三维实体造型.ppt

工程制图与AutoCAD任琪情景设计情景设计4 4：三维实体造型三维实体造型学习目标学习目标教学方法教学方法教学内容情景设计4：三维实体造型三三维维造造型型欣欣赏赏情景设计4：三维实体造型三三维维造造型型欣欣赏赏情景设计4：三维实体造型三三维维造造型型欣欣赏赏情景设计4：三维实体造型三三维维造造型型欣欣赏赏情景设计4：三维实体造型三三维维造造型型欣欣赏赏情景设计4：三维实体造型三三维维造造型型欣欣赏赏情景设计4：三维实体造型三三维维造造型型欣欣赏赏情景设计4：三维实体造型情景设计4：返回情景设计4：三维实体造型1掌握三维坐标的基本知识；2使用三维坐标画三维图；3会使用消隐、着色及其他编辑命令；4三维编辑命令的应用 5.掌握三维实体造型的方法和步骤 学习目标学习目标:返回情景设计4：三维实体造型10.1 10.1 三维绘图环境三维绘图环境10.2 10.2 立体的三维实体造型立体的三维实体造型情景设计4：三维实体造型 AutoCAD AutoCAD提供了两个坐标系；一个是被称为世界坐标系提供了两个坐标系；一个是被称为世界坐标系（WCSWCS）的固定坐标系和一个被称为用户坐标系（）的固定坐标系和一个被称为用户坐标系（UCSUCS）可）可移动坐标系。用户坐标系（移动坐标系。用户坐标系（UCSUCS）实际上就是可移动的世）实际上就是可移动的世界坐标系（界坐标系（WCSWCS）。可以）。可以用右手定则判定用右手定则判定Z轴的正方向轴的正方向。右手定则右手定则:1.伸出你的右手，张开你的拇指、食指、中指。相互垂直 2.将你的拇指、食指分别对应x轴、y轴。你的中指对应的就是Z轴了。用户坐标系（用户坐标系（UCSUCS）对于输入坐标、定义图形平面和设置视）对于输入坐标、定义图形平面和设置视图非常有用。图非常有用。1、1三维三维坐标系概述坐标系概述：情景设计4：三维实体造型1.2 三维坐标 绝对直角坐标:X,Y,Z 相对直角坐标：X,Y,Z情景设计4：三维实体造型1、3坐标系的建立菜单：工具/新建UCS工具栏：UCS情景设计4：三维实体造型1.41.4三维视点三维视点 在模型空间中，用户可以从不同的位置观察图形，这在模型空间中，用户可以从不同的位置观察图形，这些位置就被称为视点。些位置就被称为视点。视点就是观看三维视图方向，视点就是观看三维视图方向，建议大家使用软件自身所定的十个视点即；主、俯、建议大家使用软件自身所定的十个视点即；主、俯、左、右、后、仰，和西南、西北，东南、东北。也就左、右、后、仰，和西南、西北，东南、东北。也就是是6 6个基本视图和个基本视图和4 4个等轴测图。个等轴测图。在一个选定的视点上，用户可以添加新对象、编辑已在一个选定的视点上，用户可以添加新对象、编辑已有对象和消隐。有对象和消隐。情景设计4：三维实体造型视视 点点 体体 会会东东西西前面是南前面是南后面是北后面是北这是三个方块的实体造型的主视图，故左西这是三个方块的实体造型的主视图，故左西右东，前南后北，上上下下，因为右东，前南后北，上上下下，因为xoyxoy平面是平面是水平面。水平面。情景设计4：三维实体造型视视 点点 体体 会会西南等轴测西南等轴测西北等轴测西北等轴测情景设计4：三维实体造型视视 点点 体体 会会东南等轴测东南等轴测东北等轴测东北等轴测情景设计4：三维实体造型改变视点就会改变改变视点就会改变UCS,UCS,在任何时候只有一个在任何时候只有一个UCSUCS为当前为当前UCSUCS，所有的坐标输入和坐标显示，所有的坐标输入和坐标显示都是相对当前的都是相对当前的UCSUCS。情景设计4：三维实体造型10.1.310.1.3消隐消隐 AutoCADAutoCAD可以创建多种形式的三维模型，主可以创建多种形式的三维模型，主要有；线框模型、表面模型、实体模型。要有；线框模型、表面模型、实体模型。无论何种模型都是用线条划出的，因为是三无论何种模型都是用线条划出的，因为是三维模型所有线条全都画出，即不能看到的线维模型所有线条全都画出，即不能看到的线条也已看见。为使模型更有真实感，在完成条也已看见。为使模型更有真实感，在完成三维形体的建模后，使用消隐命令消去应被三维形体的建模后，使用消隐命令消去应被隐藏的面和线，产生真实感。隐藏的面和线，产生真实感。情景设计4：三维实体造型 消隐就是将不应该看到的线条擦除，产生形体的消隐就是将不应该看到的线条擦除，产生形体的真实感效果。真实感效果。消隐前消隐前消隐后消隐后情景设计4：三维实体造型10.1.410.1.4着色着色着色就是给画好的三维模型染上用户所喜欢的颜色。着色就是给画好的三维模型染上用户所喜欢的颜色。可以染单一颜色，也可以染上多种颜色可以染单一颜色，也可以染上多种颜色情景设计4：三维实体造型10.210.2立体的三维实体造型立体的三维实体造型1 1、绘制基本实体、绘制基本实体AutoCADAutoCAD提供了提供了6 6种基本实体的创建功能，即；长种基本实体的创建功能，即；长方体、球体、圆柱体、圆锥体、圆环体、楔体。方体、球体、圆柱体、圆锥体、圆环体、楔体。建议绘图视点取西南等轴测，原点用建议绘图视点取西南等轴测，原点用ucsucs的原点的原点即；（即；（0 0，0 0，0 0）注意计算机的命令提示，输入正确命令，观察注意计算机的命令提示，输入正确命令，观察显示器所出现的图形是否符合要求显示器所出现的图形是否符合要求。情景设计4：三维实体造型8.2.18.2.1圆球实体造型圆球实体造型 步骤步骤；1 1、设置绘图环境、设置绘图环境 视图三维视图西南等轴测。视图三维视图西南等轴测。2 2、绘图程序、绘图程序 绘图实体球体指定球体球绘图实体球体指定球体球 心心 0 0，0 0，0 0回车指定球体半径或（直径）输入数值回车。回车指定球体半径或（直径）输入数值回车。3 3、视图消隐。、视图消隐。4 4、视图着色体着色。、视图着色体着色。情景设计4：三维实体造型情景设计4：三维实体造型圆球实体造型圆球实体造型实体造型实体造型消消 隐隐着着 色色实体造型具体步骤及操作现场用实体造型具体步骤及操作现场用AutoCADAutoCAD演示演示情景设计4：三维实体造型10.2.210.2.2六棱柱实体造型六棱柱实体造型实体造型实体造型消消 隐隐着着 色色实体造型具体步骤及操作现场用实体造型具体步骤及操作现场用AutoCADAutoCAD演示演示情景设计4：三维实体造型10.2.310.2.3三棱锥实体造型三棱锥实体造型实体造型具体步骤及操作现场用实体造型具体步骤及操作现场用AutoCADAutoCAD演示演示实体造型实体造型消消 隐隐着着 色色情景设计4：三维实体造型10.2.410.2.4圆柱实体造型圆柱实体造型实体造型具体步骤及操作现场用实体造型具体步骤及操作现场用AutoCADAutoCAD演示演示实体造型实体造型消消 隐隐着着 色色情景设计4：三维实体造型10.2.510.2.5圆锥实体造型圆锥实体造型实体造型具体步骤及操作现场用实体造型具体步骤及操作现场用AutoCADAutoCAD演示演示实体造型实体造型消消 隐隐着着 色色情景设计4：三维实体造型10.2.610.2.6圆环实体造型圆环实体造型实体造型具体步骤及操作现场用实体造型具体步骤及操作现场用AutoCADAutoCAD演示演示实体造型实体造型消消 隐隐着着 色色情景设计4：三维实体造型2、拉伸和旋转绘制实体情景设计4：三维实体造型6.布尔运算布尔运算（1）并集）并集利用并集命令可以将一个以上实体结合变成一个实利用并集命令可以将一个以上实体结合变成一个实体，如下图。体，如下图。情景设计4：三维实体造型（2）差集）差集 利用差集命令可以从一些实体中去掉另一些利用差集命令可以从一些实体中去掉另一些实体，从而得到一个新的实体，如下图。实体，从而得到一个新的实体，如下图。情景设计4：三维实体造型（3）交集）交集利用交集命令可以求多个实体的交集来创利用交集命令可以求多个实体的交集来创建组合体，如下图。建组合体，如下图。情景设计4：三维实体造型11.1三维实体的编辑和布尔运算三维实体的编辑和布尔运算11.2组合体的三维实体造型组合体的三维实体造型第十一章第十一章组合体的三维实体造型组合体的三维实体造型情景设计4：三维实体造型11.1三维实体的编辑三维实体的编辑对三维实体的编辑，除可用大部分二维编辑命令外，也有对三维实体的编辑，除可用大部分二维编辑命令外，也有专门用于专门用于三维实体的编辑命令，如：三维阵列、三维旋转、三维实体的编辑命令，如：三维阵列、三维旋转、三维镜像、三维对齐，其命令的用法与二维空间类似，只三维镜像、三维对齐，其命令的用法与二维空间类似，只是增加了第三维。下面介绍常用三维编辑命令的操作。是增加了第三维。下面介绍常用三维编辑命令的操作。1.实体倒角实体倒角使用命令使用命令chamfer，可将实体结合面的边缘作出倒角，该，可将实体结合面的边缘作出倒角，该命令与二维倒角命令是同一命令，只是在选择对象时是三命令与二维倒角命令是同一命令，只是在选择对象时是三维实体，则命令提示是三维操作。（如下图）维实体，则命令提示是三维操作。（如下图）情景设计4：三维实体造型实体倒角实体倒角情景设计4：三维实体造型2.实体倒圆角实体倒圆角 用二维倒圆角命令用二维倒圆角命令Fillet可将实体结合面的边缘做出圆角，只可将实体结合面的边缘做出圆角，只是当选择对象时，选取的是三维实体，则命令提示为三维操作。是当选择对象时，选取的是三维实体，则命令提示为三维操作。情景设计4：三维实体造型3.剖切实体剖切实体 使用使用SliceSlice命令，可以用平面切断一命令，可以用平面切断一实体，并可指定保留被切实体的一边或两边。实体，并可指定保留被切实体的一边或两边。单击单击命令提示及选项：命令提示及选项：选择对象：指定切面上的第一个点，依照选择对象：指定切面上的第一个点，依照 对象（对象（O O）/Z/Z轴轴（Z Z）/视图（视图（V V）/XY/XY平面（平面（XYXY）/YZ/YZ平面（平面（YZYZ）/ZX/ZX平面平面（ZXZX）/三点（三点（3 3）三点三点：指定点：指定点1 1指定平面上的第二个点：指定点（指定平面上的第二个点：指定点（2 2）指定平面上的第三个点：指定点（指定平面上的第三个点：指定点（3 3）在要保留的一侧指定点或在要保留的一侧指定点或 保留两侧（保留两侧（B B）：b b图标或键图标或键sliceslice，情景设计4：三维实体造型原图原图切开后的图切开后的图情景设计4：三维实体造型4.编辑三维实体的面、边、体编辑三维实体的面、边、体对于三维实体的表面、棱边及体可以对于三维实体的表面、棱边及体可以进行编辑，其命令可在实体编辑工具栏中选取，其功能如下：进行编辑，其命令可在实体编辑工具栏中选取，其功能如下：（1）对于面的编辑包括：拉伸、移动、删除、旋转、倾斜、复制）对于面的编辑包括：拉伸、移动、删除、旋转、倾斜、复制和着色等功能；和着色等功能；（2）对于边的编辑包括：复制边和着色边两项功能；）对于边的编辑包括：复制边和着色边两项功能；（3）对于体的编辑包括：布尔运算、压印、清除、分离、抽壳、）对于体的编辑包括：布尔运算、压印、清除、分离、抽壳、检查等功能。检查等功能。实体编辑工具栏如下图：实体编辑工具栏如下图：情景设计4：三维实体造型5.常用的三维实体显示命令常用的三维实体显示命令 在缺省状态下，实体模型以线框模式表示，在缺省状态下，实体模型以线框模式表示，用着色、渲染、消隐等命令，可以改变三维实用着色、渲染、消隐等命令，可以改变三维实体的显示形式，但这些状态只能在屏幕上显示，体的显示形式，但这些状态只能在屏幕上显示，不能存盘。不能存盘。（1）着色）着色在三维实体造型过程中，常用着色在三维实体造型过程中，常用着色命令观察结果，着色形式分为平面着色和体着命令观察结果，着色形式分为平面着色和体着色，这两种形式又分为带边框和不带边框两种色，这两种形式又分为带边框和不带边框两种形式。平面着色在立体表面可以看到平面，体形式。平面着色在立体表面可以看到平面，体着色比较光滑。着色比较光滑。（2）消隐）消隐在三维实体造型过程中，使用消隐在三维实体造型过程中，使用消隐命令可使实体上不可见的轮廓线自动隐藏。命令可使实体上不可见的轮廓线自动隐藏。情景设计4：三维实体造型（3）渲染）渲染用渲染命令可以对实体进行真实用渲染命令可以对实体进行真实感渲染，还可以用感渲染，还可以用LIGHT命令建立或修改灯命令建立或修改灯光场景达到不同的渲染效果。光场景达到不同的渲染效果。（4）影响显示状态的系统变量）影响显示状态的系统变量facetres决决定着三维实体用消隐和渲染命令时的表面光定着三维实体用消隐和渲染命令时的表面光滑程度，滑程度，facetres的值越大轮廓越光滑但显示的值越大轮廓越光滑但显示所需时间越长，所需时间越长，dispsilh决定三维实体用消隐决定三维实体用消隐命令时是否显示轮廓线，值为命令时是否显示轮廓线，值为1时显示，值为时显示，值为0时则不显示。时则不显示。情景设计4：三维实体造型着色工具栏着色工具栏FACETRES=0.5FACETRES=5DISPSILH=0DISPSILH=1情景设计4：三维实体造型11.2组合体的三维实体造型组合体的三维实体造型在做实体模型时，首先要用形体分析法在做实体模型时，首先要用形体分析法分析分析物体的构成方式，确定制作过程。然后根据分析结果选择分析分析物体的构成方式，确定制作过程。然后根据分析结果选择适当的体素生成命令，建立体素，再利用编辑命令修改到所需的形适当的体素生成命令，建立体素，再利用编辑命令修改到所需的形状。制作过程中的关键问题是定位，每一个体素生成时都有定位点，状。制作过程中的关键问题是定位，每一个体素生成时都有定位点，该定位点在坐标系的位置要明确。每一个体素生成时高度都是沿该定位点在坐标系的位置要明确。每一个体素生成时高度都是沿Z坐标轴正向，例如在同一立体中如有相互垂直的两个圆柱体，那么坐标轴正向，例如在同一立体中如有相互垂直的两个圆柱体，那么在同一坐标系下不能生成不同方向的圆柱，这时需要建立新的用户在同一坐标系下不能生成不同方向的圆柱，这时需要建立新的用户坐标系。而用户坐标系原点及坐标面的确定又是定位问题中的关键坐标系。而用户坐标系原点及坐标面的确定又是定位问题中的关键问题。因此，制作复杂的实体模型时，一定要能灵活地运用用户坐问题。因此，制作复杂的实体模型时，一定要能灵活地运用用户坐标系。标系。1.叠加型组合体叠加型组合体建立下图所示立体的实体模型建立下图所示立体的实体模型情景设计4：三维实体造型该组合体是由三个相互垂该组合体是由三个相互垂直的圆柱体及一个长方体直的圆柱体及一个长方体叠加，再从三个方向开圆叠加，再从三个方向开圆柱孔形成的，造型过程中柱孔形成的，造型过程中应注意：为了生成不同方应注意：为了生成不同方向的圆柱体，应根据需要向的圆柱体，应根据需要改变用户坐标。改变用户坐标。情景设计4：三维实体造型（1）单击视图工具条中的）单击视图工具条中的按钮，改变视点至左视；按钮，改变视点至左视；（2）用圆柱体命令，以（）用圆柱体命令，以（0，0，0）为中心点，分别以为中心点，分别以12和和6为半径，高为半径，高为为-30，生成两个同轴的圆柱体。，生成两个同轴的圆柱体。（3）单击视图工具条中的）单击视图工具条中的按钮，改变视点至后视；按钮，改变视点至后视；（4）用缩放命令调整视窗至）用缩放命令调整视窗至适当的位置；适当的位置；（5）用圆柱体命令，以（）用圆柱体命令，以（-15，15，-12）为中心点，分别）为中心点，分别以以12和和5为半径，高为为半径，高为24生成生成两个同轴的圆柱体。两个同轴的圆柱体。情景设计4：三维实体造型（6）用）用BOX命令，以（命令，以（-27，15，-12）为角点，以）为角点，以24为长、为长、-15为宽、为宽、24为高建立长方体。为高建立长方体。（7）运用布尔运算，求并集：将）运用布尔运算，求并集：将直径为直径为24的两圆柱体及长方体三的两圆柱体及长方体三者并为一体；者并为一体；（8）求差集：用刚生成的实体减）求差集：用刚生成的实体减去直径为去直径为10和和12的圆柱体。的圆柱体。情景设计4：三维实体造型（9）单击视图工具条中的）单击视图工具条中的按钮，改按钮，改变视点至俯视；变视点至俯视；（10）用缩放命令调整视窗至适当的位置；）用缩放命令调整视窗至适当的位置；（11）用圆柱体命令，以（）用圆柱体命令，以（15，0，30）为中心点，分别以）为中心点，分别以6和和3为半径，高为为半径，高为-8，生成两个，生成两个同轴的圆柱体。同轴的圆柱体。（12）求并：将直径为）求并：将直径为12的的圆柱体和前面生成的实体并圆柱体和前面生成的实体并为一体；求差：用刚生成的为一体；求差：用刚生成的实体减去直径为实体减去直径为6的圆柱体。的圆柱体。（13）单击视图工具条中的）单击视图工具条中的按钮，改变视点为西南等轴按钮，改变视点为西南等轴测。测。情景设计4：三维实体造型(14)用消隐命令消隐用消隐命令消隐(15)用渲染命令渲染用渲染命令渲染情景设计4：三维实体造型2.切割型组合体实体造型切割型组合体实体造型建立下图所示的立体的模型建立下图所示的立体的模型分析：该立体是长方体经过分析：该立体是长方体经过两次切割形成的，两次切割形成的，第一次可第一次可以看作在长方体前上方切去以看作在长方体前上方切去一块长方体一块长方体，第二次是用正，第二次是用正垂面切割立体。垂面切割立体。情景设计4：三维实体造型（2）单击视图工具条中的）单击视图工具条中的按钮，改变视点为左视；按钮，改变视点为左视；（3）用缩放命令调整视窗至适）用缩放命令调整视窗至适当的位置；当的位置；（4）用）用BOX命令，以（命令，以（-15，15，0）为角点，以）为角点，以15为长和宽，为长和宽，-50为高，生成高度为侧垂线的为高，生成高度为侧垂线的长方体。长方体。（1）用）用BOX命令，以（命令，以（0，0，0）为角点，以）为角点，以50为长、为长、40为宽、为宽、30为高，生成高度为高，生成高度为铅垂线的长方体。为铅垂线的长方体。情景设计4：三维实体造型（6）单击视图工具条中的）单击视图工具条中的按钮，改变视点至前视；按钮，改变视点至前视；（7）用缩放命令调整视窗至）用缩放命令调整视窗至适当的位置；适当的位置；（8）用）用SLICE命令切开实体，命令切开实体，以三点方式确定切平面的位以三点方式确定切平面的位置，第一点（置，第一点（30，30），第），第二点（二点（0，10），第三点），第三点（0，0，1）。用鼠标点取要）。用鼠标点取要保留的一侧，生成所求实体。保留的一侧，生成所求实体。（5）用求差运算从大长）用求差运算从大长方体中减去小长方体。方体中减去小长方体。情景设计4：三维实体造型（9）单击视图工具条）单击视图工具条中的中的按钮，改变视按钮，改变视点为西南等轴测。点为西南等轴测。（10）用消隐命令消隐。）用消隐命令消隐。