化工制圖CAD第09章繪制三維圖形課件

第09章繪制三維圖形

在工程設(shè)計和繪圖過程中，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。實體模型不僅具有線和面的特征，而且還具有體的特征，各實體對象間可以進行各種布爾運算操作，從而創(chuàng)建復(fù)雜的三維實體圖形。

9.1教學(xué)目標(biāo)

掌握知識：通過本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)掌握三維坐標(biāo)系下坐標(biāo)的表示方法，能夠使用各種命令繪制三維圖形和三維實體。

重點學(xué)習(xí)：本章重點講解了三維坐標(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體以及通過對二維圖形進行拉伸、旋轉(zhuǎn)等操作創(chuàng)建各種各樣的復(fù)雜實體。課后讀者應(yīng)結(jié)合上機操作進行強化練習(xí)。

9.2理論指導(dǎo)

建立用戶坐標(biāo)系

設(shè)立視圖觀測點式

觀察三維圖形

繪制三維點和線

繪制三維曲面

繪制基本實體

通過二維圖形創(chuàng)建實體

9.2.2設(shè)立視圖觀測點

視點是指觀察圖形的方向。例如，繪制正方體時，如果使用平面坐標(biāo)系即Z軸垂直于屏幕，此時僅能看到物體在XY平面上的投影。如果調(diào)整視點至當(dāng)前坐標(biāo)系的左上方，將看到一個三維物體。使用“視點預(yù)置”對話框設(shè)置視點

使用羅盤確定視點使用“三維視圖”菜單設(shè)置視點使用三維動態(tài)觀察器

選擇“視圖”|“三維視圖”|“視點預(yù)置”命令(DDVPOINT)，打開“視點預(yù)置”對話框，為當(dāng)前視口設(shè)置視點。選擇“視圖”|“三維視圖”|“視點”命令(VPOINT)，可以為當(dāng)前視口設(shè)置視點。該視點均是相對于WCS坐標(biāo)系的。這時可通過屏幕上顯示的羅盤定義視點。選擇“視圖”|“三維動態(tài)觀察器”命令(BDORBIT)，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，其形狀也將隨之改變，以指示視圖的旋轉(zhuǎn)方向。

9.2.3觀察三維圖形

在AutoCAD中，使用“視圖”|“縮放”、“視圖”|“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，還可以通過旋轉(zhuǎn)、消隱及著色等方法來觀察三維圖形。消隱圖形著色圖形改變?nèi)S圖形的曲面輪廓素線以線框形式顯示實體輪廓改變實體表面的平滑度

在繪制三維曲面及實體時，為了更好地觀察效果，可選擇“視圖”|“消隱”命令(HIDE)，暫時隱藏位于實體背后而被遮擋的部分。使用系統(tǒng)變量ISOLINES可以設(shè)置顯示曲面所用的網(wǎng)線條數(shù)，默認值為4，即使用4條網(wǎng)線來表達每一個曲面。該值為0時，表示曲面沒有網(wǎng)線，如果增加網(wǎng)線的條數(shù)，則會使圖形看起來更接近三維實物。

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(shè)置為1，并用“消隱”或“著色”命令隱藏曲面的小平面。

要改變實體表面的平滑度，可通過修改系統(tǒng)變量FACETRES來實現(xiàn)。該變量用于設(shè)置曲面的面數(shù)，取值范圍為0.01~10。其值越大，曲面越平滑。

選擇“繪圖”|“點”命令，或在“繪圖”工具欄中單擊“點”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。由于三維圖形對象上的一些特殊點，如交點、中點等不能通過輸入坐標(biāo)的方法來實現(xiàn)，可以采用三維坐標(biāo)下的目標(biāo)捕捉法來拾取點。在三維空間中指定兩個點后，如點(0,0,0)和點(1,1,1)，這兩個點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，這時定義樣條曲線的點不是共面點。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)，此時命令行提示依次輸入不同的三維空間點，以得到一個三維多段線。

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)量屬性。由“三維面”命令創(chuàng)建的每個面的各頂點可以有不同的Z坐標(biāo)，但構(gòu)成各個面的頂點最多不能超過4個。

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列個頂點和每一頂點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個點，其最大值為256。

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線連接從而形成直紋曲面。

選擇“繪圖”|“實體”|“長方體”命令(BOX)，或在“實體”工具欄中單擊“長方體”按鈕，都可以繪制長方體，此時命令行顯示如下提示。指定長方體的角點或[中心點(CE)]<0,0,0>:在創(chuàng)建長方體時，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和中心兩種。

選擇“繪圖”|“實體”|“楔體”命令(WEDGE)，或在“實體”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。選擇“繪圖”|“實體”|“圓柱體”命令(CYLINDER)，或在“實體”工具欄中單擊“圓柱體”按鈕，可以繪制圓柱體或橢圓柱體。

選擇“繪圖”|“實體”|“圓錐體”命令(CONE)，或在“實體”工具欄中單擊“圓錐體”按鈕，即可繪制圓錐體或橢圓形錐體。

選擇“繪圖”|“實體”|“球體”命令(SPHERE)，或在“實體”工具欄中單擊“球體”按鈕，都可以繪制球體。

ISOLINES=4ISOLINES=32選擇“繪圖”|“實體”|“圓環(huán)體”命令(TORUS)，或在“實體”工具欄中單擊“圓環(huán)體”按鈕，都可以繪制圓環(huán)實體，此時需要指定圓環(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。

9.2.7通過二維圖形創(chuàng)建實體

在AutoCAD中，通過拉伸二維輪廓曲線或者將二維曲線沿指定軸旋轉(zhuǎn)，可以創(chuàng)建出三維實體。

二維圖形拉伸成實體

將二維圖形旋轉(zhuǎn)成實體

在AutoCAD中，選擇“繪圖”|“實體”|“拉伸”命令(EXTRUDE)，可以將2D對象沿Z軸或某個方向拉伸成實體。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