cad三維教程_secret

1、計算機繪圖（中級）學(xué)習(xí)方法1、加“蓋”的技巧 用LINE命令畫的封閉線段賦予一定厚度后，只能形成側(cè)面，而頂部沒有蓋。繪制有蓋的三維模型，可用填充面命令，先繪制實心的二維圖形，再使該填充面具有厚度，即可顯示出頂面有蓋的效果。 具有一定寬度的PLINE對象賦予厚度后，也同樣顯示出頂面有蓋的效果。直線邊界的空頂，或三維空間任意平面上的空洞，可用3DFACE命令補上一個“蓋”；三維空間任意平面上的曲線邊界的蓋，可用UCS（用戶坐標系）命令先將工作平面設(shè)定在其上，然后再使其形成面域，從而得到理想的“蓋”的效果。 2、使用圖層組織圖形的技巧 LAYER（層）是AutoCAD 2000一個非常強大的組織工具

2、。用戶可以把不同性質(zhì)的內(nèi)容布置在不同的層里，當(dāng)圖形復(fù)雜時，可以隨時打開或關(guān)閉某些層，以便更容易顯示圖形并對其進行修改。許多學(xué)員在三維建模時始終一個圖層，看上去眼花繚亂，分不清子丑寅卯，很不方便。多使用一些不同顏色的圖層，可帶來方便。 3、充分利用平面視圖（PLAN）命令的技巧 建立三維模型，常常要在各種繪圖平面上進行二維繪圖，這當(dāng)然離不開用戶坐標系的建立或切換；但是由于觀察方向與繪圖平面間通常有一定角度，所以這些二維繪圖，看上去不工整，對于學(xué)員來說，往往感覺到很別扭。盡管可以用三維動態(tài)觀察器（3DORBIT）方便的調(diào)整視圖，但總不能滿意地進行所需的二維繪圖，此時利用“觀察UCS的平面視圖（PL

3、AN）命令”,可以使繪圖平面（UCS的XY平面）與屏幕繪圖區(qū)平行，如同世界坐標系里的二維繪圖一般，非常方便。 4、先加后減的技巧 構(gòu)建相對復(fù)雜一些的實心體模型時，常需要反復(fù)多次使用布爾集合運算的“加（UNION）”和“減（SUBTRACT）”。如果使用次序不當(dāng)，會造成麻煩?？偟姆▌t是先加后減，即先操作需要加的實體集合，然后再去做“減”集合；可保證較高的速度和成功率。 5、貫通路徑的技巧 運用拉伸（EXTRUDE）的方法建立實心體的第二個操作選項是按指定的路徑拉伸；可以作為路徑的有：直線、圓、圓弧線、橢圓、橢圓弧線，多段線、樣條曲線。被拉截面將沿路徑并垂直于路徑上每點的切線方向生成一個拉伸體。初

4、學(xué)者常出現(xiàn)不能順利沿路徑拉伸的現(xiàn)象，也就是通常所說的“路不通”；為此，貫通路徑的方法是： （1）路徑線不要與三維物體輪廓線處于同一個平面上，因為拉伸建立的是一個三維實心體；此外，路徑線的曲折程度也要控制在拉伸后的三維實體所支持范圍內(nèi)；例如路徑線為圓弧，所選拉伸截面是圓，如果圓的半徑大于圓弧的半徑就不能構(gòu)成拉伸實心體，因為沿路徑線拉伸后體自相交是不允許的。 （2）如果路徑線是樣條曲線，則該樣條曲線端點（拉伸起點）處的切線方向要垂直于被拉伸輪廓線平面。 6、不失外觀的技巧 AutoCAD 2000支持三種類型的三維模型：線框模型、表面模型和實體模型。其中表面模型和實體模型在顯示器上顯示時，常用有限

5、的線條來表達，即所謂的“三維線框顯示方式”；軟件系統(tǒng)默認情況下，顯示的線條少，外觀不好看。不失外觀的辦法是，對于表面模型，將系統(tǒng)變量SURFTAB1（網(wǎng)格密度）和SURFTAB2的設(shè)置值變大后，再進行表面造型。對于實體模型，將系統(tǒng)變量ISOLINES（線框密度）的設(shè)置值變大后，再進行實體造型。顯示或渲染時還可將系統(tǒng)變量FACETRES的設(shè)置值變大，效果會更好。應(yīng)該注意的是，上述設(shè)置值不能太大，否則，盡管顯示的線條多了，外觀效果好了，但圖形文件將過大，顯示的時間會過長。因此，正確的做法是在不失外觀的前提下，盡可能把上述三變量的設(shè)置值減小。 7、三維編輯的技巧 用三維編輯工具ALIGN、ROTAT

6、E3D，MIRROR3D和3DARRAY取代二維編輯命令MOVE、ROTATE、MIRROR和ARRAY是一個小技巧。這是因為二維編輯命令的編輯效果要考慮到當(dāng)前的工作平面，即當(dāng)前用戶坐標系的XY平面，初學(xué)者在三維操作中往往不清楚當(dāng)前坐標系是絕對坐標系還是用戶坐標系，或者當(dāng)前是哪一個用戶坐標系，此時用二維編輯往往會出現(xiàn)錯誤的結(jié)果。而用三維編輯工具，盡管操作步驟多了一兩步，但效果的可靠性大大增加，效率提高。 8、繪制三維螺旋線的技巧 建筑模型的構(gòu)建有時需要三維螺旋面、螺旋線；機械產(chǎn)品的造型有時需要繪制三維實體螺紋、彈簧和齒輪。這些特殊的需要，AutoCAD 2000并沒有提供；怎么辦？可以通過加載

7、應(yīng)用程序來滿足。比如可以在網(wǎng)頁上下載3DSPIRAL.ZIP( 用于螺旋線的繪制)、AUTOGEAR.ZIP（參數(shù)化繪制三維齒輪）、AUTOSPRING.ZIP（繪制三維彈簧）、THREAD.ZIP（繪制實體上的螺紋包括管螺紋和公制螺紋）等應(yīng)用程序。 計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)，正在全國范圍內(nèi)被各行各業(yè)所應(yīng)用，它對企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)能力、對企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的提高作用已被廣大企業(yè)家和技術(shù)人員所認識。同時，CAD技術(shù)也是21世紀設(shè)計和技術(shù)人員必備的高新技術(shù)，它是計算機信息技術(shù)和相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，有了它，專業(yè)人員可以在本專業(yè)領(lǐng)域縱橫馳騁、揮灑自如地進行各種產(chǎn)品和工程的設(shè)計，構(gòu)思出各種巧妙美觀

8、的造型。AUTOCAD-2004 UCS三維變換與三維建模摘要：三維建模的關(guān)鍵理論是UCS三維變換，UCS三維變換是AUTOCAD-2004教程的重點與難點，本文用三維建模的實例詳細解析了七種UCS的三維變換方法，收到較好的效果。關(guān)鍵詞：UCS；三維變換；三維建模；教學(xué)UCS三維變換教學(xué)是AUTOCAD-2004教材的重點和難點。學(xué)生從二維繪圖到三維繪圖要經(jīng)過建立三維空間概念的過程，三維坐標系的空間變換是這個學(xué)習(xí)過程的關(guān)鍵理論。講解每一個實例的過程中，以明晰的操作步驟慢漫地引入UCS三維變換的概念。在學(xué)習(xí)實例的操作步驟中，加入三維建模的應(yīng)用技巧，使學(xué)生對所學(xué)的概念能融會貫通。 用戶坐標系：UC

9、S用戶坐標系 是一種可變動的坐標系統(tǒng)。大多數(shù)CAD的編輯命令取決于 UCS 的位置和方向。UCS 命令設(shè)置用戶坐標系在三維空間中的X，Y，Z三個方向，它還定義了二維對象的拉伸方向。CAD共有七種方法定義新坐標系。1 X軸旋轉(zhuǎn)90度確定UCS ：同理UCS繞Y軸旋轉(zhuǎn)90度與UCS繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度會得到不同的用戶坐標系。（圖1）四個圖中X軸方向不變， UCS每繞X軸旋轉(zhuǎn)90度，Z軸的方向改變一次。Z軸的方向即拉伸方向. 例1：（圖2）對象繞X軸旋轉(zhuǎn)90度（圖3），（圖2）對象繞Y軸旋轉(zhuǎn)180度, 相當(dāng)于連續(xù)執(zhí)行兩次繞Y軸旋轉(zhuǎn)90度（圖4），（圖2）對象繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度。（圖5）。 2三點確定UCS

10、 （圖6）: 指定新 UCS 原點及其 X 和 Y 軸的正方向。Z 軸的正方向由右手定則確定。用此選項可指定任意坐標系。 第一點指定新 UCS 的原點。第二點定義了 X 軸的正方向。第三點定義了 Y 軸的正方向。例2：在立方體的表面畫園錐體（圖7）：三點確定UCS的頂面和Z軸的正方向。例3：在立方體的左側(cè)面畫窗（圖8）： 三點確定UCS的左側(cè)面及Z軸方向。例4：在立方體的前面畫門（圖9）：三點確定UCS的前面及Z軸方向。用戶坐標系UCS定義好后，可用厚度與標高確定三維網(wǎng)格模型。對象的標高對應(yīng)該平面的Z值。對象的厚度是對象被拉伸的距離。雨蓬的標高對應(yīng)該平面的Z值。雨蓬的厚度是對象被拉伸的距離。

11、例5：繪制五角頂曲面（圖10）：1，2，3三點定UCS，兩點加半徑畫弧。重復(fù)5次三點定UCS畫?。▓D11）。畫弧命令用起點，端點，半徑選項。例6：繪制翹屋頂：三點確定UCS（圖12），用ARC命令繪制翹屋頂弧線（圖13）。同理，在其它面繪制弧線，都要變換UCS。也可用三維鏡像命令繪制其它弧線。用邊定曲面命令分別點擊四條弧形邊界（圖14）。3拉伸正Z軸方向確定UCS ：例7：圓柱從球中伸出（圖15）：先點擊圖標，點擊球的原點，既新的坐標原點，再確定Z軸方向，繪制小圓，執(zhí)行拉伸命令，沿正Z軸方向拉伸小圓。例8：拉伸三角支架（圖16）：先點擊圖標，點擊支架截面的原點，確定Z軸方向，執(zhí)行拉伸命令，沿正

12、Z軸方向拉伸支架的三個小圓。4改變坐標原點的位置，確定新的UCS （圖15）：通過移動當(dāng)前 UCS 的原點，保持其 X、Y 和 Z 軸方向不變，從而定義新的 UCS。相對于當(dāng)前 UCS 的原點指定新原點。例9：繪制樓梯：先點擊圖標，點擊樓梯截面的新原點，新的 UCS由此確定（圖17）。拉伸樓梯截面時，與Z軸方向相反，這時只需輸入負拉伸高度（圖18）。例10：繪制螺母：先點擊圖標，點擊螺母輔助截面的中點（圖19），即新原點。選中絲桿軸線上的圓心，用MOVE命令使絲桿軸線上的圓心與螺母輔助截面上的中點重合（圖20），用布爾減命令先點擊螺母，點擊右鍵，點擊絲桿即可得到螺母（圖21）。5面確定新的UC

13、S （圖22）：將 UCS 與選定的面對齊。如果要選擇某一個面，就在此面的邊界內(nèi)或面的邊界上單擊，被選中的面將亮顯。X 軸將與找到的面上的最近的邊對齊。例11：管道的拉伸（圖23）：關(guān)鍵是用面確定新的UCS后，拉伸路徑垂直于管道截面，管道截面與XY平面平行。例12：沿路徑拉伸弧形墻體（圖24）：面確定新的UCS后，拉伸路徑垂直于要拉伸的墻面。例13：拉伸吊橋（圖25）：選定立柱的輔助截面，定義新的坐標系，鐵索的截面與立柱的輔助截面是同一坐標系。拉伸時，先選中鐵索截面，再點擊弧形路徑。吊橋的其它部分拉伸前都要確定新的UCS。6對象確定新的UCS ：根據(jù)選定的三維對象定義新的坐標系。例14：拉伸三

14、維面上的圓（圖26）：先點擊，再選定三維面上的圓，定義新的坐標系。執(zhí)行拉伸命令，沿正Z軸方向拉伸三維面上的圓。例15：繪制曲面屋頂: 先點擊，再選定立方體上的邊，定義新的坐標系。在四個不同的坐標系下繪制四條弧形邊界（圖27）。再用邊定曲面命令分別點擊四條弧形邊界（圖28）。例16：繪制圓錐滾子軸承：在正視圖上繪制軸承外圈，內(nèi)圈和圓錐滾子（圖29），在當(dāng)前UCS下用 REVOLVE命令旋轉(zhuǎn)外圈，內(nèi)圈（圖30），先點擊，再選定圓錐滾子的軸心，定義新的坐標系，用REVOLVE命令旋轉(zhuǎn)圓錐滾子（圖31）。7視圖確定新的UCS （圖32）：建立的新坐標系，是平行于屏幕的平面即 XY 平面，UCS 原點保

15、持不變。剖切面與當(dāng)前視口視圖的XY平面平行。例16：獲取平行于屏幕的平面：點擊圖標 （圖33），點擊 section，三點確定剖的切面（圖34），用MOVE命令把剖切面移出立方體外既可得到平行于XY平面的剖切圖形（圖35）。例17：給三維視圖標注文字：在三維視圖中標注文字，文字與UCS對齊（圖36）。在三維視圖中標注的文字若需以正常形式顯示，那么就要用 變換UCS后，再輸入文字（圖37）。例18：繪制亭子（圖38）：亭子頂面用三維面3DFACE命令 繪制。用三點確定UCS后，每一個三維面都是從頂點開始依次選擇三角形的另外而個點，再回到頂點。繪制欄桿，變換UCS，用修改多線的厚度繪制欄桿擋板與亭

16、子圍欄。變換UCS，繪制樓梯，用三維鏡像或三維陣列繪制其它樓梯。變換UCS，繪制圓桌，橙子，柱子。此例，多種變換UCS的方法都可使用。并不拘于哪一種，根據(jù)具體情況，哪種變換方便用哪種。應(yīng)用AutoCAD幾何計算器實現(xiàn)快速定位本文主要講述在實際使用AutoCAD過程中，怎樣應(yīng)用AutoCAD幾何計算器來實現(xiàn)快速定位。 引言 幾何計算器是AutoCAD R12提供的一個十分有用的工具。和普通的計算器一樣，幾何計算器可以完成、*和/的運算以及三角函數(shù)的運算。這使得用戶在使用AutoCAD繪圖過程中，可以在不中斷命令的情況下用計算機進行算術(shù)運算，AutoCAD則將運算的結(jié)果直接作為命令的參數(shù)使用。但重

17、要的是，和一般的計算器不同，AutoCAD幾何計算器可以作幾何運算。它可以作坐標點和坐標點之間的加減運算，可以使用AutoCAD的OSNAP模式捕捉屏幕上的坐標點參與運算，還可以自動計算幾何坐標點。如計算兩條相交直線的交點，計算直線上的等分點等。此外，AutoCAD幾何計算器還具有計算矢量和法線的功能。當(dāng)然，AutoCAD幾何計算器還有其它的功能，這里就不一一羅列。 在使用AutoCAD繪圖中，常常需要確定一些無法直接給出坐標的點。例如，任意兩點間的中點；和任意方向直線相切的圓的圓心；以及直線上任意等分點等。這就是我們通常所說的CAD繪圖的定位問題。實際上，在許多計算機繪圖場合，定位是否方便和

18、精確往往直接影響作圖的效率和速度。因此，應(yīng)該充分利用AutoCAD幾何計算器的幾何運算功能，來實現(xiàn)AutoCAD繪圖中的快速定位。 在命令提示Command：下鍵入CAL或激活下拉式菜單的輔助菜單項拾取其中幾何計算菜單項都可啟動AutoCAD幾何計算器。CAL命令也是一個透明命令，可以在其它的命令下隨時啟動幾何計算器。此外，還可以在AutoLISP程序中使用CAL命令。 下面是利用AutoCAD幾何計算器的幾何運算功能實現(xiàn)在AutoCAD繪圖中經(jīng)常遇到的幾個快速定位的實例。 1在兩實體間確定中點 這里不需先在兩個實體之間畫一條輔助線再用OSNAP的MID模式得到中點。例如，要從一個圓心和一直線

19、的端點之間的中心為起點畫一直線。操作過程如下：Command: lineFrom point: cal (啟動幾何計算器) Expression: (cen+end)/2 (輸入表達式，這里計算器把OSNAP的cen和end模式當(dāng)作點坐標的臨時存儲單元) Select entity for CEN snap:(用光標捕捉圓心) Select entity for END snap:(用光標捕捉直線的端點)To point: 其它的目標捕捉模式如int、ins 、tan等等均可在幾何計算表達式中使用。如果用表達式(curcur)/2代替表達式(cen+end)/2，則可以在計算機要求輸入點時，再

20、設(shè)定OSNAP方式來捕捉所需的點。 2確定一條直線上的任意等分點和與直線端點定長的點 使用幾何計算器提供的plt和pld函數(shù)可以完成這個操作。假設(shè)屏幕上有一端點為A和B的直線，要在直線上獲得分直線段AB為1比2的點。仍以畫直線為例，操作過程如下：Command: lineFrom point: cal Expression: plt(end,end,1/3) Select entity for END snap:(用光標捕捉端點A) Select entity for END snap:(用光標捕捉端點B后即得到距A點為1/3線段長的點)To point: 如果要得到直線上距端點A為5的點，使

21、用函數(shù)pld(end,end,5)代替上面操作過程中的plt(end,end,1/3)即可。 3用相對坐標來確定點 在繪圖中，經(jīng)常要相對一條線畫出另一條線，下面就是操作過程：Command: lineFrom point: cal Expression: end+2,3(作點和點的相加運算) Select entity for END snap:(捕捉一基準直線的端點后即可獲得距端點相對位移(2，3)的點)To point: 這個功能和AutoCAD R13中提供的From目標捕捉模式相似。 4作和一斜線相切的圓以及過圓上一點作圓的切線 利用AutoCAD正交模式可容易地畫出和垂直線或水平線相

22、切的圓。畫一個和斜線相切的圓則需要準確地確定圓心。操作過程如下：Command: circle3P/2P/TTR/: cal Expression: cur+3*nee(cur表示用光標在屏幕上拾取一個點，nee函數(shù)用來計算兩端點矢量的法線，3是圓的半徑) Enter a point:nea(用光標在直線上捕捉一個點作為圓和直線的切點)to Select one endpoint for NEE:(用光標捕捉直線的一個端點) Select another endpoint for NEE:(用光標捕捉直線上的另一個端點)Diameter/ : 3(給出圓的半徑后即可畫出這個圓)改變光標捕捉直線

23、兩個端點的順序可在直線的另一側(cè)畫圓。 假設(shè)過圓和一直線的交點作圓的切線的操作過程如下：Command: lineFrom point: int(捕捉交點)ofTo point: cal Expression: int+3*nor(cen,int) Select entity for INT snap:(用光標捕捉交點) Select entity for CEN snap:(用光標捕捉圓心) Select entity for INT snap:(再用光標捕捉交點即畫出從交點出發(fā)長度為3的已知圓的切線)To point: 5過一條斜線上的已知點作斜線的垂線因為是非水平非垂直的直線所以不能用Au

24、toCAD的正交模式畫直線的垂線。利用幾何計算器可直接畫出和斜線垂直并且為確定長度的直線。實際上這是一個如何確定垂線的另一個端點的問題。其操作過程如下：Command: lineFrom point: mid(設(shè)過直線的中點作垂線)ofTo point: cal Expression: mid+5*nee(5是垂線的長度) Select entity for MID snap:(用光標選擇斜線捕捉中點) Select one endpoint for NEE:(用光標捕捉直線的端點) Select another endpoint for NEE:(用光標捕捉直線的另一個端點)to point

25、: 同樣，改變光標捕捉直線端點的順序，也可在直線的另一側(cè)畫垂線。AutoCAD的三維拉伸提起AutoCAD，可能我們天天都在使用制作工程圖，我想主要是二維的圖形。如果提到三維，我們也許更習(xí)慣于用3D STUDIO MAX或VIZ等軟件，可是你是否想過，用AutoCAD來完成大部分的三維基礎(chǔ)建模工作，象3D STUDIO MAX和3D STUDIO VIZ這樣的軟件，更多地用于后期的材質(zhì)和渲染處理？我覺得這種流程值得研究，其實AutoCAD的精確建模功能是很強的，不利用很可惜，而且它對計算機的硬件資源的要求也相對較低，更適合大量的建模工作；另外，還有一個原因就是我們有大量的平面圖可供參考，通過簡

26、單的拉伸，我們可以很容易地將它們轉(zhuǎn)化為三維圖形，下面我將給大家舉兩個三維拉伸的例子，使大家對ACAD的三維建模有一個簡單的認識。在各種三維操作中最簡單有效的就是三維拉伸了，這是我們?nèi)S建模的基本方法，也是各種三維軟件的基礎(chǔ)。試想我們手中有一張如右圖所示的建筑平面圖，看看我們?nèi)绾伟阉斐蔀橐粋€三維物體；首先，可以選擇各個墻面、立柱進行拉伸，然后再對很多很具體的細部如門窗，樓梯等通過放大有選擇地進行拉伸，這樣我們就可以很全面地完成從平面到立體的操作。我們可以這樣認為，這種拉伸的方式是一種對點、線、面屬性的Z坐標的操作。 具體操作：在選擇了我們要拉伸物體，比如立柱、墻面等后，從Object Pro

27、perties工具條中選擇屬性Properties選項，在彈出的Modify Polyline對話框中選擇Thickness屬性項，并給予它一個具體的厚度值（如輸入一個4000mm），然后點擊OK退出，你會發(fā)現(xiàn)你的平面圖形變成三維的了，左圖就是對剛才平面圖形拉伸后的三維模型，這就是一個通過修改它的Z軸的屬性值來實現(xiàn)對它的三維拉伸的簡單實例。這種方法大多用于對俯視圖的操作。 此外還有一種是基于實體的三維拉伸，通過這種實體的拉伸方式也同樣可以實現(xiàn)從平面到三維的建模目的。這種方法往往是用于對一個物體的側(cè)立面圖的操作。如右圖是一個簡化的建筑立面圖，我們首先選擇適當(dāng)?shù)娜S視點，如果沒有打開實體建模工具箱

28、，可從View菜單條中選取Toolbar項，點擊，會彈出工具條選項，選取Solids實體工具選項，就可以在桌面上加載實體工具條，或通過在任意工具條上點擊鼠標右鍵，來擊活Toolbar對話框，然后加載實體工具條，如下圖所示。 下面我們就可以進行立面圖上的三維拉伸了，選取Solids工具條中的Extrude選項回車，在Select objects:的提示下，選擇大的外墻面及四個窗框回車，在Path/:的提示下輸入要拉伸的高度值（400mm），我們就可以拉伸出右圖的立體圖形，接下來我們需要對它做一些編輯和修改，打開Modify II工具條，選擇Subtract選項，該功能主要用于在我們拉伸好的墻面上

29、將有窗戶的部分剔除，為隨后窗戶的安裝提供合理的空間，具體操作：在點擊Subtract選項后，回讓選擇大的主立面，選擇后回車，又回讓我們選擇需要剔除的四個實體，選擇后回車，這樣一個去處了窗戶空間的墻體立面就拉伸起來了，隨后的工作就是拉伸窗沿，再選擇Modify II工具中的Union選項，合并窗沿和墻面，剩下的工作就是對窗體進行建模，同樣我們也可以采用拉伸和有選擇的去處和合并的操作來實現(xiàn)窗戶的建模。最后安上窗戶，進行一下90度的三維翻轉(zhuǎn)我們就得到右圖的效果?？梢韵胂笕绻覀冇辛藥讉€立面的平面圖，不管建筑是如何復(fù)雜，我們都是可以分別進行拉伸建模，最后再細心的進行一下組裝就能很好地完成我們的三維建模

30、工作了。 上面的兩個小例子只是對ACAD的三維拉伸的一個簡單的介紹，一個是從基礎(chǔ)的平面圖上進行的三維拉伸，另一是從側(cè)立面圖上進行的拉伸，其實在我們的實際操作中，兩種方法往往是相互結(jié)合的，其實只有多種技巧相結(jié)合才能又快又好的完成我們的實際工作?？傊?，熟練地應(yīng)用ACAD進行三維操作，需要我們不斷地進行實踐，從工作中總結(jié)經(jīng)驗。引言 由于計算機三維技術(shù)能逼真地虛擬現(xiàn)實模型,以立體的、有光的、有色的生動畫面表達大腦內(nèi)產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果,較之于傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖更符合人的思維習(xí)慣與視覺習(xí)慣,因此三維設(shè)計方式在技術(shù)領(lǐng)域已引起極大的重視,取代二維設(shè)計將成為今后發(fā)展趨勢。三維造型技術(shù)從最初的三維CAD已發(fā)展到目前專用

31、的基于特征造型的三維軟件,常用的有SolidWorks、SolidEdge、MDT、Pro/E等。越來越多的人開始學(xué)習(xí)該類軟件,隨之也出版了大量的學(xué)習(xí)該類軟件的書籍,但這些書普遍存在這樣的特點即對某一軟件的繁多命令的介紹,或針對某一實例具體指出操作步驟并未解釋該操作方案產(chǎn)生的由來,似乎是某個軟件的指導(dǎo)說明書,客觀上起到了使初學(xué)者一開始就花費大量的時間和精力去學(xué)習(xí)和適應(yīng)軟件命令這樣一種導(dǎo)向,導(dǎo)致造型實踐往往是盲目的、經(jīng)驗化的。由于對繁多命令的記憶感到困難,在某種程度上制約了人們引進現(xiàn)代設(shè)計方式的速度,同時這種學(xué)習(xí)方法也影響了造型技能的提高。借鑒傳統(tǒng)制圖的學(xué)習(xí),由于有了畫法幾何理論的指導(dǎo),形成了一

32、種方便地學(xué)習(xí)機械制圖和建筑制圖等不同制圖的方式。因此有必要探索計算機3D圖的圖學(xué)理論和通用的思維模式,以應(yīng)對不同軟件的學(xué)習(xí),達到快速入門和有效提高造型技能的目的。CAD三維造型的內(nèi)涵 2001年7月舉辦的中日圖學(xué)教育研討會指出:計算機僅僅是設(shè)計和繪畫的工具,不僅要訓(xùn)練實際的設(shè)計和繪圖能力,更重要的是培養(yǎng)設(shè)計感覺和空間感覺。日本ThruIHARA教授也指出:“有個疑問,初學(xué)者一開始就運用計算機軟件創(chuàng)造,特別是在不好的技能操作下會造成幾何感覺和空間感覺的貧乏。這是一個必須繼續(xù)探討的焦點問題?！毕穸S繪圖那樣,鉛筆、圓規(guī)的動作是在大腦對圖形繪制構(gòu)思成熟的情況下,按大腦發(fā)出的指令執(zhí)行的,因此要想通過計

33、算機軟件把大腦中產(chǎn)生的設(shè)計模型即“心理模型”轉(zhuǎn)化成計算機虛擬模型,首先在大腦中對該心理模型要有一個心理造型過程。在大腦中運用圖學(xué)理論對心理模型的構(gòu)成及形體的形成用幾何術(shù)語進行系統(tǒng)準確的描述,從而規(guī)劃造型即“搭積木”的順序,該過程可稱之為心理造型語言系統(tǒng),計算機界面元素(菜單命令、圖標、光標)在大腦中留下了一個記憶系統(tǒng),這兩個系統(tǒng)是并行對應(yīng)的,當(dāng)大腦中的兩系統(tǒng)實現(xiàn)正確轉(zhuǎn)化才能有計算機的正確操作。三維造型就是一個心理造型語言與計算機界面元素轉(zhuǎn)化的過程。目前的學(xué)習(xí)重視了計算機界面元素的記憶,忽略了心理造型思維能力。實踐證明一個人的繪圖速度和正確性取決于他在大腦中對所繪模型形狀的清晰度,美國的有關(guān)3D

34、教育研究也指出最重要的是在設(shè)想和表達階段發(fā)生的活動。三維構(gòu)型圖學(xué)理論 3D軟件是基于特征的實體造型,因此與傳統(tǒng)的指導(dǎo)二維圖的投影理論不同,三維造型主要采用的是構(gòu)造實體幾何(ConstructiveSolidGeometry-CSG)及形體幾何特征形成分析等圖學(xué)理論。CSG是對實體的整體形成的分析,任何復(fù)雜實體都可看成是簡單單元體的組合,單元體稱為體素,一般用布爾運算(并集、差集、交集)來實現(xiàn)這種組合,形成分析是對每個體素幾何形成的具體分析,因此該思維模式是全三維的并且是在大腦中立體地模擬客觀世界中對實體加工過程的動態(tài)的心理活動。三維造型思維框架 根據(jù)三維構(gòu)型圖學(xué)理論,在未使用計算機前應(yīng)具有心理造型的一個思維框架。體素分解 傳統(tǒng)的手工二維圖或二維CAD圖是用各種線條繪制,無論怎樣圖形總能繪出,因此該順序的重要性顯得不太突出。而計算機實體造型是幾何特征的集合,其造型的先后順序尤為重要,類似于模擬客觀世界中對零件的加工順序,若安排不當(dāng)零件就無法生成,或生成過程太復(fù)雜。反之生成零件既簡單又方便。為此可以按模塊化的方式來處理,對造型體進行體素分解。分解原則為從反映形體主要特征的明顯程度和占總體積的大小及其主要功能等方面進行劃分,一般可分為