第10章 三維建模基礎(chǔ)

1、第10章三維建?；A(chǔ)三維建模基礎(chǔ)AutoCAD 2016實(shí)用教程本章概述本章概述三維模型是對(duì)三維形體的空間描述，可以直觀地表達(dá)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效果。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，三維零件由于其立體性和各部分結(jié)果的復(fù)雜多樣性，需要設(shè)置不同的視覺(jué)樣式來(lái)顯示模型，或從不同的方位來(lái)觀察模型，進(jìn)而更詳細(xì)地了解零件的各部分結(jié)構(gòu)。這就需要使用AutoCAD三維建?？臻g提供的各種視點(diǎn)觀察工具、坐標(biāo)系定位工具以及各種控制視覺(jué)樣式的工具，全方位輔助零件建模。AutoCAD 2016實(shí)用教程10.1 三維繪圖基礎(chǔ)三維繪圖基礎(chǔ)傳統(tǒng)的二維繪圖設(shè)計(jì)需要通過(guò)投影圖來(lái)想象其立體形狀，這樣給實(shí)際的交流和生產(chǎn)帶來(lái)了極大的不便。從平面到三維造型技術(shù)，是

2、一個(gè)質(zhì)的飛躍，可以使用戶在模擬的三維空間隨心所欲地直接創(chuàng)建立體模型，從而更加形象、逼真地傳達(dá)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。n三維模型分類n三維建模術(shù)語(yǔ)AutoCAD 2016實(shí)用教程10.1.1 三維模型分類三維模型分類三維模型是二維投影圖立體形狀的間接表達(dá)。使用計(jì)算機(jī)繪制的三維圖形成為三維集合模型，它比二維模型更加接近真實(shí)的對(duì)象。1. 線框模型2. 曲面模型3. 實(shí)體模型AutoCAD 2016實(shí)用教程10.1.2 三維建模術(shù)語(yǔ)三維建模術(shù)語(yǔ)lXY平面：它是X軸垂直于Y軸組成的一個(gè)平面，此時(shí)Z軸的坐標(biāo)是0。lZ軸：Z軸是一個(gè)三維坐標(biāo)系的第三軸，它總是垂直于XY平面。l高度：高度主要是Z軸上坐標(biāo)值。l厚度：

3、主要是Z軸的長(zhǎng)度。l相機(jī)位置：在觀察三維模型時(shí)，相機(jī)的位置相當(dāng)于視點(diǎn)。l目標(biāo)點(diǎn)：當(dāng)用戶眼睛通過(guò)照相機(jī)看某物體時(shí)，用戶聚焦在一個(gè)清晰點(diǎn)上，該點(diǎn)就是所謂的目標(biāo)點(diǎn)。l視線：假想的線，它是將視點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)連接起來(lái)的線。l和XY平面的夾角：即視線與其在XY平面的投影線之間的夾角。lXY平面角度：即視線在XY平面的投影線與X軸之間的夾角。AutoCAD 2016實(shí)用教程10.2 視圖與視口視圖與視口創(chuàng)建三維模型時(shí)，常常需要從不同的方向觀察模型。當(dāng)用戶設(shè)定某個(gè)查看方向后，AutoCAD將顯示出對(duì)應(yīng)的3D視圖，具有立體感的3D視圖將有助于用戶正確理解模型的空間結(jié)構(gòu)。另外，在創(chuàng)建復(fù)雜的二維圖形和三維模型時(shí)，為了便

4、于同時(shí)觀察圖形的不同部分或三維模型的不同側(cè)面，可以將繪圖區(qū)域劃分為多個(gè)視口。n平面視圖n設(shè)置正交和等軸測(cè)視圖n新建視口n調(diào)整視口AutoCAD 2016實(shí)用教程10.2.1 平面視圖平面視圖使用PLAN命令可以創(chuàng)建坐標(biāo)系的XY平面視圖，即視點(diǎn)位于坐標(biāo)系的Z軸上(該命令在三維建模過(guò)程中非常有用)。當(dāng)用戶需要在三維空間中的某個(gè)面上繪圖時(shí)，可以先以該平面為XY坐標(biāo)創(chuàng)建坐標(biāo)系，然后利用PLAN命令使坐標(biāo)系的XY平面顯示在屏幕上，即可在三維空間的平面上繪圖。AutoCAD 2016實(shí)用教程10.2.2 設(shè)置正交和等軸測(cè)視圖設(shè)置正交和等軸測(cè)視圖在三維操作環(huán)境中，用戶可以通過(guò)指定正交和軸測(cè)視點(diǎn)觀測(cè)當(dāng)前模型。

5、其中正交視圖是從坐標(biāo)系統(tǒng)的正交方向觀測(cè)所得到的視圖；而軸測(cè)視圖則是從坐標(biāo)系統(tǒng)的軸測(cè)方向觀測(cè)所獲得的視圖。指定這兩類視圖的方法主要有以下兩種。1. 利用選項(xiàng)板工具設(shè)置視圖2. 利用三維導(dǎo)航器設(shè)置視圖AutoCAD 2016實(shí)用教程10.2.3 新建視口新建視口視口就是視圖所在的窗口。在創(chuàng)建復(fù)雜的二維圖形和三維模型時(shí)，為了便于同時(shí)觀察圖形的不同部分或三維模型的不同側(cè)面，可以將繪圖區(qū)域劃分為多個(gè)視口。在AutoCAD中，視口可以分為平鋪視口和浮動(dòng)視口兩種。1. 創(chuàng)建平鋪視口2. 創(chuàng)建浮動(dòng)視口AutoCAD 2016實(shí)用教程10.2.4 調(diào)整視口調(diào)整視口在模型和布局空間中，視口和一般的圖形對(duì)象相似，均

6、可以使用一般圖形的繪制和編輯方法，分別對(duì)各個(gè)視口進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整、合并和旋轉(zhuǎn)等操作。1. 使用夾點(diǎn)調(diào)整浮動(dòng)視口2. 合并視口3. 縮放視口4. 旋轉(zhuǎn)視口AutoCAD 2016實(shí)用教程10.3 三維坐標(biāo)系三維坐標(biāo)系在構(gòu)造三維模型時(shí)，經(jīng)常需要使用指定的坐標(biāo)系作為參照，以便精確地繪制或定位某個(gè)對(duì)象，或者通過(guò)調(diào)整坐標(biāo)系到不同的訪問(wèn)來(lái)完成特定的任務(wù)。此外，在AutoCAD中大多數(shù)的三維編輯命令都依賴于坐標(biāo)系統(tǒng)的位置和方向進(jìn)行操作，因此可以說(shuō)三維建模離不開三維坐標(biāo)系。n三維坐標(biāo)系基礎(chǔ)知識(shí)n定制UCSn控制UCSAutoCAD 2016實(shí)用教程10.3.1 三維坐標(biāo)系基礎(chǔ)知識(shí)三維坐標(biāo)系基礎(chǔ)知識(shí)三維空間內(nèi)的所

7、有幾何物體，無(wú)論其形狀多么復(fù)雜，歸根到底，都是許多空間點(diǎn)的集合。有了三維空間的坐標(biāo)系統(tǒng)，三維造型就成為可能。因此三維坐標(biāo)系統(tǒng)是確定三維對(duì)象位置的基本手段，是研究三維空間的基礎(chǔ)。1. 三維坐標(biāo)系類型l三維笛卡爾坐標(biāo)系l圓柱坐標(biāo)系l球面坐標(biāo)系2. 三維坐標(biāo)系形式l世界坐標(biāo)系l用戶坐標(biāo)系A(chǔ)utoCAD 2016實(shí)用教程10.3.2 定制定制UCSAutoCAD的大多數(shù)2D命令只能在當(dāng)前坐標(biāo)系的XY平面或XY平面平行的平面中執(zhí)行，因此在三維建模過(guò)程中需要不斷地調(diào)整當(dāng)前坐標(biāo)系。在“常用”選項(xiàng)卡的“坐標(biāo)”選項(xiàng)板中，提供了創(chuàng)建UCS坐標(biāo)系的多種工具。1.“原點(diǎn)”工具2.“面”工具3.“對(duì)象”工具4.“視圖”

8、工具5.“X/Y/Z”工具6.“世界”工具7.“Z軸矢量”工具8.“三點(diǎn)”工具AutoCAD 2016實(shí)用教程10.3.3 控制控制UCS在創(chuàng)建三維模型時(shí)，當(dāng)前坐標(biāo)系圖標(biāo)的可見(jiàn)性是可以進(jìn)行設(shè)置的，用戶可以任意地顯示或隱藏坐標(biāo)系(此外坐標(biāo)系圖標(biāo)的大小也可以隨意進(jìn)行設(shè)置)。1. 顯示或隱藏UCS2. 修改UCS圖標(biāo)大小AutoCAD 2016實(shí)用教程10.4 控制三維視圖顯示控制三維視圖顯示為了創(chuàng)建和編輯三維圖形中各部分的結(jié)構(gòu)特征，需要不斷地調(diào)整模型的顯示方式和視圖位置?？刂迫S視圖的顯示可以實(shí)現(xiàn)視角、視覺(jué)樣式和三維模型顯示平滑度的改變。如此不僅可以改變模型的真實(shí)投影效果，而且更有利于精確設(shè)計(jì)產(chǎn)品

9、的模型。n設(shè)置視覺(jué)樣式n消隱圖形n改變模型曲面輪廓素線n改變模型表面的平滑度AutoCAD 2016實(shí)用教程10.4.1 設(shè)置視覺(jué)樣式設(shè)置視覺(jué)樣式零件的不同視覺(jué)樣式呈現(xiàn)出不同的視覺(jué)效果。如果要形象地展示模型效果，可以切換為概念樣式；如果要表達(dá)模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以切換為線框樣式。視覺(jué)樣式用于控制視口中模型和著色的顯示，用戶可以在視覺(jué)樣式管理器中創(chuàng)建和更改視覺(jué)樣式的設(shè)置。1. 視覺(jué)樣式的切換2. 視覺(jué)樣式管理器l二維線框l線框l隱藏l真實(shí)l概念l著色AutoCAD 2016實(shí)用教程10.4.2 消隱圖形消隱圖形對(duì)圖形進(jìn)行消隱處理可以隱藏被前景對(duì)象遮掩的背景對(duì)象，將使圖形的顯示更加簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)更加清晰。但在創(chuàng)建和編輯圖形時(shí)，系統(tǒng)處理的是對(duì)象或面的線框表示，消隱處理僅用于驗(yàn)證這些表面的當(dāng)前位置，而不能對(duì)消隱的對(duì)象進(jìn)行編輯或渲染。AutoCAD 2016實(shí)用教程10.4.3 改變模型曲面輪廓素線改變模型曲面輪廓素線與實(shí)體顯示效果有關(guān)的變量主要有ISOLINES、FACETRES和DISPSILH3個(gè)系統(tǒng)變量。通過(guò)這3個(gè)變量可以分別控制線框模式下的網(wǎng)絡(luò)線數(shù)量或消隱模式下的表面網(wǎng)格密度，以及網(wǎng)格線的顯示或隱藏狀態(tài)。1. 通過(guò)ISOLINES控制網(wǎng)格線數(shù)量2. 通過(guò)FACETRES控