第14章 绘制三维实体模型.pptx
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1、 14.1 用户坐标系 在世界坐标系下绘制三维图形会非常困难,有时甚至无法进行绘制,但如果使用用户坐标系进行绘制就会显得非常方便。用户坐标系的最大优点在于能够根据需要随时变换视点,从不同视点观察并绘制三维图形。第1页/共113页14.1.1 创建用户坐标系在AutoCAD 2008中,用户可以通过以下3种方式创建用户坐标系:(1)单击“UCS”工具栏中的“UCS”按钮。(2)选择“工具”“新建”“新建”子菜单命令,如图14.1.1所示。(3)在命令行输入命令ucs后按回车键。执行以上命令后,命令行提示如下:第2页/共113页图14.1.1 “新建”子菜单第3页/共113页 命令:ucs当前 U
2、CS 名称:*世界*输入选项 新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W):其中各命令选项的功能介绍如下:(1)新建(N):选择此命令选项后,命令行提示如下:指定新 UCS 的原点或 Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z:第4页/共113页其中各命令选项功能介绍如下:1)指定新 UCS 的原点:选择此命令选项,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。2)Z 轴(ZA):选择此命令选项,将指定新原点和位于新建 Z 轴正半轴上的点。3)三点(3)
3、:选择此命令选项,指定新 UCS 原点及其 X 和 Y 轴的正方向。第5页/共113页4)对象(OB):选择此命令选项,根据选定三维对象定义新的坐标系。坐标系的确定方法如表12.1所示。对对 象象确定确定 UCS 的方法的方法圆弧圆弧圆弧的圆心成为新圆弧的圆心成为新 UCS 的原点,的原点,X 轴通过距离选择点最近的圆弧端点轴通过距离选择点最近的圆弧端点圆圆圆的圆心成为新圆的圆心成为新 UCS 的原点,的原点,X 轴通过选择点轴通过选择点标注标注标注文字的中点成为新标注文字的中点成为新 UCS 的原点,新的原点,新 X 轴的方向平行于当绘制该标注时生效的轴的方向平行于当绘制该标注时生效的 UC
4、S 的的 X 轴轴直线直线离选择点最近的端点成为新离选择点最近的端点成为新 UCS 的原点,的原点,AutoCAD 选择新的选择新的 X 轴,使该直线位于新轴,使该直线位于新建建 UCS 的的 XZ 平面上,该直线的第二个端点在新坐标系中平面上,该直线的第二个端点在新坐标系中 Y 坐标为零坐标为零点点该点成为新该点成为新 UCS 的原点的原点二维多段线二维多段线多段线的起点成为新多段线的起点成为新 UCS 的原点,的原点,X 轴沿从起点到下一顶点的线段延伸轴沿从起点到下一顶点的线段延伸实体实体二维实体的第一点确定新二维实体的第一点确定新 UCS 的原点,新的原点,新 X 轴指定前两点之间的连线
5、方向轴指定前两点之间的连线方向宽线宽线宽线的宽线的“起点起点”成为新成为新 UCS 的原点,的原点,X 轴指定宽线的中心线方向轴指定宽线的中心线方向三维面三维面取第一点作为新取第一点作为新 UCS 的原点,的原点,X 轴沿前两点的连线方向,轴沿前两点的连线方向,Y 的正方向取自第一点和第的正方向取自第一点和第四点,四点,Z 轴由右手定则确定轴由右手定则确定形、文字、块形、文字、块参照、属性定参照、属性定义义该对象的插入点成为新该对象的插入点成为新 UCS 的原点,新的原点,新 X 轴由对象绕其拉伸方向旋转定义,用于建轴由对象绕其拉伸方向旋转定义,用于建立新立新 UCS 的对象在新的对象在新 U
6、CS 中的旋转角度为零中的旋转角度为零表14.1 通过选择对象来定义UCS第6页/共113页 提示:不是所有的对象都可以用来定义用户坐标系,其中包括:三维实体、三维多段线、三维网格、视口、多线、面域、样条曲线、椭圆、射线、构造线、引线和多行文字。5)面(F):选择此命令选项,将 UCS 与实体对象的选定面对齐。6)视图(V):选择此命令选项,以垂直于观察方向(平行于屏幕)的平面为XY平面,建立新的坐标系,UCS 原点保持不变。第7页/共113页7)X/Y/Z:选择此命令选项,绕指定轴旋转当前 UCS。(2)移动(M):选择此命令选项,将通过平移当前 UCS 的原点或修改其 Z 轴深度来重新定义
7、 UCS,但保留其 XY 平面的方向不变。(3)正交(G):选择此命令选项,指定 AutoCAD 提供的六个正交 UCS 之一,如图12.1.2所示。第8页/共113页图14.1.2 六个正交UCS第9页/共113页(4)上一个(P):选择此命令选项,将恢复上一个 UCS,系统最多可以恢复最近10个坐标系。(5)恢复(R):选择此命令选项,恢复已保存的 UCS 使它成为当前 UCS。恢复已保存的 UCS 并不重新建立在保存 UCS 时生效的观察方向。(6)保存(S):选择此命令选项,把当前 UCS 按指定名称保存。第10页/共113页 (7)删除(D):选择此命令选项,从已保存的用户坐标系列表
8、中删除指定的 UCS。(8)应用(A):选择此命令选项,其他视口保存有不同的 UCS 时将当前 UCS 设置应用到指定的视口或所有活动视口。(9)?:选择此命令选项,列出用户定义坐标系的名称,并列出每个保存的 UCS 相对于当前 UCS 的原点以及 X,Y 和 Z 轴。如果当前UCS未命名,那么它将列为 WORLD 或 UNNAMED,这取决于它是否与 WCS 相同。(10)世界(W):选择此命令选项,将当前用户坐标系设置为世界坐标系。WCS 是所有用户坐标系的基准,不能被重新定义。第11页/共113页创建的各种用户坐标系图标如图12.1.3所示。图14.1.3 创建的各种用户坐标系第12页/
9、共113页14.1.2 管理用户坐标系在绘制三维图形时,为了绘图方便,有时经常需要变换坐标系,如果将创建的用户坐标系保存,则在下次变换坐标系时就可以直接进行切换,当保存的用户坐标系比较多时,用户还可以对这些用户坐标系进行管理。执行管理坐标系命令的方法有以下3种:(1)单击“UCS”工具栏中的“命名UCS”按钮。第13页/共113页(2)选择“工具”“命名UCS”命令。(3)在命令行中输入命令+ucsman后按回车键。执行该命令后,弹出“UCS”对话框,如图12.1.4所示。该对话框中有3个选项卡,其功能分别介绍如下:1)“命名UCS”选项卡:在该选项卡中双击需要重新命名的UCS名称,即可对该U
10、CS重新命名。但在世界坐标系下不能重新命名。第14页/共113页图12.1.4 “UCS”对话框第15页/共113页2)“正交UCS”选项卡:在该选项卡中列出了当前图形中定义的6个正交坐标系,用户可以将其中任意一个设置为当前坐标系。3)“设置”选项卡:可以在该对话框中显示和修改与视口一起保存的UCS图标设置和UCS设置。第16页/共113页14.1.3 坐标系图标显示控制在AutoCAD 2008中,用户可以通过设置来控制坐标系图标的显示或关闭。具体操作方法为:如果当前坐标系图标显示打开,则选择“视图”“显示”“UCS图标”“开”命令,即可打开坐标系图标显示;如果坐标系图标显示关闭,则选择“视
11、图”“显示”“UCS图标”“关”命令,即关闭坐标系图标显示。第17页/共113页 14.2 绘制三维网格三维网格是组成三维形态的基本元素,AutoCAD 2008提供了多种基本三维网格的绘制命令,如平面曲面、三维多边形网格、旋转网格、平移网格、直纹网格和边界网格等,本节将详细介绍这些基本三维网格的绘制方法。第18页/共113页14.2.1 绘制平面曲面在AutoCAD 2008中可以直接创建平面曲面,也可以将选定的对象转换为曲面对象。执行绘制平面曲面命令的方法有以下3种:(1)单击“建模”工具栏中的“平面曲面”按钮。(2)选择“绘图”“建模”“平面曲面”命令。(3)在命令行中输入命令plane
12、surf。第19页/共113页执行该命令后,命令行提示如下:命令:_Planesurf指定第一个角点或 对象(O):(在绘图窗口中指定平面曲面的第一个角点)指定其他角点:(在绘图窗口中指定平面曲面的另一个角点)如果选择“对象(O)”命令选项,则在命令行“选择对象”的提示下选择要转换为平面的对象即可,如图12.2.1所示为绘制的平面曲面。第20页/共113页图14.2.1 平面曲面第21页/共113页提示:系统变量surfu和surfv控制曲面的行数和列数,系统默认为6。14.2.2 绘制三维多边形网格三维多边形网格广泛地应用于绘制地形等不规则曲面,执行绘制三维多边形网格命令的方法有以下两种:(
13、1)选择“绘图”“建模”“网格”“三维网格”命令。(2)在命令行中输入命令3dmesh。第22页/共113页执行该命令后,命令行提示如下:命令:_3dmesh 输入 M 方向上的网格数量:(输入网格在M方向上的节点数)输入 N 方向上的网格数量:(输入网格在N方向上的节点数)指定顶点(0,0)的位置:(指定网格第一行、第一列的顶点坐标)第23页/共113页指定顶点(0,1)的位置:(指定网格第一行、第二列的顶点坐标)指定顶点(M+1,N+1)的位置:(指定网格第M行、第N列的顶点坐标)指定所有的定点后,系统将自动生成一组多边形网格曲面,如图12.2.2所示为绘制的三维网格。第24页/共113页
14、图14.2.2 绘制三维网格第25页/共113页提示:如果要绘制比较复杂的多边形网格,就需要确定很多顶点坐标,所以3dmesh命令主要是为程序员而设计。14.2.3 绘制直纹网格直纹网格是指在两条曲线之间构造的一个表示直纹网格的多边形网格,这些对象可以是线段、点、圆弧、圆、椭圆、多段线和样条曲线等,两个对象必须同时是闭合的或打开的(点除外),且不能同时为点。执行直纹网格命令的方法有以下两种:第26页/共113页(1)选择“绘图”“建模”“网格”“直纹网格”命令。(2)在命令行中输入命令rulesurf。执行直纹网格命令后,命令行提示如下:命令:_rulesurf 当前线框密度:SURFTAB1
15、=20(系统提示)选择第一条定义曲线:(指定第一个对象)选择第二条定义曲线:(指定第二个对象)第27页/共113页如图12.2.3所示为绘制的直纹网格。图14.2.3 绘制直纹曲面第28页/共113页注意:选择对象时捕捉点位置不同,会产生不同的效果。14.2.4 绘制旋转网格旋转网格是指将选中的对象绕指定的轴旋转一定角度来创建三维网格,在AutoCAD 2008中,可用于旋转的对象有直线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、多段线、样条曲线和圆环等。执行旋转网格命令的方法有以下两种:第29页/共113页(1)选择“绘图”“建模”“网格”“旋转网格”命令。(2)在命令行中输入命令revsurf。执行旋转网格
16、命令后,命令行提示如下:命令:_revsurf 当前线框密度:SURFTAB1=6 SURFTAB2=6(系统提示)选择要旋转的对象:(选择被旋转的对象)选择定义旋转轴的对象:(选择旋转轴)第30页/共113页指定起点角度:(确定起点角度)指定包含角(+=逆时针,-=顺时针):(确定旋转角度)其中SURFTAB1和SURFTAB2的值决定了曲线沿旋转方向和轴线方向的线框密度,值越大,旋转形成的网格越光滑。如图14.2.4所示为绘制的旋转网格。第31页/共113页图14.2.4 旋转网格第32页/共113页14.2.5 绘制边界网格边界网格是指将4个相连接的对象作为边界来创建三维网格,这些对象可
17、以是线段或圆弧等首尾相连的闭合图形对象。执行边界网格命令的方法有以下两种:(1)选择“绘图”“建模”“网格”“边界网格”命令。(2)在命令行中输入命令edgesurf。执行边界网格命令后,命令行提示如下:第33页/共113页命令:_edgesurf 当前线框密度:SURFTAB1=20 SURFTAB2=20(系统提示)选择用作曲面边界的对象 1:(选择第一个边界对象)选择用作曲面边界的对象 2:(选择第二个边界对象)选择用作曲面边界的对象 3:(选择第三个边界对象)选择用作曲面边界的对象 4:(选择第四个边界对象)第34页/共113页如图12.2.5所示为绘制的边界网格。图14.2.5 边界
18、网格第35页/共113页14.2.6 绘制平移网格平移网格是指将某个对象沿路径曲线或方向矢量拉伸,从而创建三维网格。被拉伸的对象可以是线段、圆弧、圆、椭圆、椭圆弧和多段线等,方向矢量对象可以是一条线段或打开的多段线。执行平移网格命令的方法有以下两种种:(1)选择“绘图”“建模”“网格”“平移网格”命令。第36页/共113页(2)在命令行中输入命令tabsurf。启动平移网格命令后,命令行提示如下:命令:_tabsurf 当前线框密度:SURFTAB1=20(系统提示)选择用作轮廓曲线的对象:(指定轮廓线对象)选择用作方向矢量的对象:(指定方向矢量对象)如图14.2.6所示为绘制的平移网格。第3
19、7页/共113页图14.2.6 平移网格第38页/共113页 14.3 基本三维建模在AutoCAD 2008中,系统提供了多种基本三维实体的创建命令,利用这些命令用户可以非常方便地创建多段体、长方体、楔体、圆锥体、球体、圆柱体、圆环体和棱锥体等基本三维实体。第39页/共113页14.3.1 绘制多段体在AutoCAD 2008中,执行绘制多段体命令的方法有以下3种:(1)单击“建模”工具栏中的“多段体”按钮。(2)选择“绘图”“建模”“多段体”命令。(3)在命令行中输入命令polysolid。执行该命令后,命令行提示如下:命令:_Polysolid 第40页/共113页指定起点或 对象(O)
20、/高度(H)/宽度(W)/对正(J):(指定多段体的起点)指定下一个点或 圆弧(A)/放弃(U):(指定多段体的下一点)指定下一个点或 圆弧(A)/放弃(U):(按回车键结束命令)其中各命令选项功能介绍如下:(1)对象(O):选择此命令选项,指定将二维图形转换成多段体。第41页/共113页(2)高度(H):选择此命令选项,为绘制的多段体设置高度。(3)宽度(W):选择此命令选项,为绘制的多段体设置宽度。(4)对正(J):选择此命令选项,为绘制的多段体设置对齐方式,系统默认为居中对齐,还可以根据需要设置为左对齐或右对齐。(5)圆弧(A):选择此命令选项,创建圆弧多段体。第42页/共113页(6)
21、放弃(U):选择此命令选项,放弃上一步的操作。绘制的多段体如图14.3.1所示。图14.3.1 绘制多段体第43页/共113页14.3.2 绘制长方体在AutoCAD 2008中,执行绘制长方体命令的方法有以下3种:(1)单击“建模”工具栏中的“长方体”按钮。(2)选择“绘图”“建模”“长方体”命令。(3)在命令行中输入命令box。执行该命令后,命令行提示如下:命令:_box第44页/共113页指定第一个角点或 中心(C):(指定长方体底面的第一个角点)指定其他角点或 立方体(C)/长度(L):(指定长方体底面的第二个角点)指定高度或 两点(2P):(指定长方体的高)其中各命令选项功能介绍如下
22、:(1)中心点(C):选择此命令选项,使用指定的中心点创建长方体。第45页/共113页(2)立方体(C):选择此命令选项,创建一个长、宽、高相同的长方体。(3)长度(L):选择此命令选项,按照指定长、宽、高创建长方体。(4)两点(2P):选择此命令选项,指定两点确定长方体的高。绘制的长方体和立方体如图14.3.2所示。第46页/共113页图14.3.2 绘制的长方体和立方体第47页/共113页14.3.3 绘制楔体在AutoCAD 2008中,执行绘制楔体命令的方法有以下3种:(1)单击“建模”工具栏中的“楔体”按钮。(2)选择“绘图”“建模”“楔体”命令。(3)在命令行中输入命令wedge。
23、执行该命令后,命令行提示如下:命令:_wedge第48页/共113页指定第一个角点或 中心(C):(指定楔体底面的第一个角点)指定其他角点或 立方体(C)/长度(L):(指定楔体底面的第二个角点)指定高度或 两点(2P):(指定楔体的高度)其中各命令选项功能介绍如下:(1)中心点(C):选择此命令选项,使用指定中心点创建楔体。第49页/共113页(2)立方体(C):选择此命令选项,创建等边楔体。(3)长度(L):选择此命令选项,创建指定长度、宽度和高度值的楔体。(4)两点(2P):选择此命令选项,通过指定两点来确定楔体的高度。如图14.3.3所示为绘制的楔体。第50页/共113页图14.3.3
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