2022年CAD三维技巧 .pdf

计算机绘图（中级）学习方法1、加“盖”的技巧用 LINE 命令画的封闭线段赋予一定厚度后，只能形成侧面，而顶部没有盖。绘制有盖的三维模型，可用填充面命令，先绘制实心的二维图形，再使该填充面具有厚度，即可显示出顶面有盖的效果。具有一定宽度的PLINE 对象赋予厚度后，也同样显示出顶面有盖的效果。直线边界的空顶，或三维空间任意平面上的空洞，可用3DFACE 命令补上一个“盖”；三维空间任意平面上的曲线边界的盖，可用 UCS（用户坐标系）命令先将工作平面设定在其上，然后再使其形成面域，从而得到理想的“盖”的效果。2、使用图层组织图形的技巧LAYER（层）是 AutoCAD 2000 一个非常强大的组织工具。用户可以把不同性质的内容布置在不同的层里，当图形复杂时，可以随时打开或关闭某些层，以便更容易显示图形并对其进行修改。许多学员在三维建模时始终一个图层，看上去眼花缭乱，分不清子丑寅卯，很不方便。多使用一些不同颜色的图层，可带来方便。3、充分利用平面视图（PLAN）命令的技巧建立三维模型，常常要在各种绘图平面上进行二维绘图，这当然离不开用户坐标系的建立或切换；但是由于观察方向与绘图平面间通常有一定角度，所以这些二维绘图，看上去不工整，对于学员来说，往往感觉到很别扭。尽管可以用三维动态观察器（3DORBIT）方便的调整视图，但总不能满意地进行所需的二维绘图，此时利用“观察UCS 的平面视图（PLAN）命令”,可以使绘图平面（UCS 的 XY 平面）与屏幕绘图区平行，如同世界坐标系里的二维绘图一般，非常方便。4、先加后减的技巧构建相对复杂一些的实心体模型时，常需要反复多次使用布尔集合运算的“加（UNION）”和“减（SUBTRACT）”。如果使用次序不当，会造成麻烦。总的法则是先加后减，即先操作需要加的实体集合，然后再去做“减”集合；可保证较高的速度和成功率。5、贯通路径的技巧运用拉伸（EXTRUDE）的方法建立实心体的第二个操作选项是按指定的路径拉伸；可以作为路径的有：直线、圆、圆弧线、椭圆、椭圆弧线，多段线、样条曲线。被拉截面将沿路径并垂直于路径上每点的切线方向生成一个拉伸体。初学者常出现不能顺利沿路径拉伸的现象，也就是通常所说的“路不通”；为此，贯通路径的方法是：（1）路径线不要与三维物体轮廓线处于同一个平面上，因为拉伸建立的是一个三维实心体；此外，路径线的曲折程度也要控制在拉伸后的三维实体所支持范围内；例如名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 15 页 -路径线为圆弧，所选拉伸截面是圆，如果圆的半径大于圆弧的半径就不能构成拉伸实心体，因为沿路径线拉伸后体自相交是不允许的。（2）如果路径线是样条曲线，则该样条曲线端点（拉伸起点）处的切线方向要垂直于被拉伸轮廓线平面。6、不失外观的技巧AutoCAD 2000 支持三种类型的三维模型：线框模型、表面模型和实体模型。其中表面模型和实体模型在显示器上显示时，常用有限的线条来表达，即所谓的“三维线框显示方式”；软件系统默认情况下，显示的线条少，外观不好看。不失外观的办法是，对于表面模型，将系统变量SURFTAB1（网格密度）和SURFTAB2 的设置值变大后，再进行表面造型。对于实体模型，将系统变量ISOLINES（线框密度）的设置值变大后，再进行实体造型。显示或渲染时还可将系统变量FACETRES 的设置值变大，效果会更好。应该注意的是，上述设置值不能太大，否则，尽管显示的线条多了，外观效果好了，但图形文件将过大，显示的时间会过长。因此，正确的做法是在不失外观的前提下，尽可能把上述三变量的设置值减小。7、三维编辑的技巧用三维编辑工具ALIGN、ROTATE3D，MIRROR3D 和 3DARRAY 取代二维编辑命令 MOVE、ROTATE、MIRROR 和 ARRAY 是一个小技巧。这是因为二维编辑命令的编辑效果要考虑到当前的工作平面，即当前用户坐标系的XY 平面，初学者在三维操作中往往不清楚当前坐标系是绝对坐标系还是用户坐标系，或者当前是哪一个用户坐标系，此时用二维编辑往往会出现错误的结果。而用三维编辑工具，尽管操作步骤多了一两步，但效果的可靠性大大增加，效率提高。8、绘制三维螺旋线的技巧建筑模型的构建有时需要三维螺旋面、螺旋线；机械产品的造型有时需要绘制三维实体螺纹、弹簧和齿轮。这些特殊的需要，AutoCAD 2000 并没有提供；怎么办？可以通过加载应用程序来满足。比如可以在 网页上下载3DSPIRAL.ZIP(用于螺旋线的绘制)、AUTOGEAR.ZIP（参数化绘制三维齿轮）、AUTOSPRING.ZIP（绘制三维弹簧）、THREAD.ZIP（绘制实体上的螺纹包括管螺纹和公制螺纹）等应用程序。计算机辅助设计（CAD）技术，正在全国范围内被各行各业所应用，它对企业产品开发能力、对企业技术创新能力的提高作用已被广大企业家和技术人员所认识。同时，CAD 技术也是 21 世纪设计和技术人员必备的高新技术，它是计算机信息技术和相关专业领域技术相结合的产物，有了它，专业人员可以在本专业领域纵横驰骋、挥洒自如地进行各种产品和工程的设计，构思出各种巧妙美观的造型。AUTOCAD-2004 UCS三维变换与三维建模作者：张渝生|阅读次数：508 转自：深圳 CAD 在线时间：2004 年 8 月 30 日 10:51名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 15 页 -摘要：三维建模的关键理论是UCS三维变换，UCS三维变换是AUTOCAD-2004 教程的重点与难点，本文用三维建模的实例详细解析了七种UCS的三维变换方法，收到较好的效果。关键词：UCS；三维变换；三维建模；教学UCS三维变换教学是AUTOCAD-2004 教材的重点和难点。学生从二维绘图到三维绘图要经过建立三维空间概念的过程，三维坐标系的空间变换是这个学习过程的关键理论。讲解每一个实例的过程中，以明晰的操作步骤慢漫地引入UCS三维变换的概念。在学习实例的操作步骤中，加入三维建模的应用技巧，使学生对所学的概念能融会贯通。用户坐标系：UCS用户坐标系是一种可变动的坐标系统。大多数 CAD的编辑命令取决于 UCS 的位置和方向。UCS 命令设置用户坐标系在三维空间中的X，Y，Z 三个方向，它还定义了二维对象的拉伸方向。CAD共有七种方法定义新坐标系。1 X 轴旋转 90度确定 UCS：同理 UCS绕 Y 轴旋转 90 度与 UCS绕 Z 轴旋转 90 度会得到不同的用户坐标系。（图 1）四个图中X轴方向不变，UCS每绕 X 轴旋转 90 度，Z 轴的方向改变一次。Z 轴的方向即拉伸方向.例 1：（图 2）对象绕X轴旋转 90 度（图 3），（图 2）对象绕Y轴旋转180 度,相当于连续执行两次绕Y 轴旋转 90 度（图 4），（图2）对象绕Z 轴旋转 90 度。（图5）。2三点确定 UCS（图 6）:指定新 UCS 原点及其 X 和 Y 轴的正方向。Z 轴的正方向由右手定则确定。用此选项可指定任意坐标系。第一点指定新 UCS 的原点。第二点定义了 X 轴的正方向。第三点定义了 Y 轴的正方向。例 2：在立方体的表面画园锥体（图7）：三点确定UCS的顶面和Z 轴的正方向。例 3：在立方体的左侧面画窗（图8）：三点确定UCS的左侧面及Z 轴方向。例 4：在立方体的前面画门（图9）：三点确定UCS的前面及Z 轴方向。用户坐标系UCS定义好后，可用厚度与标高确定三维网格模型。对象的标高对应该平面的Z 值。对象的厚度是对象被拉伸的距离。雨蓬的标高对应该平面的Z 值。雨名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 15 页 -蓬的厚度是对象被拉伸的距离。例 5：绘制五角顶曲面（图10）：1，2，3 三点定 UCS，两点加半径画弧。重复5 次三点定UCS画弧（图11）。画弧命令用 起点，端点，半径 选项。例 6：绘制翘屋顶：三点确定UCS（图 12），用 ARC命令绘制翘屋顶弧线（图13）。同理，在其它面绘制弧线，都要变换 UCS。也可用三维镜像命令绘制其它弧线。用边定曲面命令分别点击四条弧形边界（图14）。3拉伸正 Z轴方向确定 UCS：例 7：圆柱从球中伸出（图15）：先点击图标，点击球的原点，既新的坐标原点，再确定Z 轴方向，绘制小圆，执行拉伸命令，沿正Z 轴方向拉伸小圆。例 8：拉伸三角支架（图16）：先点击图标，点击支架截面的原点，确定Z 轴方向，执行拉伸命令，沿正Z 轴方向名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 15 页 -拉伸支架的三个小圆。4改变坐标原点的位置，确定新的UCS（图 15）：通过移动当前 UCS 的原点，保持其 X、Y 和 Z 轴方向不变，从而定义新的 UCS。相对于当前 UCS 的原点指定新原点。例 9：绘制楼梯：先点击图标，点击楼梯截面的新原点，新的 UCS由此确定（图17）。拉伸楼梯截面时，与Z 轴方向相反，这时只需输入负拉伸高度（图18）。例 10：绘制螺母：先点击图标，点击螺母辅助截面的中点（图19），即新原点。选中丝杆轴线上的圆心，用MOVE命令使丝杆轴线上的圆心与螺母辅助截面上的中点重合（图20），用布尔减命令先点击螺母，点击右键，点击丝杆即可得到螺母（图21）。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 15 页 -5面确定新的 UCS（图 22）：将 UCS 与选定的面对齐。如果要选择某一个面，就在此面的边界内或面的边界上单击，被选中的面将亮显。X 轴将与找到的面上的最近的边对齐。例 11：管道的拉伸（图23）：关键是用面确定新的UCS后，拉伸路径垂直于管道截面，管道截面与XY平面平行。例 12：沿路径拉伸弧形墙体（图24）：面确定新的UCS后，拉伸路径垂直于要拉伸的墙面。例 13：拉伸吊桥（图25）：选定立柱的辅助截面，定义新的坐标系，铁索的截面与立柱的辅助截面是同一坐标系。拉伸时，先选中铁索截面，再点击弧形路径。吊桥的其它部分拉伸前都要确定新的UCS。6对象确定新的 UCS：根据选定的三维对象定义新的坐标系。例 14：拉伸三维面上的圆（图26）：先点击，再选定三维面上的圆，定义新的坐标系。执行拉伸命令，沿正Z轴方向拉伸三维面上的圆。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 15 页 -例 15：绘制曲面屋顶:先点击，再选定立方体上的边，定义新的坐标系。在四个不同的坐标系下绘制四条弧形边界（图 27）。再用边定曲面命令分别点击四条弧形边界（图28）。例 16：绘制圆锥滚子轴承：在正视图上绘制轴承外圈，内圈和圆锥滚子（图29），在当前UCS下用REVOLVE 命令旋转外圈，内圈（图30），先点击，再选定圆锥滚子的轴心，定义新的坐标系，用REVOLVE 命令旋转圆锥滚子（图31）。7视图确定新的 UCS（图 32）：建立的新坐标系，是平行于屏幕的平面即 XY 平面，UCS 原点保持不变。剖切面与当前视口视图的XY平面平行。例 16：获取平行于屏幕的平面：点击图标（图 33），点击section，三点确定剖的切面（图34），用 MOVE名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 15 页 -命令把剖切面移出立方体外既可得到平行于XY平面的剖切图形（图35）。例 17：给三维视图标注文字：在三维视图中标注文字，文字与UCS对齐（图36）。在三维视图中标注的文字若需以正常形式显示，那么就要用变换 UCS后，再输入文字（图37）。例 18：绘制亭子（图38）：亭子顶面用三维面3DFACE 命令绘制。用三点确定UCS后，每一个三维面都是从顶点开始依次选择三角形的另外而个点，再回到顶点。绘制栏杆，变换UCS，用修改多线的厚度绘制栏杆挡板与亭子围栏。变换 UCS，绘制楼梯，用三维镜像或三维阵列绘制其它楼梯。变换UCS，绘制圆桌，橙子，柱子。此例，多种变换UCS的方法都可使用。并不拘于哪一种，根据具体情况，哪种变换方便用哪种。应用 AutoCAD 几何计算器实现快速定位作者：西南石油学院郑悦明|阅读次数：173 转自：CAD 世界网时间：2004 年 11 月 4 日 14:1编者按：本文主要讲述在实际使用AutoCAD 过程中，怎样应用AutoCAD 几何计名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 15 页 -算器来实现快速定位。引言几何计算器是AutoCAD R12 提供的一个十分有用的工具。和普通的计算器一样，几何计算器可以完成、*和/的运算以及三角函数的运算。这使得用户在使用AutoCAD绘图过程中，可以在不中断命令的情况下用计算机进行算术运算，AutoCAD则将运算的结果直接作为命令的参数使用。但重要的是，和一般的计算器不同，AutoCAD几何计算器可以作几何运算。它可以作坐标点和坐标点之间的加减运算，可以使用AutoCAD的 OSNAP 模式捕捉屏幕上的坐标点参与运算，还可以自动计算几何坐标点。如计算两条相交直线的交点，计算直线上的等分点等。此外，AutoCAD几何计算器还具有计算矢量和法线的功能。当然，AutoCAD几何计算器还有其它的功能，这里就不一一罗列。在使用 AutoCAD绘图中，常常需要确定一些无法直接给出坐标的点。例如，任意两点间的中点；和任意方向直线相切的圆的圆心；以及直线上任意等分点等。这就是我们通常所说的CAD绘图的定位问题。实际上，在许多计算机绘图场合，定位是否方便和精确往往直接影响作图的效率和速度。因此，应该充分利用AutoCAD几何计算器的几何运算功能，来实现AutoCAD绘图中的快速定位。在命令提示Command：下键入 CAL或激活下拉式菜单的辅助菜单项拾取其中几何计算菜单项都可启动AutoCAD几何计算器。CAL命令也是一个透明命令，可以在其它的命令下随时启动几何计算器。此外，还可以在AutoLISP 程序中使用CAL命令。下面是利用AutoCAD几何计算器的几何运算功能实现在AutoCAD绘图中经常遇到的几个快速定位的实例。1在两实体间确定中点这里不需先在两个实体之间画一条辅助线再用OSNAP 的 MID模式得到中点。例如，要从一个圆心和一直线的端点之间的中心为起点画一直线。操作过程如下：Command:line From point:cal(启动几何计算器)Expression:(cen+end)/2(输入表达式，这里计算器把OSNAP 的 cen 和 end模式当作点坐标的临时存储单元)Select entity for CEN snap:(用光标捕捉圆心)Select entity for END snap:(用光标捕捉直线的端点)To point:其它的目标捕捉模式如int、ins、tan 等等均可在几何计算表达式中使用。如果用表达式(cur cur)/2代替表达式(cen+end)/2，则可以在计算机要求输入点时，再设定 OSNAP 方式来捕捉所需的点。2确定一条直线上的任意等分点和与直线端点定长的点使用几何计算器提供的plt和 pld 函数可以完成这个操作。假设屏幕上有一端点为 A 和 B 的直线，要在直线上获得分直线段AB为 1 比 2 的点。仍以画直线为例，操作过程如下：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 15 页 -Command:line From point:cal Expression:plt(end,end,1/3)Select entity for END snap:(用光标捕捉端点A)Select entity for END snap:(用光标捕捉端点B后即得到距A 点为 1/3线段长的点)To point:如果要得到直线上距端点A为 5 的点，使用函数pld(end,end,5)代替上面操作过程中的plt(end,end,1/3)即可。3用相对坐标来确定点在绘图中，经常要相对一条线画出另一条线，下面就是操作过程：Command:line From point:cal Expression:end+2,3(作点和点的相加运算)Select entity for END snap:(捕捉一基准直线的端点后即可获得距端点相对位移(2，3)的点)To point:这个功能和AutoCAD R13 中提供的From目标捕捉模式相似。4作和一斜线相切的圆以及过圆上一点作圆的切线利用 AutoCAD正交模式可容易地画出和垂直线或水平线相切的圆。画一个和斜线相切的圆则需要准确地确定圆心。操作过程如下：Command:circle 3P/2P/TTR/:cal Expression:cur+3*nee(cur表示用光标在屏幕上拾取一个点，nee 函数用来计算两端点矢量的法线，3 是圆的半径)Enter a point:nea(用光标在直线上捕捉一个点作为圆和直线的切点)to Select one endpoint for NEE:(用光标捕捉直线的一个端点)Select another endpoint for NEE:(用光标捕捉直线上的另一个端点)Diameter/:3(给出圆的半径后即可画出这个圆)改变光标捕捉直线两个端点的顺序可在直线的另一侧画圆。假设过圆和一直线的交点作圆的切线的操作过程如下：Command:line From point:int(捕捉交点)of To point:cal Expression:int+3*nor(cen,int)Select entity for INT snap:(用光标捕捉交点)Select entity for CEN snap:(用光标捕捉圆心)Select entity for INT snap:(再用光标捕捉交点即画出从交点出发长度为名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 15 页 -3 的已知圆的切线)To point:5过一条斜线上的已知点作斜线的垂线因为是非水平非垂直的直线所以不能用AutoCAD的正交模式画直线的垂线。利用几何计算器可直接画出和斜线垂直并且为确定长度的直线。实际上这是一个如何确定垂线的另一个端点的问题。其操作过程如下：Command:line From point:mid(设过直线的中点作垂线)of To point:cal Expression:mid+5*nee(5是垂线的长度)Select entity for MID snap:(用光标选择斜线捕捉中点)Select one endpoint for NEE:(用光标捕捉直线的端点)Select another endpoint for NEE:(用光标捕捉直线的另一个端点)to point:同样，改变光标捕捉直线端点的顺序，也可在直线的另一侧画垂线。AutoCAD的三维拉伸提起 AutoCAD，可能我们天天都在使用制作工程图，我想主要是二维的图形。如果提到三维，我们也许更习惯于用 3D STUDIO MAX或 VIZ 等软件，可是你是否想过，用AutoCAD 来完成大部分的三维基础建模工作，象3D STUDIO MAX和 3D STUDIO VIZ这样的软件，更多地用于后期的材质和渲染处理？我觉得这种流程值得研究，其实 AutoCAD 的精确建模功能是很强的，不利用很可惜，而且它对计算机的硬件资源的要求也相对较低，更适合大量的建模工作；另外，还有一个原因就是我们有大量的平面图可供参考，通过简单的拉伸，我们可以很容易地将它们转化为三维图形，下面我将给大家举两个三维拉伸的例子，使大家对ACAD 的三维建模有一个简单的认识。在各种三维操作中最简单有效的就是三维拉伸了，这是我们三维建模的基本方法，也是各种三维软件的基础。试想我们手中有一张如右图所示的建筑平面图，看看我们如何把它拉伸成为一个三维物体；首先，可以选择各个墙面、立柱进行拉伸，然后再对很多很具体的细部如门窗，楼梯等通过放大有选择地进行拉伸，这样我们就可以很全面地完成从平面到立体的操作。我们可以这样认为，这种拉伸的方式是一种对点、线、面属性的Z 坐标的操作。具体操作：在选择了我们要拉伸物体，比如立柱、墙面等后，从Object Properties工具条中选择名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 15 页 -属性 Properties 选项，在弹出的Modify Polyline对话框中选择Thickness 属性项，并给予它一个具体的厚度值（如输入一个4000mm），然后点击OK 退出，你会发现你的平面图形变成三维的了，左图就是对刚才平面图形拉伸后的三维模型，这就是一个通过修改它的Z 轴的属性值来实现对它的三维拉伸的简单实例。这种方法大多用于对俯视图的操作。此外还有一种是基于实体的三维拉伸，通过这种实体的拉伸方式也同样可以实现从平面到三维的建模目的。这种方法往往是用于对一个物体的侧立面图的操作。如右图是一个简化的建筑立面图，我们首先选择适当的三维视点，如果没有打开实体建模工具箱，可从View 菜单条中选取Toolbar 项，点击，会弹出工具条选项，选取Solids 实体工具选项，就可以在桌面上加载实体工具条，或通过在任意工具条上点击鼠标右键，来击活 Toolbar对话框，然后加载实体工具条，如下图所示。下面我们就可以进行立面图上的三维拉伸了，选取Solids 工具条中的Extrude 选项回车，在Select objects:的提示下，选择大的外墙面及四个窗框回车，在Path/:的提示下输入要拉伸的高度值（400mm），我们就可以拉伸出右图的立体图形，接下来我们需要对它做一些编辑和修改，打开Modify II工具条，选择 Subtract 选项，该功能主要用于在我们拉伸好的墙面上将有窗户的部分剔除，为随后窗户的安装提供合理的空间，具体操作：在点击Subtract 选项后，回让选择大的主立面，选择后回车，又回让我们选择需要剔除的四个实体，选择后回车，这样一个去处了窗户空间的墙体立面就拉伸起来了，随后的工作就是拉伸窗沿，再选择 Modify II工具中的Union 选项，合并窗沿和墙面，剩下的工作就是对窗体进行建模，同样我们也可以采用拉伸和有选择的去处和合并的操作来实现窗户的建模。最后安上窗户，进行一下90 度的三维翻转我们就得到右图的效果。可以想象如果我们有了几个立面的平面图，不管建筑是如何复杂，我们都是可以分别进行拉伸建模，最后再细心的进行一下组装就能很好地完成我们的三维建模工作了。上面的两个小例子只是对ACAD 的三维拉伸的一个简单的介绍，一个是从基础的平面图上进行的三维拉伸，另一是从侧立面图上进行的拉伸，其实在我们的实际操作中，两种方法往往是相互结合的，其实只有多种技巧相结合才能又快又好的完成我们的实际工作。总之，熟练地应用ACAD 进行三维操作，需要我们不断地进行实践，从工作中总结经验。引言由于计算机三维技术能逼真地虚拟现实模型,以立体的、有光的、有色的生动画面表达大脑内产品的设计结果,较之于传统的二维设计图更符合人的思维习惯与视觉习惯,因此三维设计方名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 15 页 -式在技术领域已引起极大的重视,取代二维设计将成为今后发展趋势。三维造型技术从最初的三维 CAD已发展到目前专用的基于特征造型的三维软件,常用的有SolidWorks、SolidEdge、MDT、Pro/E 等。越来越多的人开始学习该类软件,随之也出版了大量的学习该类软件的书籍,但这些书普遍存在这样的特点即对某一软件的繁多命令的介绍,或针对某一实例具体指出操作步骤并未解释该操作方案产生的由来,似乎是某个软件的指导说明书,客观上起到了使初学者一开始就花费大量的时间和精力去学习和适应软件命令这样一种导向,导致造型实践往往是盲目的、经验化的。由于对繁多命令的记忆感到困难,在某种程度上制约了人们引进现代设计方式的速度,同时这种学习方法也影响了造型技能的提高。借鉴传统制图的学习,由于有了画法几何理论的指导,形成了一种方便地学习机械制图和建筑制图等不同制图的方式。因此有必要探索计算机3D图的图学理论和通用的思维模式,以应对不同软件的学习,达到快速入门和有效提高造型技能的目的。CAD三维造型的内涵 2001年 7 月举办的中日图学教育研讨会指出:计算机仅仅是设计和绘画的工具,不仅要训练实际的设计和绘图能力,更重要的是培养设计感觉和空间感觉。日本 ThruIHARA 教授也指出:“有个疑问,初学者一开始就运用计算机软件创造,特别是在不好的技能操作下会造成几何感觉和空间感觉的贫乏。这是一个必须继续探讨的焦点问题。”像二维绘图那样,铅笔、圆规的动作是在大脑对图形绘制构思成熟的情况下,按大脑发出的指令执行的,因此要想通过计算机软件把大脑中产生的设计模型即“心理模型”转化成计算机虚拟模型,首先在大脑中对该心理模型要有一个心理造型过程。在大脑中运用图学理论对心理模型的构成及形体的形成用几何术语进行系统准确的描述,从而规划造型即“搭积木”的顺序,该过程可称之为心理造型语言系统,计算机界面元素(菜单命令、图标、光标)在大脑中留下了一个记忆系统,这两个系统是并行对应的,当大脑中的两系统实现正确转化才能有计算机的正确操作。三维造型就是一个心理造型语言与计算机界面元素转化的过程。目前的学习重视了计算机界面元素的记忆,忽略了心理造型思维能力。实践证明一个人的绘图速度和正确性取决于他在大脑中对所绘模型形状的清晰度,美国的有关3D 教育研究也指出最重要的是在设想和表达阶段发生的活动。三维构型图学理论 3D软件是基于特征的实体造型,因此与传统的指导二维图的投影理论不同,三维造型主要采用的是 构造实体几何(ConstructiveSolidGeometry-CSG)及形体几何特征形成分析等图学理论。CSG是对实体的整体形成的分析,任何复杂实体都可看成是简单单元体的组合,单元体称为体素,一般用布尔运算(并集、差集、交集)来实现这种组合,形成分析是对每个体素几何形成的具体分析,因此该思维模式是全三维的并且是在大脑中立体地模拟客观世界中对实体加工过程的动态的心理活动。三维造型思维框架根据三维构型图学理论,在未使用计算机前应具有心理造型的一个思维框架。体素分解传统的手工二维图或二维CAD图是用各种线条绘制,无论怎样图形总能绘出,因此该顺序的重要性显得不太突出。而计算机实体造型是几何特征的集合,其造型的先后顺序尤为重要,类似于名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 15 页 -模拟客观世界中对零件的加工顺序,若安排不当零件就无法生成,或生成过程太复杂。反之生成零件既简单又方便。为此可以按模块化的方式来处理,对造型体进行体素分解。分解原则为从反映形体主要特征的明显程度和占总体积的大小及其主要功能等方面进行划分,一般可分为基本特征体素系列、辅助特征体素系列、附加特征体素系列,然后在每个系列内再进行细分。其分解步骤如下:1划分基本特征体素系列。该部分体素的局部组合体现了实体的主要形体特征和主要功能并且所占体积比例相对较大。在该系列内再根据主次进一步划分出若干单一的体素。划分出来的最主要的第一个体素应为构形的基础特征体素,即生成其它体素的基准体。2划分辅助特征体素系列。该部分体素是加在基本特征体素上,在功能上不起主要作用,例如肋板、凸台等结构。在该系列内再划分出单独的体素。3 附加特征体素系列。该类体素具有不能独立存在、必须附加于上述二种体素系列之内的特征,如孔、空腔、槽等。属于挖切即差集。而上述系列均为体素的叠加即并集。图1 为齿轮减速箱体的体素分解图。依照这种有序的体素分解逐步在大脑内建立起了形象的“搭积木”的顺序。因此该思考过程是规划零件几何特征创建顺序的依据。即在基本特征体素系列内确定出基础特征体素,然后在此基础上通过布尔运算的并集先依次构建基本特征体素系列内的其它体素,再构建辅助特征体素系列内的各体素,然后通过差集运算在以上构建的基础上依此减去附加特征体素系列内的各体素。图 1 齿轮减速箱体体素分解图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 15 页 -体素几何特征形成分析体素的创建是造型重要的步,只要体素特征创建成功,按上述顺序搭建即可完成造型。点的运动轨迹是线,线的运动轨迹是面,而面的运动轨迹是体。根据这一几何描述可以把大多数体素看成是某一几何形状的初始面沿一定的轨迹线运动而形成的扫描体。如常见的长方体和圆柱体可看成是长方形和圆沿直线运动而形成,但大多数轨迹线是复杂的,由图 2 简单体的形成示出了扫描的概念,它的形成分为初始面的形成、扫描轨迹的形成及扫描方向的确定。图 2 形体的扫描形成示意图经过上述的3 个过程才能全面准确地描述一个体素的几何特征的形成。分解出来的每个单独的体素绘制可视为一个局部特征的创建过程,上述详细思考的步骤为该局部的绘图顺序的规划提供了依据。体素的空间定位分析要创建零件特征还需要分析构成零件的各单元体的相互位置,即体素的空间定位。由于创建每一个体素特征都是以前一个体素的某个面为基准面创建的,因此确定构建该体素的基准面位置所在及绘制该体素“草绘截面”的起点相当于构成基准面的几何元素的几何定位。该思考过程为3D造型中准确定出创建每一个体素几何特征的起点提供了操作顺序规划的依据。结束语目前常用的一些专用3D造型软件,尽管它们的界面元素在形式安排、操作方法及某些功能上不同,但是在总的实现造型的设计思路上是基本相同的,是遵循了人对几何形体特征的认识规律的。因此需要探讨3D 造型的思维模式,加强该方面的系统训练,才能从容应对不同软件的学习,并且在正确的思维规律的指导下更有效地记忆软件命令,达到快速入门和有效提高造型技能的目的。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 15 页 -