北郵社《道路工程CAD》教學課件NO10

POWEPOINT適用于商務主題及相關類別演示目錄模塊10

三維建?；A10.1三維幾何模型與用戶坐標系10.2

三維視圖的顯示10.3面域與布爾運算10.4三維實體的繪制10.5三維實體的編輯10.6三維模型的后期處理學習目標知識目標了解用戶坐標系、布爾運算等的概念及其應用；掌握常用的創(chuàng)建三維實體模型的方法；掌握三維實體模型常用的編輯方法。技能目標夠熟練地將三維坐標的變換過程運用到三維實體模型的創(chuàng)建過程中；能夠利用三維實體模型的各種觀察方法在立體圖和平面圖之間進行切換。模塊10

三維建?；A10.1三維幾何模型與用戶坐標系三維幾何模型10.1.1線框模型1.線框模型是一種輪廓模型，它用線（3D空間的直線及曲線）來表達三維實體。由于該模型不包含面及體的信息，不能使其消隱或著色；不含有體的數(shù)據(jù)，不能得到對象的質(zhì)量、重心、體積、慣性矩等物理特性，因此不能進行布爾運算。立體的線框模型10.1三維幾何模型與用戶坐標系表面模型2.

表面模型是用物體的表面表示物體。表面模型具有面及三維實體邊界信息，表面不透明，能遮擋光線，可以進行渲染及消隱。對于計算機輔助加工，用戶還可以根據(jù)零件的表面模型形成完整的加工信息，但是不能對表面模型進行布爾運算。兩個表面模型的消隱效果10.1三維幾何模型與用戶坐標系實體模型3.

實體模型包括線、面和體的全部信息。對于實體模型，可以先繪制出簡單的基本體模型，再通過“并集”“交集”“差集”三種布爾運算構(gòu)造復雜的組合體。實體模型10.1三維幾何模型與用戶坐標系三種幾何模型的比較

比較三維模型，如圖10-4所示，實體模型不僅具有較好的立體感，而且其信息最完整。因而，三維實體被廣泛應用于建筑、機械等設計領域。用戶坐標系的建立10.1.2世界坐標系與用戶坐標系的比較1.10.1三維幾何模型與用戶坐標系（1）絕大多數(shù)二維繪圖命令僅在與XY面平行的面內(nèi)有效。（2）便于將尺寸轉(zhuǎn)換為坐標值。10.1三維幾何模型與用戶坐標系圖10-5用戶坐標系中的BCGF面圖10-6將尺寸轉(zhuǎn)換為坐標值建立用戶坐標系的方法2.10.1三維幾何模型與用戶坐標系1）在BCGF內(nèi)畫圓在BCGF面內(nèi)畫圓10.1三維幾何模型與用戶坐標系2）在EFGH面內(nèi)畫內(nèi)接于正六邊形的圓在EFGH面內(nèi)畫內(nèi)接于正六邊形的圓10.1三維幾何模型與用戶坐標系3）在ABFE面內(nèi)畫矩形在ABFE面內(nèi)畫一個矩形10.2

三維視圖的顯示三維視圖的顯示方法10.2.1線框模型1.在繪制三維圖形時，由于觀察和繪圖的需要，必須經(jīng)常變換方位，為此AutoCAD2011設置了各種視圖顯示方法。隧道改變觀察方位的效果對比10.2

三維視圖的顯示圖10-11“視圖”工具欄在已打開的工具欄上右擊，在彈出的下拉菜單中選擇“視圖”命令，彈出“視圖”工具欄，該工具欄提供了上述10種顯示方式。10.2

三維視圖的顯示圖10-12“三維視圖”子菜單與三維視圖顯示相關的變量10.2.2改變?nèi)S圖形的曲面輪廓素線1.10.2

三維視圖的顯示

當實體（如球體和圓柱體等）中包含曲面時，曲面在線框模式下會用線條的形式來顯示，這些線條稱為素線。

使用系統(tǒng)變量ISOLINES可以設置曲面顯示的素線條數(shù)。變量ISOLINES的有效設置為0～2047的整數(shù)，默認值為4（此時系統(tǒng)用4條素線來表達一個曲面）。該值為0時，表示曲面沒有素線。如果增加素線的條數(shù)，則會使圖形看起來更接近三維實物。10.2

三維視圖的顯示圖10-13不同ISOLINES值對實體顯示的影響提示當ISOLINES的值設置得較大時，實體的顯示時間將變長。修改了圖形的ISOLINES的值之后，必須執(zhí)行regen（重生成）命令才可以更新顯示。10.2

三維視圖的顯示10.2

三維視圖的顯示以線框形式顯示實體輪廓2.使用系統(tǒng)變量DISPSILH可以以線框形式顯示實體輪廓，此時需要將其值設置為1，并用hide（消隱）或shademode（視覺樣式）命令將曲面的小平面隱藏，或單擊“視圖”選項卡中“視覺樣式”選項板的“隱藏”按鈕顯示實體輪廓（在“三維建?！惫ぷ骺臻g模式下）。不同DISPSILH值對實體輪廓顯示的影響如圖10-14所示。10.2

三維視圖的顯示圖10-14不同DISPSILH值對實體輪廓顯示的影響10.2

三維視圖的顯示（2）變量DISPSILH的設置適用于所有視口，但hide命令僅針對某個視口，因此在不同的視口中可以產(chǎn)生不同的消隱效果。（1）修改DISPSILH的值后，必須執(zhí)行hide命令才能看出效果。（3）執(zhí)行regen（重生成）或regenall（全部重生成）命令可以消除hide命令的效果。改變實體表面的平滑度3.10.2

三維視圖的顯示

在執(zhí)行hide、shademode或render（渲染）命令時，可通過修改系統(tǒng)變量FACETRES的值改變實體表面的平滑度。該變量用于設置曲面的面數(shù)，有效值為0.01～10.0，默認值為0.5，值越大，實體表面越光滑。圖10-15不同F(xiàn)ACETRES值對實體表面平滑度的影響提示

在執(zhí)行hide、shademode或render命令時，若要使變量FACETRES的值設置生效，則必須禁止輪廓顯示，即必須將變量DISPSILH的值設置為0。10.2

三維視圖的顯示創(chuàng)建面域10.3.110.3

面域與布爾運算（1）（2）（3）選擇“繪圖”→“面域”命令。單擊“繪圖”工具欄中的“面域”按鈕。輸入命令region（REG），并按Enter鍵。布爾運算10.3.210.3

面域與布爾運算“面域”布爾運算10.4

三維實體的繪制在三維實體的繪制過程中，為了提高繪制效率，建議使用“建模”工具欄。具體操作是在工具欄上右擊，在彈出的下拉菜單中選擇“建?！泵睿{(diào)出“建?！惫ぞ邫??！敖！惫ぞ邫?0.4

三維實體的繪制繪制多段體1.

多段體可以看作是帶矩形輪廓的多段線，只不過直接繪制出來的就是實體。選擇“繪圖”→“建?！薄岸喽误w（polysolid）”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉皩嶓w”選項卡的“圖元”選項板中的“多段體”按鈕（在“三維建?！惫ぷ骺臻g模式下），即可繪制多段體圖形。圖10-18多段體圖例繪制長方體2.10.4

三維實體的繪制

長方體是最基本的實體模型之一，其應用非常廣泛。選擇“繪圖”→“建?！薄伴L方體（box）”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉皩嶓w”選項卡的“圖元”選項板中的“長方體”按鈕（在“三維建?！惫ぷ骺臻g模式下），即可按尺寸要求繪制長方體。長方體示例繪制楔形體3.10.4

三維實體的繪制

選擇“繪圖”→“建?！薄靶w（wedge）”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉皩嶓w”選項卡的“圖元”選項板中的“楔形體”按鈕（在“三維建模”工作空間模式下），即可按尺寸要求繪制楔形體。圖10-20楔形體示例繪制圓錐體4.

選擇“繪圖”→“建?！薄皥A錐體（cone）”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉皩嶓w”選項卡的“圖元”選項板中的“圓錐體”按鈕（在“三維建?！惫ぷ骺臻g模式下），即可按尺寸要求繪制圓錐體。圓錐體示例10.4

三維實體的繪制繪制球體5.10.4

三維實體的繪制

選擇“繪圖”→“建?！薄扒蝮w（sphere）”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉皩嶓w”選項卡的“圖元”選項板中的“球體”按鈕（在“三維建模”工作空間模式下），即可按尺寸要求繪制球體。圖10-22球體示例繪制圓柱體6.10.4

三維實體的繪制

選擇“繪圖”→“建模”→“圓柱體（cylinder）”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉皩嶓w”選項卡的“圖元”選項板中的“圓柱體”按鈕（在“三維建?！惫ぷ骺臻g模式下），即可按尺寸要求繪制圓柱體。圖10-23圓柱體示例繪制圓環(huán)體7.10.4

三維實體的繪制

選擇“繪圖”→“建?！薄皥A環(huán)體（torus）”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉皩嶓w”選項卡的“圖元”選項板中的“圓環(huán)體”按鈕（在“三維建模”工作空間模式下），即可按尺寸要求繪制圓環(huán)體。圖10-24圓環(huán)體示例繪制棱錐體8.10.4

三維實體的繪制

棱錐體與圓錐體的不同之處在于圓錐體是回轉(zhuǎn)面，而棱錐體除底面外，其他部分由平面組成。利用“棱錐體（pyramid）”命令可以創(chuàng)建3～32個側(cè)面的棱錐體。選擇“繪圖”→“建?！薄袄忮F體”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉皩嶓w”選項卡的“圖元”選項板中的“棱錐體”按鈕即可按尺寸要求繪制棱錐體。棱錐體示例繪制螺旋9.10.4

三維實體的繪制

選擇“繪圖”→“螺旋（helix）”命令，或單擊“建?！惫ぞ邫谥械摹奥菪卑粹o，即可按尺寸要求繪制螺旋。螺旋示例10.5

三維實體的編輯對三維實體可以進行旋轉(zhuǎn)、鏡像、陣列、倒角、對齊、圓角、并集、差集、交集、剖切、干涉、壓印、分割、抽殼、清除等編輯操作，同時可以對實體的邊和面進行編輯。在已打開的工具欄上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“實體編輯”命令，彈出圖所示的工具欄，進行實體編輯時使用此工具欄非常方便。用布爾運算創(chuàng)建的復雜實體模型10.5

三維實體的編輯用布爾運算創(chuàng)建復雜實體模型1.

通過布爾運算可以對多個簡單的三維實體進行并集、差集、交集的操作，從而創(chuàng)建出形狀復雜的三維實體。這是創(chuàng)建三維實體時使用頻率較高的一種手段。用布爾運算創(chuàng)建的復雜實體模型10.5

三維實體的編輯剖切實體2.

剖切實體是指用平面剖切一組實體，從而將該組實體分成兩部分或去掉其中一部分后所得到的實體。選擇“修改”→“三維操作”→“剖切（slice）”命令或單擊“實體”選項卡的“實體編輯”選項板中的“剖切”按鈕（“三維建模”工作空間模式下），即可進行剖切實體操作。10.5

三維實體的編輯剖切實體示例1剖切實體示例210.5

三維實體的編輯三維倒角3.

選擇“修改”→“倒角”命令或單擊“修改”工具欄中的“倒角”按鈕，即可進行三維倒角操作。三維倒角示例10.5

三維實體的編輯三維倒圓角4.

選擇“修改”→“圓角”命令或單擊“修改”工具欄中的“圓角”按鈕，即可進行三維倒圓角操作。三維倒圓角示例10.5

三維實體的編輯三維陣列5.圖10-33三維陣列示例

利用“三維陣列”命令可陣列三維實體。在操作過程中需要輸入陣列的列數(shù)、行數(shù)及層數(shù)。其中，列數(shù)、行數(shù)、層數(shù)分別是指實體在X、Y、Z方向的數(shù)目。另外，根據(jù)實體的陣列特點，可分為矩形陣列與環(huán)形陣列。選擇“修改”→“三維操作”→“三維陣列”命令，即可進行三維陣列操作。10.5

三維實體的編輯提示

在矩形陣列中，行、列、層分別沿當前UCS的X、Y、Z軸方向陣列。當命令行提示輸入沿某方向的間距值時，既可以輸入正值，也可以輸入負值。當輸入正值時，實體將沿相應坐標軸的正方向陣列；否則，沿負方向陣列。10.5

三維實體的編輯三維鏡像6.

圖10-34三維鏡像示例

“三維鏡像（mirror3d）”命令通常用于繪制具有對稱結(jié)構(gòu)的三維實體。選擇“修改”→“三維操作”→“三維鏡像”命令，即可進行三維鏡像操作。10.5

三維實體的編輯三維旋轉(zhuǎn)7.三維旋轉(zhuǎn)示例

利用“三維旋轉(zhuǎn)（3drotate）”命令可以靈活定義旋轉(zhuǎn)軸，對三維實體進行任意旋轉(zhuǎn)。選擇“修改”→“三維操作”→“三維旋轉(zhuǎn)”命令或單擊“建?！惫ぞ邫诨颉俺Ｓ谩边x項卡的“修改”選項板中的“三維旋轉(zhuǎn)”按鈕（在“三維建模”工作空間模式下），即可進行三維旋轉(zhuǎn)操作。10.5

三維實體的編輯三維移動8.

“三維移動”命令可以在三維空間中將對象沿指定方向移動指定的距離，與“二維移動”命令相似，不同的是它可以使對象在三維空間中任意移動。三維移動示例10.5

三維實體的編輯抽殼9.

“抽殼（shell）”命令常用于繪制壁厚相等的殼體。選擇“修改”→“實體編輯”→“抽殼”命令或單擊“實體編輯”工具欄中的“抽殼”按鈕，即可進行抽殼操作。抽殼示例10.5

三維實體的編輯面的編輯10.1）移動面

在三維實體中，可以輕松地將孔從一個位置移到另一個位置。選擇“修改”→“實體編輯”→“移動面”命令或單擊“實體編輯”工具欄中的“移動面”按鈕，即可進行移動面操作。移動面示例10.5

三維實體的編輯2）偏移面

“偏移面”命令用于按指定的距離或通過指定的點均勻地移動所選擇的立體表面。正距離增大實體的尺寸或體積，負距離減小實體的尺寸或體積。選擇“修改”→“實體編輯”→“偏移面”命令或單擊“實體編輯”工具欄中的“偏移面”按鈕，即可進行偏移面操作。偏移面示例10.5

三維實體的編輯3）刪除面和復制面10.5

三維實體的編輯復制面示例10.5

三維實體的編輯拉伸面示例10.5

三維實體的編輯4）拉伸面“拉伸面”命令可以沿一定路徑或指定高度拉伸實體上的平面形成實體，但不能拉伸非平面，或者指定一個高度值和傾斜角?！袄烀妗懊钆c”拉伸“命令是有區(qū)別的，前者拉伸的是一個實體上的面，而后者拉伸的是一個面域，二維圖形通過拉伸變成三維圖形通常用“拉伸”命令。選擇“修改”→“實體編輯”→“拉伸面”命令或單擊“實體編輯”工具欄中的“拉伸面”按鈕，即可進行拉伸面操作。10.6

三維模型的后期處理創(chuàng)建完成的三維實體，默認是以線框方式顯示的。為了進一步獲得逼真的模型圖像，通常需要設置視覺樣式，或者賦予材質(zhì)并進行渲染，以觀察所建模型是否符合要求。改變視覺樣式后，當前視圖中的所有表面模型與實體模型的視覺樣式都會被改變。10.6

三維模型的后期處理“視覺樣式”工具欄“渲染”工具欄10.6

三維模型的后期處理視覺樣式1.“三維隱藏視覺樣式”按鈕，用來顯示用三維線框表示的對象并隱藏模型內(nèi)部及背面等從當前視點無法直接看見的線條。真實視覺樣式”按鈕，用來著色多邊形平面間的對象，并使對象的邊平滑化?！叭S線框視覺樣式”按鈕，用來顯示使用直線和曲線表示邊界的對象。“二維線框”按鈕，用來顯示使用直線和曲線表示邊界的對象?！案拍钜曈X樣式”按鈕，用來著色多邊形平面間的對象，并使對象的邊平滑化。（5）（4）（3）（2）（1）圖10-45視覺樣式顯示示例10.6

三維模型的后期處理

提示

在以前版本的AutoCAD中，改變視覺樣式稱為著色，在AutoCAD2011中系統(tǒng)將自動調(diào)用“視覺樣式”進行著色處理。三維隱藏也稱消隱，可選擇“視圖”→“消隱”命令，或單擊“渲染”工具欄中的“隱藏”按鈕進行操作。10.6

三維模型的后