CAD教学课件：第09章_绘制三维图形.ppt

中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程第第09章章 绘制三维图形绘制三维图形 在工程设计和绘图过程中，三维图形应用越来越广泛。在工程设计和绘图过程中，三维图形应用越来越广泛。AutoCADAutoCAD可以利用可以利用3 3种方式来创建三维图形，即线架模型方式、曲面模型方式和实体模型方式。种方式来创建三维图形，即线架模型方式、曲面模型方式和实体模型方式。线架模型方式为一种轮廓模型，它由三维的直线和曲线组成，没有面和体的特线架模型方式为一种轮廓模型，它由三维的直线和曲线组成，没有面和体的特征。表面模型用面描述三维对象，它不仅定义了三维对象的边界，而且还定义征。表面模型用面描述三维对象，它不仅定义了三维对象的边界，而且还定义了表面即具有面的特征。实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有体的特了表面即具有面的特征。实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有体的特征，各实体对象间可以进行各种布尔运算操作，从而创建复杂的三维实体图形。征，各实体对象间可以进行各种布尔运算操作，从而创建复杂的三维实体图形。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.1 教学目标教学目标uu 掌握知识：掌握知识：通过本章的学习，读者应掌握三维坐标系下坐标的表示方法，通过本章的学习，读者应掌握三维坐标系下坐标的表示方法，能够使用各种命令绘制三维图形和三维实体。能够使用各种命令绘制三维图形和三维实体。uu 重点学习：重点学习：本章重点讲解了三维坐标表示及三维图形观察方法；使用直线、本章重点讲解了三维坐标表示及三维图形观察方法；使用直线、样条曲线、三维多段线和各种曲面绘制命令绘制三维图形；使用基本命令绘制样条曲线、三维多段线和各种曲面绘制命令绘制三维图形；使用基本命令绘制三维实体以及通过对二维图形进行拉伸、旋转等操作创建各种各样的复杂实体。三维实体以及通过对二维图形进行拉伸、旋转等操作创建各种各样的复杂实体。课后读者应结合上机操作进行强化练习。课后读者应结合上机操作进行强化练习。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.2 理论指导理论指导 uu 建立用户坐标系建立用户坐标系 uu 设立视图观测点式设立视图观测点式 uu 观察三维图形观察三维图形 uu 绘制三维点和线绘制三维点和线 uu 绘制三维曲面绘制三维曲面 uu 绘制基本实体绘制基本实体 uu 通过二维图形创建实体通过二维图形创建实体 中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.2.1 设置投影与内阴影样式设置投影与内阴影样式 在在AutoCADAutoCAD中，要创建和观察三维图形，就一定要使用三维坐标系和三中，要创建和观察三维图形，就一定要使用三维坐标系和三维坐标。第维坐标。第6 6章已经详细介绍了平面坐标系的使用方法，其所有变换和使用方章已经详细介绍了平面坐标系的使用方法，其所有变换和使用方法同样适用于三维坐标系。例如，在三维坐标系下，同样可以使用直角坐标或法同样适用于三维坐标系。例如，在三维坐标系下，同样可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点。此外，在绘制三维图形时，还可使用柱坐标和球坐标来极坐标方法来定义点。此外，在绘制三维图形时，还可使用柱坐标和球坐标来定义点。定义点。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.2.2 设立视图观测点设立视图观测点 视点是指观察图形的方向。例如，绘制正方体时，如果使用平面坐标系即视点是指观察图形的方向。例如，绘制正方体时，如果使用平面坐标系即Z Z轴垂直于屏幕，此时仅能看到物体在轴垂直于屏幕，此时仅能看到物体在XYXY平面上的投影。如果调整视点至当前平面上的投影。如果调整视点至当前坐标系的左上方，将看到一个三维物体。坐标系的左上方，将看到一个三维物体。uu 使用使用“视点预置视点预置”对话框设置视点对话框设置视点 uu 使用罗盘确定视点使用罗盘确定视点uu 使用使用“三维视图三维视图”菜单设置视点菜单设置视点uu 使用三维动态观察器使用三维动态观察器 中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“视图视图”|“|“三维视图三维视图”|“|“视点预置视点预置”命令命令(DDVPOINT)(DDVPOINT)，打开，打开“视视点预置点预置”对话框，为当前视口设置视点。对话框，为当前视口设置视点。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“视图视图”|“|“三维视图三维视图”|“|“视点视点”命令命令(VPOINT)(VPOINT)，可以为当前视口，可以为当前视口设置视点。该视点均是相对于设置视点。该视点均是相对于WCSWCS坐标系的。这时可通过屏幕上显示的罗盘坐标系的。这时可通过屏幕上显示的罗盘定义视点。定义视点。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“视图视图”|“|“三维视图三维视图”子菜单中的子菜单中的“俯视俯视”、“仰视仰视”、“左视左视”、“右视右视”、“主视主视”、“后视后视”、“西南等轴测西南等轴测”、“东南等轴测东南等轴测”、“东北东北等轴测等轴测”和和“西北等轴测西北等轴测”命令，从多个方向来观察图形。命令，从多个方向来观察图形。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“视图视图”|“|“三维动态观察器三维动态观察器”命令命令(BDORBIT)(BDORBIT)，可通过单击和拖动的，可通过单击和拖动的方式，在三维空间动态观察对象。移动光标时，其形状也将随之改变，以指示方式，在三维空间动态观察对象。移动光标时，其形状也将随之改变，以指示视图的旋转方向。视图的旋转方向。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.2.3 观察三维图形观察三维图形 在在AutoCADAutoCAD中，使用中，使用“视图视图”|“|“缩放缩放”、“视图视图”|“|“平移平移”子菜单中的子菜单中的命令可以缩放或平移三维图形，以观察图形的整体或局部。其方法与观察平面命令可以缩放或平移三维图形，以观察图形的整体或局部。其方法与观察平面图形的方法相同。此外，在观测三维图形时，还可以通过旋转、消隐及着色等图形的方法相同。此外，在观测三维图形时，还可以通过旋转、消隐及着色等方法来观察三维图形。方法来观察三维图形。uu 消隐图形消隐图形uu 着色图形着色图形uu 改变三维图形的曲面轮廓素线改变三维图形的曲面轮廓素线uu 以线框形式显示实体轮廓以线框形式显示实体轮廓uu 改变实体表面的平滑度改变实体表面的平滑度 中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 在绘制三维曲面及实体时，为了更好地观察效果，可选择在绘制三维曲面及实体时，为了更好地观察效果，可选择“视图视图”|“|“消消隐隐”命令命令(HIDE)(HIDE)，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 在在AutoCADAutoCAD中，使用中，使用“视图视图”|“|“着色着色”子菜单中的命令，可生成子菜单中的命令，可生成“二维二维线框线框”、“三维线框三维线框”、“消隐消隐”、“平面渲染平面渲染”、“体渲染体渲染”、“带边框平带边框平面渲染面渲染”和和“带边框体渲染带边框体渲染”等多种视图。例如，选择等多种视图。例如，选择“视图视图”|“|“着色着色”|“|“平面着色平面着色”命令，以图形的线框颜色着色图形。命令，以图形的线框颜色着色图形。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 使用系统变量使用系统变量ISOLINESISOLINES可以设置显示曲面所用的网线条数，默认值为可以设置显示曲面所用的网线条数，默认值为4 4，即使用，即使用4 4条网线来表达每一个曲面。该值为条网线来表达每一个曲面。该值为0 0时，表示曲面没有网线，如果增时，表示曲面没有网线，如果增加网线的条数，则会使图形看起来更接近三维实物。加网线的条数，则会使图形看起来更接近三维实物。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 使用系统变量使用系统变量DISPSILHDISPSILH可以以线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值可以以线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值设置为设置为1 1，并用，并用“消隐消隐”或或“着色着色”命令隐藏曲面的小平面。命令隐藏曲面的小平面。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 要改变实体表面的平滑度，可通过修改系统变量要改变实体表面的平滑度，可通过修改系统变量FACETRESFACETRES来实现。该来实现。该变量用于设置曲面的面数，取值范围为变量用于设置曲面的面数，取值范围为0.01100.0110。其值越大，曲面越平滑。其值越大，曲面越平滑。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.2.4 绘制三维点和线绘制三维点和线 在在AutoCADAutoCAD中，可以使用直线、样条、中，可以使用直线、样条、3D3D多段线及三维网格等命令绘制简多段线及三维网格等命令绘制简单的三维图形。单的三维图形。uu 绘制三维点绘制三维点uu 绘制三维直线和样条曲线绘制三维直线和样条曲线uu 绘制三维多段线绘制三维多段线 中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“点点”命令，或在命令，或在“绘图绘图”工具栏中单击工具栏中单击“点点”按钮，然按钮，然后在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三维点。后在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三维点。由于三维图形对象上的一些特殊点，如交点、中点等不能通过输入坐标的由于三维图形对象上的一些特殊点，如交点、中点等不能通过输入坐标的方法来实现，可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。方法来实现，可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 在三维空间中指定两个点后，如点在三维空间中指定两个点后，如点(0,0,0)(0,0,0)和点和点(1,1,1)(1,1,1)，这两个点之间，这两个点之间的连线即是一条的连线即是一条3D3D直线。直线。同样，在三维坐标系下，使用同样，在三维坐标系下，使用“样条曲线样条曲线”命令，可以绘制复杂命令，可以绘制复杂3D3D样条样条曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点。曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 在二维坐标系下，使用在二维坐标系下，使用“绘图绘图”|“|“多段线多段线”命令绘制多段线，尽管各线命令绘制多段线，尽管各线条可以设置宽度和厚度，但它们必须共面。三维多线段的绘制过程和二维多线条可以设置宽度和厚度，但它们必须共面。三维多线段的绘制过程和二维多线段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三维多线段中只有直线段，没有圆段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三维多线段中只有直线段，没有圆弧段。选择弧段。选择“绘图绘图”|“|“三维多段线三维多段线”命令命令(3DPOLY)(3DPOLY)，此时命令行提示依次输，此时命令行提示依次输入不同的三维空间点，以得到一个三维多段线。入不同的三维空间点，以得到一个三维多段线。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.2.5 绘制三维曲面绘制三维曲面 在在AutoCADAutoCAD中，不仅可以绘制球面、圆锥面、圆柱面等基本三维曲面，还中，不仅可以绘制球面、圆锥面、圆柱面等基本三维曲面，还可以绘制旋转曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲面。使用可以绘制旋转曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲面。使用“绘图绘图”|“|“曲面曲面”子菜单中的命令或子菜单中的命令或“曲面曲面”工具栏可以绘制这些曲面。工具栏可以绘制这些曲面。uu 绘制基本三维曲面绘制基本三维曲面uu 绘制三维面与多边三维面绘制三维面与多边三维面uu 绘制多边形网格绘制多边形网格uu 绘制旋转曲面绘制旋转曲面uu 绘制平移曲面绘制平移曲面uu 绘制直纹曲面绘制直纹曲面uu 绘制边界曲面绘制边界曲面 中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“曲面曲面”|“|“三维曲面三维曲面”命令，利用打开的命令，利用打开的“三维对象三维对象”对话框，可以绘制大部分三维曲面，如长方体表面、棱锥面、楔体表面及球面对话框，可以绘制大部分三维曲面，如长方体表面、棱锥面、楔体表面及球面等。等。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“曲面曲面”|“|“三维面三维面”命令命令(3DFACE)(3DFACE)，可以绘制三维面。，可以绘制三维面。三维面是三维空间的表面，它没有厚度，也没有质量属性。由三维面是三维空间的表面，它没有厚度，也没有质量属性。由“三维面三维面”命令命令创建的每个面的各顶点可以有不同的创建的每个面的各顶点可以有不同的Z Z坐标，但构成各个面的顶点最多不能超坐标，但构成各个面的顶点最多不能超过过4 4个。个。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“曲面曲面”|“|“三维网格三维网格”命令命令(3DMESH)(3DMESH)，可以根据指定的，可以根据指定的MM行行N N列个顶点和每一顶点的位置生成三维空间多边形网格。列个顶点和每一顶点的位置生成三维空间多边形网格。MM和和N N的最小值为的最小值为2 2，表明定义多边形网格至少要，表明定义多边形网格至少要4 4个点，其最大值为个点，其最大值为256256。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“曲面曲面”|“|“旋转曲面旋转曲面”命令命令(REVSURF)(REVSURF)，可以将曲线绕旋，可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度，形成旋转曲面。转轴旋转一定的角度，形成旋转曲面。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“曲面曲面”|“|“平移曲面平移曲面”命令命令(RULESURF)(RULESURF)，可以将路径曲，可以将路径曲线沿方向矢量进行平移后构成平移曲面。线沿方向矢量进行平移后构成平移曲面。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“曲面曲面”|“|“直纹曲面直纹曲面”命令命令(RULESURF)(RULESURF)，可以在两条曲，可以在两条曲线之间用直线连接从而形成直纹曲面。线之间用直线连接从而形成直纹曲面。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“曲面曲面”|“|“边界曲面边界曲面”命令命令(EDGESURF)(EDGESURF)，可以使用，可以使用4 4条首条首尾连接的边创建三维多边形网格。尾连接的边创建三维多边形网格。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.2.6 绘制基本实体绘制基本实体 在在AutoCADAutoCAD中，使用中，使用“绘图绘图”|“|“实体实体”子菜单中的命令，或使用子菜单中的命令，或使用“实体实体”工具栏，可以绘制长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体及圆环体等基本实工具栏，可以绘制长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体及圆环体等基本实体模型。体模型。uu 绘制长方体绘制长方体 uu 绘制楔体绘制楔体 uu 绘制圆柱体绘制圆柱体 uu 绘制圆锥体绘制圆锥体 uu 绘制球体绘制球体 uu 绘制圆环体绘制圆环体 中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“实体实体”|“|“长方体长方体”命令命令(BOX)(BOX)，或在，或在“实体实体”工具栏中工具栏中单击单击“长方体长方体”按钮，都可以绘制长方体，此时命令行显示如下提示。按钮，都可以绘制长方体，此时命令行显示如下提示。指定长方体的角点或指定长方体的角点或 中心点中心点(CE):(CE):在创建长方体时，其底面应与当前坐标系的在创建长方体时，其底面应与当前坐标系的XYXY平面平行，方法主要有指平面平行，方法主要有指定长方体角点和中心两种。定长方体角点和中心两种。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“实体实体”|“|“楔体楔体”命令命令(WEDGE)(WEDGE)，或在，或在“实体实体”工具栏中单工具栏中单击击“楔体楔体”按钮，都可以绘制楔体。由于楔体是长方体沿对角线切成两半后的按钮，都可以绘制楔体。由于楔体是长方体沿对角线切成两半后的结果，因此可以使用与绘制长方体同样的方法来绘制楔体。结果，因此可以使用与绘制长方体同样的方法来绘制楔体。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“实体实体”|“|“圆柱体圆柱体”命令命令(CYLINDER)(CYLINDER)，或在，或在“实体实体”工工具栏中单击具栏中单击“圆柱体圆柱体”按钮，可以绘制圆柱体或椭圆柱体。按钮，可以绘制圆柱体或椭圆柱体。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“实体实体”|“|“圆锥体圆锥体”命令命令(CONE)(CONE)，或在，或在“实体实体”工具栏工具栏中单击中单击“圆锥体圆锥体”按钮，即可绘制圆锥体或椭圆形锥体。按钮，即可绘制圆锥体或椭圆形锥体。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“实体实体”|“|“球体球体”命令命令(SPHERE)(SPHERE)，或在，或在“实体实体”工具栏工具栏中单击中单击“球体球体”按钮，都可以绘制球体。按钮，都可以绘制球体。ISOLINES=4 ISOLINES=32中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 选择选择“绘图绘图”|“|“实体实体”|“|“圆环体圆环体”命令命令(TORUS)(TORUS)，或在，或在“实体实体”工具栏中工具栏中单击单击“圆环体圆环体”按钮，都可以绘制圆环实体，此时需要指定圆环的中心位置、按钮，都可以绘制圆环实体，此时需要指定圆环的中心位置、圆环的半径或直径，以及圆管的半径或直径。圆环的半径或直径，以及圆管的半径或直径。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程9.2.7 通过二维图形创建实体通过二维图形创建实体 在在AutoCADAutoCAD中，通过拉伸二维轮廓曲线或者将二维曲线沿指定轴旋转，可中，通过拉伸二维轮廓曲线或者将二维曲线沿指定轴旋转，可以创建出三维实体。以创建出三维实体。uu 二维图形拉伸成实体二维图形拉伸成实体 uu 将二维图形旋转成实体将二维图形旋转成实体 中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 在在AutoCADAutoCAD中，选择中，选择“绘图绘图”|“|“实体实体”|“|“拉伸拉伸”命令命令(EXTRUDE)(EXTRUDE)，可以，可以将将2D2D对象沿对象沿Z Z轴或某个方向拉伸成实体。拉伸对象被称为断面，可以是任何轴或某个方向拉伸成实体。拉伸对象被称为断面，可以是任何2D2D封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域，多段线对象的顶点数不能超过封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域，多段线对象的顶点数不能超过500500个且不小于个且不小于3 3个。个。中文版中文版AutoCAD 2006实用教程实用教程 使用使用“绘图绘图”|“|“实体实体”|“|“旋转旋转”命令，将二维对象绕某一轴旋转生成实命令，将二维对象绕某一轴旋转生成实体。用于旋转的二维对象可以是封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲体。用于旋转的二维对象可以是封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线、圆环及封闭区域。三维对象、包含在块中的对象、有交叉或自干涉的多段线、圆环及封闭区域。三维对象、包含在块中的对象、有交叉或自干涉的多段线不能被旋转，而且每次只能旋转一个对象。线不能被旋转，而且每次只能旋转一个对象。