三维图形的绘制.ppt
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1、第第8 8章章 三维图形的绘制三维图形的绘制8.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识8.2 8.2 由二维图形转换为三维模型由二维图形转换为三维模型8.3 8.3 创建基本实体创建基本实体8.4 8.4 创建复杂实体创建复杂实体8.5 8.5 三维模型的编辑操作三维模型的编辑操作18.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识在绘制三视图时,必须了解几个与三维绘图有关的重要概念,如在绘制三视图时,必须了解几个与三维绘图有关的重要概念,如视点、三维坐标系等。视点、三维坐标系等。8.1.1 视点视点二维平面视图实际上是从图的正上方(即正对二维平面视图实际上是从图的正上方(即正对Z轴正方向
2、)观察轴正方向)观察XOY平面。而绘制三维立体图,需要随时变换方位观察,才能方平面。而绘制三维立体图,需要随时变换方位观察,才能方便、快捷地创建图形。因此便、快捷地创建图形。因此,AutoCAD系统提供了相应的命令,可系统提供了相应的命令,可以使绘图者从不同的位置观察图形,显现模型的立体特性,这一以使绘图者从不同的位置观察图形,显现模型的立体特性,这一操作称为视点设置。设置视点的命令有以下几种:操作称为视点设置。设置视点的命令有以下几种:下一页返回28.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识1视点视点命令调用方法如下:命令调用方法如下:(1)菜单:)菜单:“视图视图”“三维视图三维视图”
3、“视点视点”(2)命令:)命令:Vpoint激活激活“视点视点”命令,弹出命令,弹出如图如图8-1所示的罗盘和三角轴架。用户所示的罗盘和三角轴架。用户可以通过移动鼠标来变换十字线相对于罗盘的位置,单击左键指可以通过移动鼠标来变换十字线相对于罗盘的位置,单击左键指定视点的位置,三角轴架则自动进行调整以显示该视点对应的变定视点的位置,三角轴架则自动进行调整以显示该视点对应的变动方向,也可以单击球体上的位置确定视点。动方向,也可以单击球体上的位置确定视点。2视点预置视点预置命令调用方法如下:命令调用方法如下:(1)菜单:)菜单:“视图视图”“三维视图三维视图”“视点预置视点预置”上一页下一页返回38
4、.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识(2)命令:)命令:Ddvpoint激活激活“视点预置视点预置”命令,弹出命令,弹出如图如图8-2所示的所示的“视点预置视点预置”对话对话框。用户可以通过改变视点与框。用户可以通过改变视点与X轴的夹角和与轴的夹角和与XY平面的夹角,获平面的夹角,获得新的视点。得新的视点。3特殊视点特殊视点 系统除提供了用系统除提供了用“视点视点”(坐标球和三轴架)和(坐标球和三轴架)和“视点预置视点预置”(视点预置对话框)命令设置视点外,为了方便使用,还提供了(视点预置对话框)命令设置视点外,为了方便使用,还提供了多种能产生标准视图视点的功能,调用方法如下:多种能
5、产生标准视图视点的功能,调用方法如下:(1)工具栏:)工具栏:“视图视图”工具栏工具栏(2)菜单:)菜单:“视图视图”三维视图三维视图”上一页下一页返回48.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识图图8-3所示是从俯视和东南等轴测两个不同视点观察到的同一长所示是从俯视和东南等轴测两个不同视点观察到的同一长方体的不同效果。方体的不同效果。4三维动态观察器三维动态观察器 使用三维动态观察器可以动态、交互直观地观察三维模型,获得使用三维动态观察器可以动态、交互直观地观察三维模型,获得更理想的视点,命令调用方法如下:更理想的视点,命令调用方法如下:(1)菜单:)菜单:“视图视图”“三维动态观察器
6、三维动态观察器”(2)命令:)命令:3Dorbit激活激活“三维动态观察器三维动态观察器”命令,会显示命令,会显示如图如图8-4所示的一个弧线所示的一个弧线球(矩形为观察目标),当光标移动到弧线球内、外和球(矩形为观察目标),当光标移动到弧线球内、外和4个小球个小球上等不同位置时,显示的光标图标不同,表示观察点绕不同的坐上等不同位置时,显示的光标图标不同,表示观察点绕不同的坐标轴转动或移动。标轴转动或移动。上一页下一页返回58.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识操作时,按住鼠标左键并移动,可获得合适的观察点,可按操作时,按住鼠标左键并移动,可获得合适的观察点,可按Esc键退出。键退出
7、。8.1.2 消隐、着色消隐、着色1消隐消隐尽管用户可以创建各种形状的三维模型,但三维模型通常都以线尽管用户可以创建各种形状的三维模型,但三维模型通常都以线框显示,为了使图形体现出真实立体感,可以使用框显示,为了使图形体现出真实立体感,可以使用“消隐消隐”命令命令消除图形中的隐藏线,命令调用方法如下:消除图形中的隐藏线,命令调用方法如下:(1)“渲染渲染”工具栏:工具栏:按钮按钮(2)菜单:)菜单:“视图视图”“消隐消隐”(3)命令:)命令:Hide 上一页下一页返回68.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识2着色着色着色可以产生更加真实的立体效果,也可以用着色可以产生更加真实的立体效
8、果,也可以用“着色着色”选项恢复选项恢复三维线框图,命令调用方法如下:三维线框图,命令调用方法如下:(1)“着色着色”工具栏工具栏:(2)菜单:)菜单:“视图视图”“着色着色”(3)命令:)命令:Hhademode 8.1.3 三维坐标系三维坐标系以前绘制的二维图形都是绘制在由以前绘制的二维图形都是绘制在由X、Y轴组成的平面上,而在轴组成的平面上,而在三维绘图中,除了三维绘图中,除了X、Y轴外,还要用到轴外,还要用到Z轴,以表达厚度方向的轴,以表达厚度方向的量值,这就需要用到三维坐标系,实际上二维图形也是高度为量值,这就需要用到三维坐标系,实际上二维图形也是高度为0的三维坐标系。的三维坐标系。
9、上一页下一页返回78.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识平面绘图时系统提供了两种坐标系:即世界坐标系和用户坐标系。平面绘图时系统提供了两种坐标系:即世界坐标系和用户坐标系。在三维绘图中也可以建立用户坐标系。另外,系统规定平面实体在三维绘图中也可以建立用户坐标系。另外,系统规定平面实体只能绘制在只能绘制在XOY平面(或平行面)上,三维实体模型的基面也必平面(或平行面)上,三维实体模型的基面也必须建立在须建立在XOY平面上,三维视图的尺寸标注也只能在平面上,三维视图的尺寸标注也只能在XOY平面平面上进行。因此,在立体造型过程中需要经常变换三维坐标系,以上进行。因此,在立体造型过程中需要经
10、常变换三维坐标系,以保证能在各种空间平面上绘制平面实体或建立三维实体模型。保证能在各种空间平面上绘制平面实体或建立三维实体模型。创建用户坐标系的命令调用方法如下:创建用户坐标系的命令调用方法如下:(1)工具栏:)工具栏:Ucs工具栏工具栏(2)菜单:)菜单:“工具工具”“创建创建USC”(3)命令:)命令:Ucs上一页下一页返回88.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识【例例8.1】将将如图如图8-5(a)所示的三维坐标系,创建在所示的三维坐标系,创建在如图如图8-5(b)所示的长方体角点上。所示的长方体角点上。操作如下:操作如下:利用利用“工具工具”菜单中的菜单中的“创建创建UCS”
11、命令下的命令下的“三点(三点(3)”命令,命令,激活激活UCS命令,命令,AutoCAD提示:提示:命令命令:_ucs当前当前 UCS 名称名称:*世界世界*输入选项输入选项 新建新建(N)/移动移动(M)/正交正交(G)/上一个上一个(P)/恢复恢复(R)/保存保存(S)/删除删除(D)/应用应用(A)/?/世界世界(W):_3指定新原点指定新原点:/捕捉点捕捉点1作为坐标原点作为坐标原点 上一页下一页返回98.1 8.1 三维绘图基础知识三维绘图基础知识在正在正 X 轴范围上指定点轴范围上指定点:/捕捉捕捉点点2作为作为X轴正方向轴正方向在在 UCS XY 平面的正平面的正 Y 轴范围上指
12、定点轴范围上指定点:/捕捉点捕捉点3作为作为Y轴正方向轴正方向结果结果如图如图8-5(b)所示。所示。上一页返回108.2 8.2 由二维图形转换为三维模型由二维图形转换为三维模型 要建立三维模型,可以先绘制二维平面图,二维图形中的圆、闭要建立三维模型,可以先绘制二维平面图,二维图形中的圆、闭合的多段线、多边形、闭合的样条曲线、圆环和面域等通过拉伸合的多段线、多边形、闭合的样条曲线、圆环和面域等通过拉伸或通过绕指定的轴旋转均可创建为三维模型。或通过绕指定的轴旋转均可创建为三维模型。1由封闭的二维图形通过拉伸创建三维模型由封闭的二维图形通过拉伸创建三维模型命令调用方法如下:命令调用方法如下:(1
13、)“实体实体”工具栏:工具栏:“拉伸拉伸”按钮按钮(2)菜单:)菜单:“绘图绘图”“实体实体”“拉伸拉伸”(3)命令:)命令:Extrude【例例8.2】通过拉伸通过拉伸如图如图8-6所示的二维图形,创建所示的二维图形,创建如图如图8-7所所示的三维模型。示的三维模型。下一页返回118.2 8.2 由二维图形转换为三维模型由二维图形转换为三维模型 操作如下:操作如下:(1)绘制)绘制如图如图8-6所示的二维平面图形所示的二维平面图形(2)创建面域。)创建面域。(3)执行)执行“拉伸拉伸”命令,过程如下:命令,过程如下:命令:命令:_extrude当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4选
14、择对象选择对象:/选择已创建好的面域选择已创建好的面域选择对象选择对象:指定拉伸高度或指定拉伸高度或 路径路径(P):50/输入沿输入沿Z轴正向的拉伸高度轴正向的拉伸高度指定拉伸的倾斜角度指定拉伸的倾斜角度:结果结果如图如图8-7所示。所示。上一页下一页返回128.2 8.2 由二维图形转换为三维模型由二维图形转换为三维模型 提示:拉伸的路径可以是封闭的,也可以是开放的空间实体,但不能和提示:拉伸的路径可以是封闭的,也可以是开放的空间实体,但不能和被拉伸平面图形共面,不许自交叉。被拉伸平面图形共面,不许自交叉。(4)改变视点,观察立体模型以获得立体效果,)改变视点,观察立体模型以获得立体效果,
15、如图如图8-8所示。所示。改变视点过程是执行改变视点过程是执行“视图视图”“三维视图三维视图”“东南等轴测东南等轴测”命令。命令。(5)消隐,消除图形中的隐藏线,)消隐,消除图形中的隐藏线,如图如图8-6所示,消隐过程为所示,消隐过程为执行执行“视图视图”菜单下的菜单下的“消隐消隐”命令。命令。2由二维图形通过绕指定的轴旋转创建三维模型由二维图形通过绕指定的轴旋转创建三维模型命令调用方法如下:命令调用方法如下:(1)“实体实体”工具栏:工具栏:“旋转旋转”按钮按钮(2)菜单:)菜单:“绘图绘图”“实体实体”“旋转旋转”上一页下一页返回138.2 8.2 由二维图形转换为三维模型由二维图形转换为
16、三维模型(3)命令)命令:Revolve【例例8.3】通过旋转通过旋转如图如图8-9所示的二维图形,创建所示的二维图形,创建如图如图8-10所所示的三维模型。示的三维模型。操作如下:操作如下:(1)绘制)绘制如图如图8-9所示的二维平面图形(通过过轴线的平面剖所示的二维平面图形(通过过轴线的平面剖切后得到截面图)。切后得到截面图)。(2)用)用“边界边界”命令建立封闭的多段线边界。命令建立封闭的多段线边界。封闭的多段线区域和面域均可通过拉伸、旋转方法建立三维模型,封闭的多段线区域和面域均可通过拉伸、旋转方法建立三维模型,建立多段线边界的方法更快捷(建立多段线边界后,系统会保留建立多段线边界的方
17、法更快捷(建立多段线边界后,系统会保留原来的二维对象,建模操作过程中需根据情况处理)。原来的二维对象,建模操作过程中需根据情况处理)。(3)执行)执行“旋转旋转”命令。命令。上一页下一页返回148.2 8.2 由二维图形转换为三维模型由二维图形转换为三维模型 过程如下:过程如下:命令命令:_revolve当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4选择对象选择对象:/选择要旋转的多段线边界,拾取刚建立的边界选择要旋转的多段线边界,拾取刚建立的边界选择对象选择对象:指定旋转轴的起点或指定旋转轴的起点或定义轴依照定义轴依照 对象对象(O)/X 轴轴(X)/Y 轴轴(Y):/指定旋转轴的一个指定旋
18、转轴的一个端点端点指定轴端点指定轴端点:/指定旋转轴的另一个端点指定旋转轴的另一个端点指定旋转角度指定旋转角度:结果结果如图如图8-11所示。所示。上一页下一页返回158.2 8.2 由二维图形转换为三维模型由二维图形转换为三维模型(4)改变视点,观察立体模型以获得立体效果,)改变视点,观察立体模型以获得立体效果,如图如图8-12所示。所示。改变视点过程是执行改变视点过程是执行“视图视图”“三维视图三维视图”“东南等轴测东南等轴测”命令。命令。(5)消隐,消除图形中的隐藏线。执行)消隐,消除图形中的隐藏线。执行“视图视图”菜单下的菜单下的“消消隐隐”命令,得到的图形命令,得到的图形如图如图8-
19、10所示。所示。上一页返回168.3 8.3 创建基本实体创建基本实体在在AutoCAD中,除了通过拉伸、旋转二维对象可创建三维模型中,除了通过拉伸、旋转二维对象可创建三维模型外,还可利用系统提供的基本实体命令创建长方体、楔体、圆柱外,还可利用系统提供的基本实体命令创建长方体、楔体、圆柱体、圆锥体、球体、圆环体等基本实体。体、圆锥体、球体、圆环体等基本实体。8.3.1 长方体长方体用于创建实心的长方体或正方体,调用方法如下:用于创建实心的长方体或正方体,调用方法如下:(1)“实体实体”工具栏:工具栏:按钮按钮(2)菜单:)菜单:“绘图绘图”“实体实体”“长方体长方体”(3)命令:)命令:Box
20、【例例8.4】用指定长方体角点的方法,创建用指定长方体角点的方法,创建如图如图8-13所示的实心所示的实心的长方体。的长方体。操作如下:操作如下:下一页返回178.3 8.3 创建基本实体创建基本实体命令命令:_box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):/指定一个角点指定一个角点或输入一个三维坐标点或输入一个三维坐标点指定角点或指定角点或 立方体立方体(C)/长度长度(L):/指定另一个角点或输入一指定另一个角点或输入一个同平面三维坐标点(也可输入个同平面三维坐标点(也可输入L后按回车键,再输入长、宽、后按回车键,再输入长、宽、高)高)指定高度指定高度:50/输入一个高
21、度值或在图中指定两点量取输入一个高度值或在图中指定两点量取【例例8.5】用指定长方体中心点的方法创建实心的长方体,用指定长方体中心点的方法创建实心的长方体,如图如图8-14所示。所示。操作如下:操作如下:命令命令:_box上一页下一页返回188.3 8.3 创建基本实体创建基本实体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指定长方体的中心点指定长方体的中心点:/指定一个中心点或输入一个三指定一个中心点或输入一个三维坐标点维坐标点指定角点或指定角点或 立方体立方体(C)/长度长度(L):/指定一个角点(也可输入指定一个角点(也可输入L后按回车键,再输入长、宽、高)后按回车键
22、,再输入长、宽、高)指定高度指定高度:50/输入一个高度值或在图中指定两点输入一个高度值或在图中指定两点8.3.2 球体球体用于创建一个球体,命令调用方法如下:用于创建一个球体,命令调用方法如下:(1)“实体实体”工具栏:工具栏:按钮按钮(2)菜单:)菜单:“绘图绘图”“实体实体”“球体球体”(3)命令:)命令:Sphere上一页下一页返回198.3 8.3 创建基本实体创建基本实体【例例8.6】创建创建如图如图8-15所示的球体。所示的球体。操作如下:操作如下:命令命令:_sphere当前线框密度:当前线框密度:ISOLINES=4指定球体球心指定球体球心:/指定一个点或输入一个三维坐标点指
23、定一个点或输入一个三维坐标点指定球体半径或指定球体半径或 直径直径(D):/输入一个高度值或在图中指定两输入一个高度值或在图中指定两点点8.3.3 圆柱体圆柱体以圆或椭圆为底面以圆或椭圆为底面,创建两端直径相等的柱体。柱体底面相对于创建两端直径相等的柱体。柱体底面相对于绘图平面可以平行,也可以不平行,命令调用方法如下:绘图平面可以平行,也可以不平行,命令调用方法如下:(1)“实体实体”工具栏:工具栏:按钮按钮上一页下一页返回208.3 8.3 创建基本实体创建基本实体(2)菜单:)菜单:“绘图绘图”“实体实体”“圆柱体圆柱体”(3)命令:)命令:Cylinder【例例8.6】创建创建如图如图8
24、-15所示的球体。所示的球体。操作如下:操作如下:命令命令:_sphere当前线框密度:当前线框密度:ISOLINES=4指定球体球心指定球体球心:/指定一个点或输入一个三维坐标点指定一个点或输入一个三维坐标点指定球体半径或指定球体半径或 直径直径(D):/输入一个高度值或在图中指定两输入一个高度值或在图中指定两点点8.3.3 圆柱体圆柱体上一页下一页返回218.3 8.3 创建基本实体创建基本实体以圆或椭圆为底面以圆或椭圆为底面,创建两端直径相等的柱体。柱体底面相对于创建两端直径相等的柱体。柱体底面相对于绘图平面可以平行,也可以不平行,命令调用方法如下:绘图平面可以平行,也可以不平行,命令调
25、用方法如下:(1)“实体实体”工具栏:工具栏:按钮按钮(2)菜单:)菜单:“绘图绘图”“实体实体”“圆柱体圆柱体”(3)命令:)命令:Cylinder【例例8.7】创建底面平行于绘图平面的圆柱体,创建底面平行于绘图平面的圆柱体,如图如图8-16所示。所示。操作如下:操作如下:命令命令:_cylinder当前线框密度:当前线框密度:ISOLINES=4上一页下一页返回228.3 8.3 创建基本实体创建基本实体指定基于圆柱体的中心点或指定基于圆柱体的中心点或 椭圆椭圆(E):/指定一个点或输入一指定一个点或输入一个三维坐标点个三维坐标点指定基于圆柱体的半径或指定基于圆柱体的半径或 直径直径(D)
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