第十六課時(shí)繪制三維圖形

1、CAD繪制三維圖形重點(diǎn)與難點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)講解了三維坐標(biāo)表示及三維圖形觀察方法；使用直線、樣條曲線、三維多段線和各種曲面繪制命令繪制三維圖形；使用基本命令繪制三維實(shí)體以及通過對二維圖形進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)等操作創(chuàng)建各種各樣的復(fù)雜實(shí)體。 在工程設(shè)計(jì)和繪圖過程中，三維圖形應(yīng)用越來越廣泛。AutoCAD可以利用3種方式來創(chuàng)建三維圖形，即線架模型方式、曲面模型方式和實(shí)體模型方式。線架模型方式為一種輪廓模型，它由三維的直線和曲線組成，沒有面和體的特征。表面模型用面描述三維對象，它不僅定義了三維對象的邊界，而且還定義了表面即具有面的特征。實(shí)體模型不僅具有線和面的特征，而且還具有體的特征，各實(shí)體對象間可以進(jìn)行各種布爾

2、運(yùn)算操作，從而創(chuàng)建復(fù)雜的三維實(shí)體圖形。 如何將單個(gè)視口變成四個(gè)視口方法視口工具欄中點(diǎn)擊顯示“視口”對話框，選四個(gè)相等視圖，改為三維，在左上角為俯視圖，右上角為主視圖（前視圖），左下角為左視圖，右下角為-等軸測。觀察三維圖形在AutoCAD中，使用“視圖”菜單下的“縮放”、“視圖”菜單下的“平移”子菜單中的命令可以縮放或平移三維圖形，以觀察圖形的整體或局部。其方法與觀察平面圖形的方法相同。此外，在觀測三維圖形時(shí)，還可以通過旋轉(zhuǎn)、消隱及著色等方法來觀察三維圖形。u 消隱圖形在繪制三維曲面及實(shí)體時(shí)，為了更好地觀察效果，可選擇“視圖”菜單下的“消隱”命令(HIDE)，暫時(shí)隱藏位于實(shí)體背后而被遮擋的部分

3、。 u 著色圖形在AutoCAD中，使用“視圖”菜單下的“著色”子菜單中的命令，可生成“二維線框”、“三維線框”、“消隱”、“平面渲染”、“體渲染”、“帶邊框平面渲染”和“帶邊框體渲染”多種視圖。例如，選擇“視圖”-“著色”-“平面著色”命令，以圖形的線框顏色著色圖形。著色工具欄：可在立體表面涂上單一顏色，還可根椐立體面所處方位的不同而表現(xiàn)出對光線折射的差別。1、 二維線框：顯示用直線和曲線表示邊界的對象2、 三維線框：顯示用直線和曲線表示邊界的對象，這是UCS為一個(gè)著色的三維圖標(biāo)。3、 消隱：顯示用三維線框表示的對象，同時(shí)消隱表示后向面的線。4、 平面著色：用于在多邊形面之間著色對象，但平面

4、著色的對象不加體著色的對象那樣細(xì)致、光滑。5、 體著色：用于對多邊形平面之間的對象進(jìn)行著色，并使其邊緣平滑，給對象一個(gè)光滑，具有真實(shí)感的外觀。6、 帶邊框平面著色：合并平面著色和線框選項(xiàng)。7、 帶邊框體著色：合并體著色和線框選項(xiàng)。下面我們講一個(gè)“三維動態(tài)觀察器”和“三維連續(xù)觀察器”命令。1、選擇“視圖”菜單下“三維動態(tài)觀察器”命令(BDORBIT)或單擊中的三維動態(tài)觀察按紐，可通過單擊和拖動的方式，在三維空間動態(tài)觀察對象。移動光標(biāo)時(shí)，其形狀也將隨之改變，以指示視圖的旋轉(zhuǎn)方向。2、單擊中的三維連續(xù)觀察按紐，是鼠標(biāo)拖動的方向就是旋轉(zhuǎn)的方向，鼠標(biāo)拖動的快與慢就是模型旋轉(zhuǎn)速度的快與慢。繪制三維點(diǎn)和線選

5、擇“繪圖”-“點(diǎn)”命令，或在“繪圖”工具欄中單擊“點(diǎn)”按鈕，然后在命令行中直接輸入三維坐標(biāo)即可繪制三維點(diǎn)。由于三維圖形對象上的一些特殊點(diǎn)，如交點(diǎn)、中點(diǎn)等不能通過輸入坐標(biāo)的方法來實(shí)現(xiàn)，可以采用三維坐標(biāo)下的目標(biāo)捕捉法來拾取點(diǎn)。在三維空間中指定兩個(gè)點(diǎn)后，如點(diǎn)(0,0,0)和點(diǎn)(1,1,1)，這兩個(gè)點(diǎn)之間的連線即是一條3D直線。同樣，在三維坐標(biāo)系下，使用“樣條曲線”命令，可以繪制復(fù)雜3D樣條曲線，這時(shí)定義樣條曲線的點(diǎn)不是共面點(diǎn)。在二維坐標(biāo)系下，使用“繪圖”-“多段線”命令繪制多段線，盡管各線條可以設(shè)置寬度和厚度，但它們必須共面。三維多線段的繪制過程和二維多線段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三維多

6、線段中只有直線段，沒有圓弧段。選擇“繪圖”-“三維多段線”命令(3DPOLY)，此時(shí)命令行提示依次輸入不同的三維空間點(diǎn)，以得到一個(gè)三維多段線。 繪制三維曲面在AutoCAD中，不僅可以繪制球面、圓錐面、圓柱面等基本三維曲面，還可以繪制旋轉(zhuǎn)曲面、平移曲面、直紋曲面和邊界曲面。使用“繪圖”-“曲面”子菜單中的命令或“曲面”工具欄可以繪制這些曲面選擇“繪圖”-“曲面”-“三維曲面”命令，利用打開的“三維對象”對話框，可以繪制大部分三維曲面，如長方體表面、棱錐面、楔體表面及球面等。 選擇“繪圖”-“曲面”-“三維面”命令(3DFACE)，可以繪制三維面。三維面是三維空間的表面，它沒有厚度，也沒有質(zhì)量屬

7、性。由“三維面”命令創(chuàng)建的每個(gè)面的各頂點(diǎn)可以有不同的Z坐標(biāo)，但構(gòu)成各個(gè)面的頂點(diǎn)最多不能超過4個(gè)。 選擇“繪圖”-“曲面”-“三維網(wǎng)格”命令(3DMESH)，可以根據(jù)指定的M行N列個(gè)頂點(diǎn)和每一頂點(diǎn)的位置生成三維空間多邊形網(wǎng)格。M和N的最小值為2，表明定義多邊形網(wǎng)格至少要4個(gè)點(diǎn)，其最大值為256。 選擇“繪圖”-“曲面”-“旋轉(zhuǎn)曲面”命令(REVSURF)，可以將曲線繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，形成旋轉(zhuǎn)曲面。 選擇“繪圖”-“曲面”-平移曲面”命令(RULESURF)，可以將路徑曲線沿方向矢量進(jìn)行平移后構(gòu)成平移曲面。 選擇“繪圖”|“曲面”|“直紋曲面”命令(RULESURF)，可以在兩條曲線之間用直

8、線連接從而形成直紋曲面。 選擇“繪圖”-“曲面”-“邊界曲面”命令(EDGESURF)，可以使用4條首尾連接的邊創(chuàng)建三維多邊形網(wǎng)格。 繪制基本實(shí)體在AutoCAD中，使用“繪圖”-“實(shí)體”子菜單中的命令，或使用“實(shí)體”工具欄，可以繪制長方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體及圓環(huán)體等基本實(shí)體模型。A、選擇“繪圖”-“實(shí)體”-“長方體”命令(BOX)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“長方體”按鈕，都可以繪制長方體，此時(shí)命令行顯示如下提示。指定長方體的角點(diǎn)或 中心點(diǎn)(CE) <0,0,0>: 在創(chuàng)建長方體時(shí)，其底面應(yīng)與當(dāng)前坐標(biāo)系的XY平面平行，方法主要有指定長方體角點(diǎn)和中心兩種。 B、選擇“繪圖”

9、-“實(shí)體”-“楔體”命令(WEDGE)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“楔體”按鈕，都可以繪制楔體。由于楔體是長方體沿對角線切成兩半后的結(jié)果，因此可以使用與繪制長方體同樣的方法來繪制楔體。C、選擇“繪圖”-“實(shí)體”-“圓柱體”命令(CYLINDER)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“圓柱體”按鈕，可以繪制圓柱體或橢圓柱體。D、選擇“繪圖”-“實(shí)體”-“圓錐體”命令(CONE)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“圓錐體”按鈕，即可繪制圓錐體或橢圓形錐體。 E、選擇“繪圖”-“實(shí)體”-“球體”命令(SPHERE)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“球體”按鈕，都可以繪制球體。 F、選擇“繪圖”-“實(shí)體”-“圓環(huán)體”命令(TO

10、RUS)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“圓環(huán)體”按鈕，都可以繪制圓環(huán)實(shí)體，此時(shí)需要指定圓環(huán)的中心位置、圓環(huán)的半徑或直徑，以及圓管的半徑或直徑。 通過二維圖形創(chuàng)建實(shí)體在AutoCAD中，選擇“繪圖”-“實(shí)體”-“拉伸”命令(EXTRUDE)，可以將2D對象沿Z軸或某個(gè)方向拉伸成實(shí)體。拉伸對象被稱為斷面，可以是任何2D封閉多段線、圓、橢圓、封閉樣條曲線和面域，多段線對象的頂點(diǎn)數(shù)不能超過500個(gè)且不小于3個(gè)。 對二維線進(jìn)行拉伸方法1 在命令欄中輸入快捷鍵為EXT2 指定位伸的高度3 指定拉伸的傾斜角度4 確定使用“繪圖”|“實(shí)體”|“旋轉(zhuǎn)”命令，將二維對象繞某一軸旋轉(zhuǎn)生成實(shí)體。用于旋轉(zhuǎn)的二維對象可以是封

11、閉多段線、多邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環(huán)及封閉區(qū)域。三維對象、包含在塊中的對象、有交叉或自干涉的多段線不能被旋轉(zhuǎn)，而且每次只能旋轉(zhuǎn)一個(gè)對象。 第十七課時(shí) 三維實(shí)體的編輯三維實(shí)體的布爾運(yùn)算在AutoCAD中，可以對三維實(shí)體進(jìn)行并集、差集、交集布爾運(yùn)算來創(chuàng)建復(fù)雜實(shí)體。l 并集運(yùn)算：并集是指將兩個(gè)實(shí)體所占的全部空間作新為物體l 差集運(yùn)算：指A物體在B物體上所占空間部分清除，形式的新物體（A-B或 B-A）l 交集運(yùn)算：指兩個(gè)實(shí)體的公共部公做為新物體。A、選擇“修改”-“實(shí)體編輯”-“并集”命令(UNION)，或在“實(shí)體編輯”工具欄中單擊“并集”按鈕，可以實(shí)現(xiàn)并集運(yùn)算。 使用并集的步驟 ：1.

12、從“修改”菜單中選擇“實(shí)體編輯”或單擊中的按紐。 2. 為并集選擇一個(gè)面域。 3. 選擇另一個(gè)面域。 4. 可以按任何順序選擇要合并的面域。繼續(xù)選擇面域，或按 ENTER 鍵結(jié)束命令。B、選擇“修改”-“實(shí)體編輯”-“差集”命令(SUBTRACT)，或在“實(shí)體編輯”工具欄中單擊“差集”按鈕，可以實(shí)現(xiàn)差集運(yùn)算使用差集的步驟 ：1. 從“修改”菜單中選擇“實(shí)體編輯”或單擊中的按紐。 2. 選擇一個(gè)或多個(gè)要從其中減去的面域，然后按 ENTER 鍵。 3. 選擇要減去的面域，然后按 ENTER 鍵。 即：已從第一個(gè)面域的面積中減去了所選定的第二個(gè)面域的面積。C：選擇“修改”-“實(shí)體編輯”-“交集”命令

13、(INTERSECT)，或在“實(shí)體編輯”工具欄中單擊“交集”按鈕，可以實(shí)現(xiàn)交集運(yùn)算。 使用交集的步驟 1. 從“修改”菜單中選擇“實(shí)體編輯”或單擊中的按紐。 2. 選擇一個(gè)相交面域。 3. 選擇另一個(gè)相交面域。 4. 可以按任何順序選擇面域來查找它們的交點(diǎn)繼續(xù)選擇面域，或按 ENTER 鍵結(jié)束命令編輯三維對象在AutoCAD中，選擇“修改”-“三維操作”子菜單中的命令，可以對三維空間中的對象進(jìn)行陣列、鏡像、旋轉(zhuǎn)及對齊操作。 A、選擇“修改”-“三維操作”-“三維陣列”命令(3DARRAY)，可以在三維空間中使用環(huán)形陣列或矩形陣列方式復(fù)制對象。 B、選擇“修改”-“三維操作”-“三維鏡像”命令(

14、MIRROR3D)，可以在三維空間中將指定對象相對于某一平面鏡像。執(zhí)行該命令并選擇需要進(jìn)行鏡像的對象，然后指定鏡像面。鏡像面可以通過3點(diǎn)確定，也可以是對象、最近定義的面、Z軸、視圖、XY平面、YZ平面和ZX平面。 C、選擇“修改”-“三維操作”-“三維旋轉(zhuǎn)”命令(ROTATE3D)，可以使對象繞三維空間中任意軸(X軸Y軸或Z軸) 、視圖、對象或兩點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，其方法與三維鏡像圖形的方法相似。D、選擇“修改”-“三維操作”-“對齊”命令(ALIGN)，可以對齊對象。對齊對象時(shí)需要確定3對點(diǎn)，每對點(diǎn)都包括一個(gè)源點(diǎn)和一個(gè)目的點(diǎn)。第1對點(diǎn)定義對象的移動，第2對點(diǎn)定義二維或三維變換和對象的旋轉(zhuǎn)，第3對點(diǎn)定義對

15、象不明確的三維變換。此工具欄中其它工具的含義：拉伸面：將選定的三維實(shí)體對象的面拉伸到指定的高度或沿一路徑拉伸。一次可以選擇多個(gè)面。移動面：沿指定的高度或距離移動選定的三維實(shí)體對象的面。一次可以選擇多個(gè)面。偏移面：按指定的距離或通過指定的點(diǎn)，將面均勻地偏移。正值增大實(shí)體尺寸或體積，負(fù)值減小實(shí)體尺寸或體積。刪除面：從選擇集中刪除先前選擇的邊。旋轉(zhuǎn)面：繞指定的軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)面、多個(gè)面或?qū)嶓w的某些部分。旋轉(zhuǎn)角度：從當(dāng)前位置起，使對象繞選定的軸旋轉(zhuǎn)指定的角度。傾斜面：按一個(gè)角度將面進(jìn)行傾斜。 傾斜角度的旋轉(zhuǎn)方向由選擇基點(diǎn)和第二點(diǎn)（沿選定失量）的順序決定。復(fù)制面：從三維實(shí)體上復(fù)制指定的面。著色面：從三維實(shí)體上

16、給指定的面著上指定顏色。復(fù)制邊和著色邊同上方法一樣。壓?。何淖植荒軌河?，與物體底面平行，被壓印的對象必須與選定對象的一個(gè)或多個(gè)面相交。壓印操作僅限于下列對象：圓弧、圓、直線、二維和三維多段線、橢圓、樣條曲線、面域、體及三維實(shí)體。清除：清除的是壓印的物體。分割：用于布爾運(yùn)算后的物體。抽殼：選擇三維物體右擊確定，然后輸入抽殼的數(shù)值，用差集布爾運(yùn)算相減就能看出抽殼效果。第十八課時(shí) 渲染工具欄1、選擇“視圖”菜單下的“渲染”命令中的“渲染”命令或單擊中的按紐，打開“渲染”對話框，可以從中對場景或指定對象進(jìn)行渲染。渲染模型的步驟 1. 顯示模型的三維視圖。 2. 選擇“視圖”菜單下的“渲染”命令中的“渲

17、染”命令或單擊中的按紐。 3. 在“渲染”對話框中設(shè)置選項(xiàng)或接受默認(rèn)設(shè)置。 · 在“渲染選項(xiàng)”下選擇“平滑著色”來平滑多邊形面之間的邊。 與“平滑著色”相關(guān)的還有“平滑角度”，它設(shè)置 AutoCAD 區(qū)別邊的角度值。默認(rèn)的角度設(shè)置為 45 度。小于 45 度的角將平滑處理，大于 45 度的角被看作是邊。· 在“渲染選項(xiàng)”下選擇“其他選項(xiàng)”。然后，在“照片級真實(shí)感渲染選項(xiàng)”對話框中選擇所需的選項(xiàng)。 4. 要將圖像渲染到屏幕上，請確認(rèn)“目標(biāo)”設(shè)置為“渲染窗口”或“視口”。在渲染圖形時(shí)，如果在“渲染”對話框的“目標(biāo)”選項(xiàng)組的下拉列表框中選擇“渲染窗口”選項(xiàng)，可以直接在渲染窗口中顯

18、示渲染效果 。如果將“目標(biāo)”設(shè)置為“文件”，則圖像直接輸出到文件，不顯示在屏幕上。 5. 選擇一個(gè)已命名的場景或當(dāng)前視圖。 6. 選擇“渲染”。 經(jīng)過一段時(shí)間（長短由圖形大小決定），AutoCAD 會顯示模型的渲染圖像。 注:在“目標(biāo)”設(shè)置為“文件”是，存的格式為（.bmp）渲染選定對象的步驟 1. 顯示模型的三維視圖。 2. 選擇“視圖”菜單下的“渲染”命令中的“渲染”命令或單擊中的按紐。 3. 在“渲染”對話框中選擇“查詢選擇集”，然后選擇“渲染”。 4. 在圖形中選擇一個(gè)或多個(gè)對象。 5. 按 ENTER 鍵完成選擇。這時(shí)，AutoCAD 只渲染所選的對象設(shè)置渲染材質(zhì)在渲染對象時(shí)，使用材

19、質(zhì)可以增強(qiáng)模型的真實(shí)感。在AutoCAD中，系統(tǒng)預(yù)定義了多種材質(zhì)，可以將它們應(yīng)用于三維實(shí)體模型中。要打開材質(zhì)庫，可在“材質(zhì)”對話框中單擊“材質(zhì)庫”按鈕。輸入或輸出材質(zhì)的步驟 1. 從“視圖”菜單中選擇“渲染”中“材質(zhì)庫”或單擊中的按紐。 2. 在輸入或輸出材質(zhì)之前，請選擇“預(yù)覽”以從樣本圖像中的小球體或立方體上查看材質(zhì)的渲染情況。 3. 要向圖形中的材質(zhì)列表中添加材質(zhì)，請?jiān)凇爱?dāng)前庫”下從材質(zhì)庫列表中選擇一種材質(zhì)，然后選擇“輸入”。 選擇的材質(zhì)將出現(xiàn)在“當(dāng)前圖形”下的列表中。輸入材質(zhì)可將該材質(zhì)及其參數(shù)復(fù)制到圖形的材質(zhì)列表中，材質(zhì)并不會從庫中刪除。 4. 要從圖形中向材質(zhì)庫輸出材質(zhì)，請?jiān)凇爱?dāng)前圖形”下的列表中選擇一種材質(zhì)，然后選擇“輸出”。 材質(zhì)將出現(xiàn)在“當(dāng)前庫”下的列表中。 5. 要將當(dāng)前圖形中的材質(zhì)保存到一個(gè)已命名的材質(zhì)庫 (MLI) 文件中，以便和其他圖形一起使用這些