道路CAD(第8模塊三維建?；A(chǔ)及應用)課件

第八章三維建模基礎(chǔ)及應用本章要點：道路工程三維建模的基本內(nèi)容與功能三維建模的創(chuàng)建方法道路三維建模方法橋梁三維建模方法8.1道路工程三維建模的基本內(nèi)容與功能道路工程項目:路基、橋梁、隧道、涵洞、通道、立交、平交、交通安全設(shè)施（標志、標線、護欄等）以及其他附屬設(shè)施等多項工程實體。制作真實感的效果圖和三維動畫模型，工程建成之前對設(shè)計方案進行可視化分析和評價。如檢驗路線平、縱、橫三方面的組合是否得當，與周圍環(huán)境、景觀的配合是否協(xié)調(diào)，標志、標線的設(shè)置是否合理，綠化的效果是否滿意等。8.1.1道路工程三維建模的基本內(nèi)容根據(jù)道路工程各類構(gòu)造物的特點，可以分為道路建模、橋涵建模、隧道建模、交通安全設(shè)施建模、交叉設(shè)施建模等模塊。各模塊的具體內(nèi)容如下：①道路建模：包括路基、路面、邊坡、邊溝及與道路相連接的地表三維模型；②橋涵建模：包括橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋頭錐坡、涵洞洞身和洞口三維模型；③隧道建模：包括隧道洞身、洞門三維模型；④交通安全設(shè)施建模：包括標線、標志和護欄三維模型；⑤交叉設(shè)施：包括立體交叉、平面交叉三維模型。

8.1.2道路工程三維建模的基本功能道路工程三維建模：創(chuàng)建基本三維模型及用它們組合成實際的工程結(jié)構(gòu)模型兩個部分基本三維面是一種表面模型：三維平面、三維曲面兩大類三維物體的構(gòu)造模型主要有：線框模型表面模型實體模型1．線框模型線框模型最簡單，只包含三維物體的頂點、邊信息，即只能反映物體的邊界輪廓，不能進行消隱、渲染等。用AutoCAD可在三維空間的任何位置放置二維（平面）對象來創(chuàng)建線框模型。AutoCAD也提供了一些三維線框?qū)ο?，如三維多段線（3DPOLY）和樣條曲線（spline）。在道路工程三維建模過程中，線框模型只用于某些中間環(huán)節(jié)，如創(chuàng)建物體的邊界輪廓、拉伸（或稱放樣）路徑、旋轉(zhuǎn)軸、對稱軸等。2．面模型面模型包含三維物體的頂點、邊、面信息，可反映物體表面外觀形狀。AutoCAD的曲面模型使用多邊形網(wǎng)格定義鑲嵌面。由于網(wǎng)格面是平面，所以網(wǎng)格只能近似于曲面。常用的曲面模型有三維多邊形網(wǎng)格（包括由3D命令創(chuàng)建的長方體、圓錐體、球體、圓環(huán)體、楔體和棱錐體的外表面）、自由形式多邊形網(wǎng)格（3DMesh）、多面（多邊）網(wǎng)格（PFaee）、直紋曲面（RULESURF）、平移曲面（TABSURF）、旋轉(zhuǎn)曲面（REVSURF）、邊界曲面（EDGESURF）、三維面（3DFace）等。在道路工程三維建模中使用較多的是三維面（3DFace），因為它是一種三邊或四邊曲面，形式簡單，使用方便、靈活。AutoCAD的三維平面模型主要是面域（Region）。它是以封閉邊界創(chuàng)建的封閉區(qū)域。邊界可以是一條曲線或一系列相連的曲線。組成邊界的對象可以是直線、多段線、圓、圓弧、橢圓、橢圓弧、樣條曲線等。這些對象或者是自行封閉的，或者與其他對象有公共端點從而形成封閉的區(qū)域，但它們必須共面，即在同一平面上。面域在道路工程三維建模中用得也較多，如創(chuàng)建物體的表面或截面等。3．實體模型實體模型描述的是物體的面和體的特征，在各類三維建模中，實體的信息最完整，歧義最少，不僅可以像表面模型那樣對實體模型進行渲染處理，而且可以對實體模型進行剖切，得到其內(nèi)部特征。常用的規(guī)則實體模型有長方體、圓錐體、球體、棱錐體、圓柱體、楔體、旋轉(zhuǎn)體、拉伸體等，通過實體間的布爾運算（并、交、差運算）可以完成對復雜實體的建模。橋梁建模一般采用實體模型。

8.2三維建模的創(chuàng)建方法8.2.1三維面的繪制8.2.2三維形體表面的繪制8.2.3三維實體的繪制8.2.1三維面的繪制1．繪制三維平面（3Dface）在命令行“命令：”提示符下，輸入3Dface并回車。系統(tǒng)將會出現(xiàn)如下提示。指定第一點或[不可見（I）]：輸入第一頂點：指定第二點或[不可見（I）]：輸入第二頂點：指定第三點或[不可見（I）]<退出>：輸入第三頂點；指定第四點或[不可見（I）]<創(chuàng)建三側(cè)面>：輸入第四頂點，創(chuàng)建了第一個三維面；指定第三點或[不可見（I）]<退出>：輸入第二個三維面的第三頂點，如果不想建立下一個三維面，按回車鍵，結(jié)束本次命令。2．繪制三維多邊形網(wǎng)格（3DMesh）在命令行“命令：”提示符下，輸入3DMesh并回車。啟動該命令之后，系統(tǒng)將給出下面提示。輸入M方向上的網(wǎng)格數(shù)量：輸入m方向的網(wǎng)格頂點數(shù)目；輸入N方向上的網(wǎng)格數(shù)量：輸入m方向的網(wǎng)格頂點數(shù)目；指定頂點（O，0）的位置：輸入第一行，第一列的頂點坐標；指定頂點（0，1）的位置：輸入第一行，第二列的頂點坐標；指定頂點（0，2）的位置：輸入第一行，第三列的頂點坐標；指定頂點（1，0）的位置：輸入第二行，第一列的頂點坐標；指定頂點（1，1）的位置：輸入第二行，第二列的頂點坐標：指定頂點（1，2）的位置：輸入第二行，第三列的頂點坐標；指定頂點（2，0）的位置：輸入第三行，第一列的頂點坐標；指定頂點（2，1）的位置：輸入第三行，第二列的頂點坐標；指定頂點（2，2）的位置：輸入第三行，第三列的頂點坐標；…指定頂點（m-1,n-1）的位置：輸入第m行，第n列的頂點坐標。當輸入完所有頂點的坐標之后，若無錯誤，系統(tǒng)將自動生成一組多邊形網(wǎng)格曲面。

3．繪制直紋曲面（Rulesurf）在命令行“命令：”提示符下，輸入Rulesurt并回車。啟動該命令之后，系統(tǒng)將給出如下提示。選擇第一條定義曲線：選擇第一條曲線；選擇第二條定義曲線：選擇第二條曲線。選擇完兩條曲線之后，系統(tǒng)檢查滿足要求后，便會自動在兩條曲線之間生成一個直紋曲面。

例8-1用Rulesurf命令繪制一個圓臺直紋曲面①單擊菜單“視圖”，選擇“東南等軸測”，設(shè)置為東南等軸測視圖，如8-1圖所示；圖8-1②輸入“命令：SURFTAB1”，回車后，輸入15（將系統(tǒng)變量SURFTAB1設(shè)為15）；③用Circle命令繪制兩個圓，如圖8-3所示；④輸入“命令：Rulesurf”，并回車；⑤選擇第一條定義曲線：（選擇小圓）；⑥選擇第二條定義曲線：（選擇大圓）。繪制的圓臺圖形見圖8-4。

圖8-3圓臺的兩個圓圖8-4圓臺SURFTAB1=6SURFTAB1=15

圖8-2不同SURFTAB1的直紋曲面4．繪制旋轉(zhuǎn)曲面（Revsurf）在命令行“命令：”提示符下，輸入Revsurf并回車。啟動該命令之后，系統(tǒng)將給出如下提示。選擇要旋轉(zhuǎn)的對象：選擇旋轉(zhuǎn)曲線；選擇定義旋轉(zhuǎn)軸的對象：選擇旋轉(zhuǎn)軸；指定起點角度<0>：輸入旋轉(zhuǎn)起始角；指定包含角（+=逆時針，-=順時針）<360>：輸入旋轉(zhuǎn)角度，逆時針為正，順時針為負。

圖8-5旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)曲線例8-2用Revsurf命令繪制一個旋轉(zhuǎn)曲面。①單擊菜單“視圖”，選擇“東南等軸測”，設(shè)置為東南等軸測視圖；②設(shè)置系統(tǒng)變量SURFTABl=15，SURFTAB2=6；③利用二維繪圖方法繪制如圖8-5所示的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)曲線；④命令：Revsurf⑤選擇要旋轉(zhuǎn)的對象：（選擇旋轉(zhuǎn)曲線）⑥選擇定義旋轉(zhuǎn)軸的對象：（選擇旋轉(zhuǎn)軸）⑦指定起點角度<0>：（回車）⑨指定包含角（+=逆時針，-=順時針）<360>：360（回車）。命令執(zhí)行后，繪圖區(qū)就出現(xiàn)了如圖8-6所示的旋轉(zhuǎn)曲面。

圖8-6旋轉(zhuǎn)曲面5．繪制拉伸曲面（Tabsurf）拉伸曲面是直紋曲面的一個特例，在直紋曲面中，當兩條曲線具有相同的形狀，而且相互平行，由此而生成的曲面就是拉伸曲面，但拉伸曲面的生成方法與其不同。拉伸曲面是由一條初始軌跡線沿指定的矢量方向伸展而成的曲面。繪制拉伸曲面的命令是Tabsurf。在命令行“命令：”提示符下，輸入Tabsurf并回車。啟動該命令之后，系統(tǒng)將會出現(xiàn)如下提示。選擇用作輪廓曲線的對象：選擇欲拉伸的軌跡線；選擇用作方向矢量的對象：確定軌跡線的拉伸方向。8.2.2三維形體表面的繪制1．繪制長方體（ai_Box）表面選擇工具條中的長方體圖標之后，AutoCAD將給出如下提示序列。指定角點給長方體：輸入長方體的一個頂點坐標；指定長度給長方體:輸入長方體的長度；指定長方體表面的寬度或[立方體（C）]:默認項提示用戶輸入長方體的寬度值；指定高度給長方體表面：輸入長方體高度指定長方體表面繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角度或[參照（R）]:輸入繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角。

2．繪制棱錐體（ai_Pyramid）表面該命令既繪制三棱錐或四棱錐體表面，也可以繪制三棱臺或四棱臺形體表面。選擇該選項后，AutoCAD出現(xiàn)如下命令序列。命令：ai_pyramid（回車）；指定棱錐面底面的第一角點：輸入第一角點；指定棱錐面底面的第二角點：輸入第二角點；指定棱錐面底面的第三角點：輸入第三角點；指定棱錐面地面的第四角點或[四面體（T）]：輸入第四角點或繪制四面體。具體含義如下。①默認值為輸入第四角點，繪制四棱錐體表面或四棱臺體表面。輸入第四角點后，提示如下：指定棱錐面的頂點或[棱（R）/頂面（T）]：“頂點”選項，要求輸入四棱錐頂點，繪制四棱錐，如圖8-7（a）所示；“棱”選項，則要求用戶輸入兩個點，兩點連線作為四棱臺的脊線，如圖8-7（b）所示；“頂面”選項，要求用戶輸入四點確定一個面，形成一個四棱臺，如圖8-7（c）所示。②“四面體”選項，繪制三棱錐或三棱臺表面。選擇該選項，AutoCAD將出現(xiàn)以下提示：指定四面體表面的頂點或[頂面（T）]：默認項為：“頂點”，用戶輸入一個頂點，繪制一個三棱臺表面，如圖8-7（d）所示；“頂面”選項，則要求用戶輸入三個點，創(chuàng)建一個三棱錐體表面，如圖8-7（e）所示。3．繪制楔形體（ai_Wedge）表面命令：ai_wedge（回車）AutoCAD將出現(xiàn)以下提示，要求用戶逐步確定楔形體的尺寸；指定長角點給楔體表面：（給定楔形體長度）指定長度給楔體表面：（給定楔形體長度）指定楔體的表面寬度：（給定楔形體寬度）指定高度給楔體表面：（給定楔形體高度）指定楔體表面繞Z軸旋轉(zhuǎn)的角度：（輸入楔形體繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角度）。輸入?yún)?shù)后，楔形體便繪制出來了，如圖8-8（a）所示旋轉(zhuǎn)角度為90o。4．繪制圓頂（ai_Dome）表面該選項繪制圓球的頂面，類似一個球蓋。選擇這一選項，AutoCAD將出現(xiàn)以下提示。命令:ai_dome（回車）指定中心點給上半球面：（輸入圓頂表面中心得坐標）指定上半球的半徑或[直徑D]：（指定圓頂?shù)闹睆交虬虢?jīng)）輸入曲面的經(jīng)線數(shù)目給上半球面〈16〉：（輸入圓頂面在經(jīng)度方向的網(wǎng)格數(shù)）輸入曲面的緯度數(shù)目給上半球面〈8〉：（輸入圓頂面在緯度方向的網(wǎng)格數(shù)），如圖8-8（b）所示。5．繪制球面（ai_Sphere）表面命令：ai_sphere（回車）指定中心點給球面：（指定球面中心位置）指定球面半徑或[直徑（D）]：（輸入球面的半徑或直徑）輸入曲面的經(jīng)度數(shù)目給上半球：（輸入球面經(jīng)度網(wǎng)格數(shù)）輸入曲面的緯度數(shù)目給上半球：（輸入球面緯度網(wǎng)格數(shù)），如圖8-8（c）所示。6．繪制圓錐（ai_Cone）表面命令：ai_cone（回車）指定圓錐面底面的中心點：（指定圓錐底面圓的中心坐標）指定圓錐底面的半徑或[直徑（D）]：（輸入圓錐底面圓的直徑或半徑）指定圓錐面頂面的半徑或[直徑（D）]<0>:（輸入圓錐頂面上圓的直徑或半徑，若取默認值0，則生成圓錐表面，若不為0，則生成圓臺表面）指定圓錐面的高度:（輸入圓錐體高度）輸入圓錐面曲面的線段數(shù)目

<16>:（輸入圓錐面在緯度方向的網(wǎng)格數(shù)），如圖8-8（d）及圖8-8（e）所示。7．繪制圓環(huán)體（ai_Torus）表面命令：ai_Trus（回車）指定圓環(huán)面的中心點：（指定圓環(huán)體中心點的坐標）指定圓環(huán)面的半徑或[直徑（D）]:（輸入圓環(huán)體中心線的直徑或半徑）指定圓管的半徑或[直徑（D）]:（輸入圓環(huán)體的半徑或直徑）輸入環(huán)繞圓管圓周的線段數(shù)目

<16>：（輸入圓環(huán)在周圍方向的網(wǎng)格數(shù)）輸入環(huán)繞圓環(huán)面圓周的線段數(shù)目

<16>：（輸入環(huán)繞管截面中心線方向的網(wǎng)格數(shù)），如圖8-8（f）所示。8.繪制圓盤（ai_Dish）表面命令：ai_Dish（回車）指定中心點給下半面：（指定圓盤中心點坐標）指定下半球的半徑或[直徑（D）]：（輸入圓盤的直徑或半徑）輸入曲面的經(jīng)線數(shù)目給下半球面<16>：（輸入圓盤表面經(jīng)度方向的網(wǎng)格數(shù)）輸入曲面的緯度數(shù)目給下半球面<8>：（輸入圓盤表面緯度方向的網(wǎng)格數(shù)），如圖8-8（g）所示。注意：在上述基本形體表面的繪制過程中，形體的控制點坐標可以在命令行輸入，也可以用光標在屏幕上直接選取，當用光標點取時，應注意所點取的點是否在希望的平面上。8.2.3三維實體的繪制1．用命令直接繪制三維實體在AutoCAD中用命令可以直接繪制三維實體有：長方體（Box）、圓錐體（Cone）、球體（Sdhere）、圓柱體（Cylinder）、楔形體（Wedge）、圓環(huán)（Torus）。（1）繪制長方體（Box）①命令：Box回車②指定第一個角點或

[中心（C）]：該提示中有兩個選項：默認選項“角點”，輸入立方體的一個角點坐標；選項“中心點（C）”，（輸入立方體中心）③指定角點或[立法體（c）/長度（L）]：該提示中有三個選項：默認選項“角點”輸入立方體的另一個角點坐標;選項“立方體（C）”繪制正方體；長度（L）選項：輸入正方體的長度。④指定高度：（指定立方體高度），如圖8-9（a）所示。（2）繪制球體（Sphere）①命令：Sphere（回車）②指定中心點或

[三點（3P）/兩點（2P）/切點、切點、半徑（T）]：指定球體中心。默認選項“中心點”：指定球體的圓心位置；選項“三點（3P）”：通過在三維空間的任意位置指定三個點來定義球體的圓周；選項“兩點（2P）”：通過在三維空間的任意位置指定兩個點來定義球體的圓周；選項“切點、切點、半徑（T）”：通過該選項定義與兩個圓、圓弧、直線和某些三維對象相切的球體。③指定球體半徑或[直徑（D）]：（輸入球體的直徑或半徑），如圖8-9（b）所示。注意：用Sphere命令繪制的球體是用線框形式來表示的，線框的密度由系統(tǒng)變量ISOLINES控制，其值越大相框越密。（AutoCAD三維中ISOLINES的值默認為4）。（3）繪制圓柱體（Cylinder）①命令：Cylinder（回車）②指定底面的中心點或

[三點(3P)/兩點(2P)/切點、切點、半徑(T)/橢圓(E)]:該提示五個選擇含義如下：默認選項“中心點”，該選項用來繪制圓柱體，指定圓柱體地面中心點的位置，AutoCAD便出現(xiàn)下列提示：指定底面半徑或

[直徑(D)]：輸入圓柱體的半徑或直徑；指定高度或

[兩點(2P)/軸端點(A)]：輸入圓柱的高度；選項“三點(3P)”，該選項用三點確定圓柱體底面大??；選項“兩點(2P)”，該選項通過兩點確定圓柱體底面直徑，從而確定圓柱體底面大??；選項“切點、切點、半徑(T)”，定義具有指定半徑，且與兩個對象相切的圓柱體底面。有時會有多個底面符合指定的條件。程序?qū)⒗L制具有指定半徑的底面，其切點與選定點的距離最近。

選項“橢圓（E）”選項，改選項用來生成橢圓柱體，選擇該選項后，AutoCAD提示：指定第一個軸的端點或

[中心(C)]:默認選項“軸端點”，依次輸入橢圓軸的兩個端點及另一軸端點；選項“中心點（C）”依次輸入橢圓軸的中心、一個軸的端點及另一軸的端點。③指定圓柱體高度或[另一個圓心（C）]：輸入橢圓柱的高度，如圖8-9（c）所示。（4）繪制圓錐體①命令：Cone（回車）②指定底面的中心點或

[三點(3P)/兩點(2P)/切點、切點、半徑(T)/橢圓(E)]:該提示中五個選項：默認選項“中心點”，用于繪制圓錐體，輸入圓錐體底面中心點的位子，AutoCAD便會出以下提示:指定圓錐體底面的半徑或[直徑（D）]：（輸入直徑或半徑）；指定高度或

[兩點(2P)/軸端點(A)/頂面半徑(T)]：（輸入高度或直接指定圓錐頂點）；“兩點(2P)”，指定圓錐體的高度為兩個指定點之間的距離；“軸端點(A)”，指定圓錐體軸的端點位置。軸端點是圓錐體的頂點，或圓臺的頂面圓心(“頂面半徑”選項）。軸端點可以位于三維空間的任意位置。軸端點定義了圓錐體的長度和方向；“頂面半徑(T)”，指定創(chuàng)建圓錐體平截面時圓椎體的頂面半徑。最初，默認頂面半徑未設(shè)定任何值。執(zhí)行繪圖任務時，頂面半徑的默認值始終是先前輸入的任意實體圖元的頂面半徑值；選項“三點(3P)”，通過指定三個點來定義圓錐體的底面周長和底面；選項“兩點(2P)”，通過指定兩個點來定義圓錐體的底面直徑；

選項“切點、切點、半徑(T)”，定義具有指定半徑，且與兩個對象相切的圓錐體底面；

有時會有多個底面符合指定的條件。程序?qū)⒗L制具有指定半徑的底面，其切點與選定點的距離最近。

選項“橢圓（E）”，指定圓錐體的橢圓底面，如圖8-9（d）所示。（5）繪制楔形體（Wedge）①命令：Wedge（回車）②指定第一個角點或

[中心(C)]:該提示中有兩個選項：默認選項“第一個角點”，指定楔體的一個角點，系統(tǒng)繼續(xù)下面提示：指定其他角點或

[立方體(C)/長度(L)]:該提示中擁有三個選項：默認選項“指定其他角點”，指定楔體的另一個角點，然后輸入楔體的高度。選項“立方體（Ｃ）”，用于繪制長、寬、高相同的楔體，要求輸入第二角點。選項“長度（Ｌ）”輸入楔體的邊長，然后輸入楔體的高度。選項“中心點（C）”，輸入楔形體斜面上的中心點，系統(tǒng)繼續(xù)以下提示指定對角點或[立方體（C）/長度（L）]:其中各參數(shù)的含義與上述類似，在此不作詳述。如圖8-9（e）所示。（6）繪制圓環(huán)體（Torus）①命令：Torus（回車）②指定中心點或

[三點(3P)/兩點(2P)/切點、切點、半徑(T)]:該提示中有四個選項：“指定中心點”，輸入圓環(huán)體中心坐標；“三點(3P)”，用指定的三個點定義圓環(huán)體的圓周。三個指定點也可以定義圓周平面；“兩點(2P)”，用指定的兩個點定義圓環(huán)體的圓周。第一點的

Z值定義圓周所在平面；

“切點、切點、半徑(T)”，使用指定半徑定義可與兩個對象相切的圓環(huán)體；指定半徑或

[直徑(D)]：輸入圓環(huán)體半徑或直徑；指定圓管半徑或

[兩點(2P)/直徑(D)]:輸入圓管半徑或直徑，如圖8-9（f）所示。2．拉伸二維實體拉伸實體的命令是Extrude命令：Extrude（回車）,AutoCAD提示：選擇要拉伸的對象或

[模式(MO)]:“選擇要拉伸的對象”，指定要拉伸的對象。注意：按住

Ctrl鍵的同時選擇面和邊子對象來選擇面和邊子對象。

“模式(MO)”，控制拉伸對象是實體還是曲面。指定拉伸的高度或

[方向(D)/路徑(P)/傾斜角(T)/表達式(E)]該提示中五個選項：“指定拉伸的高度”，如果輸入正值，將沿對象所在坐標系的

Z軸正方向拉伸對象。如果輸入負值，將沿

Z軸負方向拉伸對象。對象不必平行于同一平面。如果所有對象均處于同一平面上，將沿該平面的法線方向拉伸對象。默認情況下，將沿對象的法線方向拉伸平面對象。

“方向(D)”，兩個指定點指定拉伸的長度和方向。（方向不能與拉伸創(chuàng)建的掃掠曲線所在的平面平行。）“路徑(P)”，指定基于選定對象的拉伸路徑。路徑將移動到輪廓的質(zhì)心。然后沿選定路徑拉伸選定對象的輪廓以創(chuàng)建實體或曲面。注意：按住

Ctrl鍵的同時選擇面和邊子對象來選擇面和邊子對象。

路徑不能與對象處于同一平面，也不能具有高曲率的部分。

拉伸始于對象所在平面并保持其方向相對于路徑。

如果路徑包含不相切的線段，那么程序?qū)⒀孛總€線段拉伸對象，然后沿線段形成的角平分面斜接接頭。如果路徑是封閉的，對象應位于斜接面上。這允許實體的起點截面和端點截面相互匹配。如果對象不在斜接面上，將旋轉(zhuǎn)對象直到其位于斜接面上。

將拉伸具有多個環(huán)的對象，以便所有環(huán)都顯示在拉伸實體端點截面這一相同平面上?！皟A斜角(T)”，指定拉伸的傾斜角。正角度表示從基準對象逐漸變細地拉伸，而負角度則表示從基準對象逐漸變粗地拉伸。默認角度

0表示在與二維對象所在平面垂直的方向上進行拉伸。所有選定的對象和環(huán)都將傾斜到相同的角度。

指定一個較大的傾斜角或較長的拉伸高度,將導致對象或?qū)ο蟮囊徊糠衷诘竭_拉伸高度之前就已經(jīng)匯聚到一點。

面域的各個環(huán)始終拉伸到相同高度。

當圓弧是錐狀拉伸的一部分時，圓弧的張角保持不變而圓弧的半徑則改變了。

傾斜角。指定

-90到

+90度之間的傾斜角。

指定兩個點。指定基于兩個指定點的傾斜角。傾斜角是這兩個指定點之間的距離。

可以水平拖動光標以指定和預覽傾斜角。也可以拖動光標以調(diào)整和預覽拉伸高度。動態(tài)輸入原點在拉伸形狀上應位于該點在該形狀的投影處。

選擇拉伸對象時，傾斜夾點的位置是動態(tài)輸入原點在拉伸頂面上的對應點例8-3用Extrude命令拉伸二維實體來創(chuàng)建一個三維實體。①在XOP平面上用polygon命令繪制一個閉合六邊形。②命令：Extrude（回車），AutoCAD提示：前線框密度:ISOLINES=4，閉合輪廓創(chuàng)建模式

=實體；③擇要拉伸的對象或

[模式(MO)]：（選擇閉合六邊形）；④選擇要拉伸的對象或

[模式(MO)]:（回車）⑤指定拉伸的高度或

[方向(D)/路徑(P)/傾斜角(T)/表達式(E)]：（輸入“T”回車）；⑥指定拉伸的高度或

[方向(D)/路徑(P)/傾斜角(T)/表達式(E)]：（輸入“200”回車）。拉伸結(jié)束后的三維實體見圖8-10圖8-10拉伸后的實體圖3．旋轉(zhuǎn)實體旋轉(zhuǎn)實體的命令是Revolve，如果“實體”選項卡處于活動狀態(tài)，REVOLVE命令會創(chuàng)建實體。相反，如果“曲面”選項卡處于活動狀態(tài)，則會創(chuàng)建曲面（程序曲面或

NURBS曲面，具體取決于

SURFACEMODELINGMODE系統(tǒng)變量的設(shè)定方式）。①命令:Revolve（回車）AutoCAD將出現(xiàn)如下提示：②選擇要旋轉(zhuǎn)的對象或

[模式(MO)]：“選擇對象”，指定要繞某個軸旋轉(zhuǎn)的對象；“模式(MO)”，控制旋轉(zhuǎn)動作是創(chuàng)建實體還是曲面。會將曲面延伸為

NURBS曲面或程序曲面，具體取決于SURFACEMODELINGMODE系統(tǒng)變量；③選擇要旋轉(zhuǎn)的對象或

[模式(MO)]:（回車）；④指定軸起點或根據(jù)以下選項之一定義軸

[對象(O)/X/Y/Z]<對象>:“軸起點”，指定旋轉(zhuǎn)軸的第一個點。軸的正方向從第一點指向第二點；“軸端點”，設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸的端點；⑤“旋轉(zhuǎn)角度”，指定選定對象繞軸旋轉(zhuǎn)的距離。正角度將按逆時針方向旋轉(zhuǎn)對象。負角度將按順時針方向旋轉(zhuǎn)對象。還可以拖動光標以指定和預覽旋轉(zhuǎn)角度；圖8-11選定軸點旋轉(zhuǎn)效果圖“起點角度”，為從旋轉(zhuǎn)對象所在平面開始的旋轉(zhuǎn)指定偏移?？梢酝蟿庸鈽艘灾付ê皖A覽對象的起點角度；“反轉(zhuǎn)”，更改旋轉(zhuǎn)方向；類似于輸入-（負）角度值。右側(cè)的旋轉(zhuǎn)對象顯示按照與左側(cè)對象相同的角度旋轉(zhuǎn)，但使用反轉(zhuǎn)選項的樣條曲線；“對象”，指定要用作軸的現(xiàn)有對象。軸的正方向從該對象的最近端點指向最遠端點?？梢詫⒅本€、線性多段線線段以及實體或曲面的線性邊用作軸；

“X/Y/Z”，

要求用戶指定X軸或Y軸作為旋轉(zhuǎn)軸；“表達式”，輸入公式或方程式以指定旋轉(zhuǎn)角度（本教材不做詳解）。⑤指定旋轉(zhuǎn)角度<360>:（輸入旋轉(zhuǎn)角度，默認值為360°）圖8-12選定軸旋轉(zhuǎn)效果圖例8-4用Revolve命令旋轉(zhuǎn)一個而為實體從而生成一個三維實體在XOP平面上繪制一個二維封閉實體，如圖8-13（a）。命令:Revolve（回車）選擇要旋轉(zhuǎn)的對象或

[模式(MO)]:（選擇二維實體）選擇要旋轉(zhuǎn)的對象或

[模式(MO)]:（回車）指定軸起點或根據(jù)以下選項之一定義軸

[對象(O)/X/Y/Z]<對象>:（選擇旋轉(zhuǎn)軸的一個端點）指定旋轉(zhuǎn)軸的另一個端點：（選擇旋轉(zhuǎn)軸的另一個端點）指定旋轉(zhuǎn)角度或

[起點角度(ST)/反轉(zhuǎn)(R)/表達式(EX)]<360>:360（回車）操作結(jié)束后，得到的三維實體如圖8-13（b）所示。

（a）旋轉(zhuǎn)之前（b）旋轉(zhuǎn)之后圖8-13旋轉(zhuǎn)生成三維實體8.3道路三維建模方法道路三維模型包括道路設(shè)計幾何模型和道路周圍的帶狀地表面模型兩個部分。道路橋梁三維建?？梢圆捎帽砻婺Ｐ?，也可以采用實體模型。采用哪種方法取決于建模的用途和計算機硬件支持條件。由于道路設(shè)計表面和地表都是不規(guī)則的，因而可以采用表面模型來構(gòu)造道路及其周圍地形三維模型。道路的三維模型包括道路周圍的帶狀三維地表模型和道路設(shè)計表面模型。通過野外測量、航測、地圖數(shù)字化等途徑可以獲得設(shè)計所需的道路帶狀地形資料，經(jīng)過數(shù)字地面模型處理軟件后形成數(shù)字地面模型（DTM），根據(jù)DTM的類型（常用的有三角網(wǎng)式和方格網(wǎng)式等）采用不同的方法來建立地面三維模型。如果采用的是三角網(wǎng)式DTM，那么地表采用的是若干空間三角形平面來表示的，每一個三角形平面的空間位置均由三個頂點的三維坐標（x，y，z）確定，而這些數(shù)據(jù)都可以方便地從DTM中獲得。在AutoCAD中繪制地表三維模型時，每個三角形平面的繪制采用3dface命令來完成，見圖8-14。如果采用常用的是方格網(wǎng)式DTM，即可以采用三角形平面，又可以采用網(wǎng)格曲面來擬合地表。對于前者，只需將每個網(wǎng)格分解為兩個三角形即可，對于后者，可以直接采用AutoCAD的多邊形網(wǎng)格曲面（3dmesh命令）來擬合，見圖8-15。8.3.2道路設(shè)計表面模型道路設(shè)計表面模型包括：中間帶、行車道、路肩、邊坡表面、邊溝、各種交通設(shè)施（包括標志標牌、標線、防撞護欄等）、橋梁（包括梁、橋臺、橋墩等）。采用表面模型來建立道路設(shè)計表面模型既可以采用三角形空間平面，也可以采用四邊形空間平面。相對于地表模型而言，道路設(shè)計表面模型的規(guī)律性還是較強的。一般采用四邊形空間平面來建立道路設(shè)計表面三維模型。例如繪制行車道表面模型時，先根據(jù)所需的建模精細程度，確定延路線前進方向的間距，然后計算出模擬道路表面的每個四邊形的四個頂點的三維坐標，再用AutoCAD的3dface命令繪制出每個空間四邊形平面，見圖8-16。三維坐標的計算采用路線設(shè)計軟件來完成。組成道路設(shè)計表面模型的其它部分也可以采用相同的方法來完成。圖8-16空間四邊形平面擬合道路設(shè)計表面8.3.3道路表面模型與底面的疊加道路建模是建筑在地面上的三維帶狀實體，為適應地形的起伏變化，道路在縱斷面和橫斷面上不可避免地會出現(xiàn)填挖現(xiàn)象，與此相對應的地表面模型與道路表面模型就會出現(xiàn)兩者相互重疊的情況。在填方處，道路模型在上，地面模型在下；在挖方處，地面模型在上，道路模型在下。為了真實地表現(xiàn)兩個模型的重疊效果，就必須對覆蓋在下面的模型進行局部范圍內(nèi)的消除或消隱處理。對兩個實體模型而言，可以采用布爾運算將兩個實體并為一個實體，這樣就自動消除了重疊現(xiàn)象。但對于表面模型的道路表面和地表面，是不能直接采用布爾運算來消除重疊現(xiàn)象的。目前，對道路表面模型與地表面模型的疊加處理，主要采用根據(jù)兩個模型的交界線重新構(gòu)網(wǎng)，然后再疊加的方法。這種方法的優(yōu)點是占用內(nèi)存少、運算速度快。其處理方法如下。①先計算出道路表面模型與地表面模型的交界點的坐標，該坐標可從橫斷面設(shè)計結(jié)果中的坡腳點（填方）或坡頂點（挖方）獲得。按填挖性質(zhì)將相鄰交界點連成折線，這些折線形成的多個封閉多邊形，即是兩個模型的交界線。顯然在封閉多邊形以內(nèi)的地表面模型，不管是在道路表面模型上面還是下面，都是不需要的，建模時須挖去。②根據(jù)交界線對地表面模型重新構(gòu)網(wǎng)，即可得到處理后的地表面模型。從上面多邊形的性質(zhì)可知，凡在多邊形以內(nèi)的地形點將不參與構(gòu)網(wǎng)須剔除，剩余的地形點是重新構(gòu)網(wǎng)的點。為保證地面模型與道路表面模型的無縫拼接，將多邊形作為約束線，也即把多邊形作為三角形的邊，按有約束Delaunay三角網(wǎng)重新構(gòu)網(wǎng)。判斷一點是否在一封閉多邊形內(nèi)可采用鉛垂線算法。經(jīng)過上將面方法處理后的地表面模型與道路設(shè)計表面模型疊加在一起，就實現(xiàn)了兩個模型的無縫拼接，見圖8-17。圖8-17道路表面模型與底面的疊加8.4橋梁三維建模方法8.4.1橋梁附屬結(jié)構(gòu)三維建模8.4.2橋梁下部結(jié)構(gòu)三維建模8.4.3橋梁承重結(jié)構(gòu)三維建模8.4.4橋面結(jié)構(gòu)三維建模8.4.1橋梁附屬結(jié)構(gòu)三維建模橋梁附屬結(jié)構(gòu)主要包括橋頭錐坡、八字墻、護坡等。對正交橋梁來說，錐坡平面是一個1/4橢圓，可以采用錐體命令繪制橢圓錐，然后用切割（Slice）命令切成錐坡。下面是正錐坡的建模過程：①用圓錐體（Cone）命令繪制一個橢圓錐體；②用切割（Slice）命令將橢圓錐對稱切成4塊，刪除3塊，剩余一塊即為錐坡實體，見圖8-24。圖8-24錐坡實體模型8.4.2橋梁下部結(jié)構(gòu)三維建模橋梁下部結(jié)構(gòu)可分為橋墩、橋臺等，而橋墩、橋臺又可分為重力式墩、臺和輕型墩、臺。這些結(jié)構(gòu)一般都由一些規(guī)則實體組合而成，建模時可采用命令直接繪制規(guī)則實體，然后用編輯命令進行修改，再組合成一個整體墩臺。下面以重力式U形橋臺為例說明建模方法，其過程如下。①用Line命令繪制橋臺前墻斷面，并用

命令制作成面域，見圖8-19（a）；②用Extrude命令對前墻斷面進行拉伸，見圖8-19（b）；③用Line命令繪制側(cè)墻斷面，并用Boundary命令制作成面域，再用Extrude命令對其拉伸，見圖8-20；④用Box命令繪制矩形基礎(chǔ)；⑤用Mirror命令制作另一側(cè)墻；并用Move命令將前墻、側(cè)墻移動到基礎(chǔ)上面；⑥用Union命令將前墻、側(cè)墻和基礎(chǔ)組合為U形臺，見圖8-21。8.4.3橋梁承重結(jié)構(gòu)三維建模不同類型的橋梁其承重結(jié)構(gòu)也不同，但對等截面結(jié)構(gòu)來說，其橫斷面形狀及尺寸沿橋軸線方向變化較小，可以用實體拉伸的方法來建模；對于變截面結(jié)構(gòu)，則可以采用分段拉伸方法來建模。下面以空心板橋為例說明橋梁承重結(jié)構(gòu)的建模方法，其過程如下。①用Line（或Pline）命令按一定比例繪制中板和邊板圖形，見圖8-15；②用Boundary命令分別對空心板外輪廓和內(nèi)孔生成兩個面域；③用Extrude命令將空心面域沿橋軸線方向拉伸，拉伸長度為板的長度；④用Subtract命令掏空里面的內(nèi)芯，拉伸并掏空內(nèi)芯的邊板及中板模型見圖8-16；⑤用Copy命令將中板模型沿橋梁橫向復制8份，并按板的設(shè)計位置布置，見圖8-17；⑥用Mirror命令完成另一塊邊板的建模；⑦用Move命令將兩塊邊板移動到中板的兩側(cè)，至此完成空心板梁的建模，見圖8-18。建模時要注意，用Extrude命令拉伸實體時，拉伸路徑必須是二維直線或二維曲線，對三維曲線則無效。如果建模需要按三維路徑拉伸，則必須將三維路徑分為幾個二維路徑分別拉伸，然后再合為一體。8.4.4橋面結(jié)構(gòu)三維建模橋面結(jié)構(gòu)包括橋面鋪裝、人行道、欄桿扶手、防撞護欄等。其中橋面鋪裝和防撞護欄結(jié)構(gòu)比較簡單，其截面形狀沿橋軸方向變化較小，可先創(chuàng)建二維斷面，然后采用拉伸方法制作。人行道一般為長方體形狀，可以采用Box命令繪制。欄桿扶手的桿件雖然較多，但一般都是規(guī)則構(gòu)件，可以先用繪圖命令繪制和拉伸方法完成構(gòu)件的建模，然后按每根桿件的設(shè)計位置，用Copy命令進行多重復制，最后用Union命令組合成整體模型。對于不規(guī)則構(gòu)件，須分割成若干個規(guī)則構(gòu)件分別建模，再組合成整體。下面是一段鑄鐵護欄的建模過程。①用球體（Sphere）命令分別繪制三個直徑不同的球體；②繪制欄桿柱的縱向半剖面圖（梯形）；③并用Boundary命令制作成面域；④用旋轉(zhuǎn)（Revolve）命令將柱剖面繞柱