱等方法來觀察三維圖形。消隱圖形改變三維圖形的曲面輪廓素線以線框形式顯示實體輪廓改變實體表面的平滑度2023/11/2517微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.5.1消隱圖形在繪制三維曲面及實體時，為了更好地觀察效果，可單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“消隱”命令(HIDE)，暫時隱藏位于實體背后而被遮擋的部分，如圖所示。

2023/11/2518微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.5.2

改變三維圖形的

曲面輪廓素線當三維圖形中包含彎曲面時(如球體和圓柱體等)，曲面在線框模式下用線條的形式來顯示，這些線條稱為網線或輪廓素線。使用系統(tǒng)變量ISOLINES可以設置顯示曲面所用的網線條數(shù)，默認值為4，即使用4條網線來表達每一個曲面。該值為0時，表示曲面沒有網線，如果增加網線的條數(shù)，則會使圖形看起來更接近三維實物，如圖所示。

2023/11/2519微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.5.3

以線框形式顯示實體輪廓使用系統(tǒng)變量DISPSILH可以以線框形式顯示實體輪廓。此時需要將其值設置為1，并用“消隱”命令隱藏曲面的小平面，如圖所示。2023/11/2520微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.5.4

改變實體表面的平滑度

要改變實體表面的平滑度，可通過修改系統(tǒng)變量FACETRES來實現(xiàn)。該變量用于設置曲面的面數(shù)，取值范圍為0.01~10。其值越大，曲面越平滑，如圖所示。

2023/11/2521微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.6視覺樣式單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“視覺樣式”子命令，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“視覺樣式”面板中選擇“視覺樣式”下拉列表框中的視覺樣式，都可以對視圖應用視覺樣式。2023/11/2522微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.6.1

應用視覺樣式

視覺樣式是一組設置，用來控制視口中邊和著色的顯示。一旦應用了視覺樣式或更改了其設置，就可以在視口中查看效果。在AutoCAD中，有以下5種默認的視覺樣式:二維線框；三維線框；三維隱藏；真實；概念。

2023/11/2523微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.6.2

管理視覺樣式

單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“視覺樣式”|“管理視覺樣式”命令，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“視覺樣式”面板中單擊“管理視覺樣式”按鈕，將打開“視覺樣式管理器”面板。

2023/11/2524微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.7使

用

光

源

當場景中沒有用戶創(chuàng)建的光源時，AutoCAD將使用系統(tǒng)默認光源對場景進行著色或渲染。默認光源是來自視點后面的兩個平行光源，模型中所有的面均被照亮，以使其可見。用戶可以控制其亮度和對比度，而無需創(chuàng)建或放置光源。2023/11/2525微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.7.1

點光源點光源從其所在位置向四周發(fā)射光線，它不以某一對象為目標。使用點光源可以達到基本的照明效果。單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”|“新建點光源”命令，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“光源”面板中單擊“點”按鈕，可以創(chuàng)建點光源。點光源可以手動設置為強度隨距離線性衰減(根據(jù)距離的平方反比)或者不衰減。默認情況下，衰減設置為無。

2023/11/2526微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.7.2

聚光燈聚光燈(例如閃光燈、劇場中的跟蹤聚光燈或前燈)分布投射一個聚焦光束，發(fā)射定向錐形光，可以控制光源的方向和圓錐體的尺寸。單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”|“新建聚光燈”命令，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“光源”面板中單擊“聚光燈”按鈕，可以創(chuàng)建聚光燈。

2023/11/2527微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.7.3

平行光平行光僅向一個方向發(fā)射統(tǒng)一的平行光光線?？梢栽谝暱谥械娜我馕恢弥付‵ROM點和TO點，以定義光線的方向。單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”|“新建平行光”命令，可以創(chuàng)建平行光。

2023/11/2528微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.7.4

查看光源列表單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”|“光源列表”命令，或在“功能區(qū)”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“光源”面板中單擊“模型中的光源”按鈕，將打開“模型中的光源”面板，其中顯示了當前模型中的光源，單擊光源即可在模型中選中它。

2023/11/2529微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.7.5

陽光與天光模擬在“功能區(qū)”選項板中選擇“可視化”選項卡，使用“周日”面板和“時間和位置”面板，可以設置陽光和天光。

2023/11/2530微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.8材質和貼圖

將材質添加到圖形中的對象上，可以展現(xiàn)對象的真實效果。使用貼圖可以增加材質的復雜性和紋理的真實性。在“功能區(qū)”選項板中選擇“可視化”選項卡，使用“材質”面板，或單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“材質”、“貼圖”子命令，可以創(chuàng)建材質和貼圖，并將其應用于對象上。使用材質

將材質應用于對象和面

使用貼圖

2023/11/2531微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.8.1

使用材質在“功能區(qū)”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“材質”面板中單擊“材質”按鈕，或單擊“菜單瀏覽器”按鈕，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“材質”命令，打開“材質”選項板，使用戶可以快速訪問與使用預設材質。

2023/11/2532微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.8.2

將材質應用于對象和面用戶可以將材質應用到單個的面和對象，或將其附著到一個圖層上的對象。要將材質應用到對象或面(曲面對象的三角形或四邊形部分)，可以將材質從工具選項板拖動到對象。材質將添加到圖形中，并且也將作為樣例顯示在“材質”窗口中。

12.8.3

使用貼圖貼圖是增加材質復雜性的一種方式，貼圖使用多種級別的貼圖設置和特性。附著帶紋理的材質后，可以調整對象或面上紋理貼圖的方向。2023/11/2533微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.9渲染對象渲染是基于三維場景來創(chuàng)建二維圖像。它使用已設置的光源、已應用的材質和環(huán)境設置(例如背景和霧化)，為場景的幾何圖形著色。高級渲染設置

控制渲染

渲染并保存圖像

2023/11/2534微機輔助設計（一）主講鄧鐵橋12.9.1

高級渲