CAD第十四章绘制和编辑三维表面.ppt

第十四章 绘制和编辑三维表面,知识重点,模型的分类 坐标系统 建立三维坐标系 设置视图的显示 动态观察三维图形 点的绘制 直线的绘制 构造线的绘制 多义线的绘制 曲面的绘制等知识,三维模型的分类,三维模型分为三种类型：线型模型、表面模型和实体模型。 1线型模型：是对三维对象的轮廓描述。线型模型没有表面，由描述轮廓的点、线、面组成。线型模型结构简单，没有面和体的特征，因而不能进行消隐和渲染等处理。 2表面模型：是用面来描述三维对象。表面模型不仅具有边界，而且还具有表面。由于表面模型具有面的特征，因此可以对它进行物理计算，以及进行渲染和着色的操作。 3实体模型：实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有实体的特征，如体积、重心和惯性矩等。在AUTOCAD中，不仅可以建立基本的三维实体，可以对它进行剖切、装配干涉检查等操作，还可以对实体进行布尔运算，以构造复杂的三维实体。此外由于消隐和渲染技术的运用，可以使实体具有很好的可视性。,三维坐标系统,为了方便创建三维模型，AUTOCAD允许用户根据自己的需要设定坐标系，即用户坐标系（UCS）。合理的创建UCS，用户可以方便地创建三维模型。 1. 右手法则与坐标系 在AUTOCAD中通过右手法则确定直角坐标系Z轴的正方向和绕轴线旋转的正方向，称之为“右手定则”。 在AUTOCAD中输入坐标采用绝对坐标和相对坐标两种形式。绝对坐标格式：X，Y，Z；相对坐标格式：X，Y，Z。 AUTOCAD可以用柱坐标和球坐标定义点的位置。 柱面坐标系统类似于2D极坐标输入，由该点在XY平面的投影点到Z轴的距离、该点与坐标原点的连线在XY平面的投影与X轴的夹角及该点沿Z轴的距离来定义。格式如下：绝对坐标形式：XY 距离 角度, z 距离；相对坐标形式： XY距离 角度, z 距离 球面坐标系统由坐标点到原点的距离、该点与坐标原点的连线在XY平面内的投影与与X轴的夹角以及该点与坐标原点的连线与XY平面的夹角来定义。具体格式如下： 绝对坐标形式：XYZ 距离 XY平面内投影角度 与XY平面夹角或相对坐标形式： XYZ 距离 XY平面内投影角度 与XY平面夹角,2. 坐标系建立 （1）执行方式 命令行：ucsman 菜单：工具命名UCS或工具正交UCS预置 工具栏：UCS命名UCS或UCSII命名UCS （2）操作步骤 命令：ucsman 执行ucsman 命令,AutoCAD打开UCS对话框。,3.新建坐标系 （1）执行方式 命令行：ucs 菜单：工具新建UCS 工具栏：UCS （2）操作步骤 命令：ucs 当前 UCS 名称: *左视* 指定 UCS 的原点或 面(F)/命名(NA)/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 轴(ZA) : 4.动态坐标系 动态 UCS是的具体操作方法是：按下状态栏上的DUCS按钮。 动态 UCS 激活后，指定的点和绘图工具（例如极轴追踪和栅格）都将与动态 UCS 建立的临时 UCS 相关联。,设置视图的显示,1. 利用对话框设置视点 （1）执行方式 命令行：DDVPOINT 菜单：视图三维视图视点预置 （2）操作步骤 命令：DDVPOINT 执行DDVPOINT命令或选择相应的菜单， AutoCAD弹出视点预置对话框。,视点预置对话框,2.用罗盘确定视点 在AUTOCAD中用户可以通过罗盘和三轴架确定视点。执行VPOINT命令后，AutoCAD出现提示：指定视点或旋转（R），显示坐标球和三轴架是系统默认的选项，直接回车即执行命令，AutoCAD出现如图所示的罗盘和三轴架。 3.用菜单设置特殊视点 利用菜单视图三维视图的第二、三 栏中的各选项。可以快速设置特殊的 视点。,罗盘和三轴架,观察模式,1.动态观察 受约束的动态观察 （1）执行方式 命令行：3DORBIT 菜单：视图动态观察受约束的动态观察 快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单。 选择“受约束的动态观察”项。 工具栏：动态观察受约束的动态观察 或 三维导航受约束的动态观察 （2）操作步骤 命令：3DORBIT 执行该命令后，视图的目标将保持静止，而视点将围绕目标移动。,自由动态观察 （1）执行方式 命令行：3DFORBIT 菜单：视图动态观察自由动态观察 快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单 选择“自由动态观察”项。 工具栏：动态观察自由动态观察 或 三维导航自由动态观察 。 （2）操作步骤 命令：3DFORBIT 执行该命令后，在当前视口出现一个绿色的大圆，在大圆上有四个绿色的小圆，此时通过拖动鼠标就可以对视图进行旋转观测。 连续动态观察 （1）执行方式 命令行：3DCORBIT 菜单：视图动态观察自由动态观察,快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单，选择“自由动态观察”项。 工具栏：动态观察连续动态观察 或 三维导航连续动态观察 （2）操作步骤 命令：3DCORBIT 执行该命令后，界面出现动态观察图标，按住鼠标左键拖动，图形按鼠标拖动方向旋转，旋转速度为鼠标的拖动速度。 2.相机 创建相机 （1）执行方式 命令行：CAMERA 菜单：视图创建相机 （2）操作步骤 命令: CAMERA 当前相机设置: 高度=0 镜头长度=40 毫米,指定相机位置:（指定位置） 指定目标位置:（指定位置） 输入选项 ?/名称(N)/位置(LO)/高度(H)/目标(T)/镜头(LE)/剪裁(C)/视图(V)/退出(X) : 调整距离 （1）执行方式 命令行：3DDISTANCE 菜单：视图相机调整距离 快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单。 选择“调整距离”项 工具栏：相机调整调整距离 或 三维导航调整距离 。 （2）操作步骤 命令: 3DDISTANCE 按 ESC 或 ENTER 键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单。,回旋 （1）执行方式 命令行：3DSWIVEL 菜单：视图相机回旋 快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单。 选择“回旋”项。 工具栏：相机调整回旋 或 三维导航回旋 。 （2）操作步骤 命令: 3DSWIVEL 按 ESC 或 ENTER 键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单。 3.漫游和飞行 漫游 （1）执行方式 命令行：3DWALK 菜单：视图漫游和飞行漫游,快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单，选择“漫游”项。 工具栏：漫游和飞行漫游 或 三维导航漫游 。 （2）操作步骤 命令:3DWALK 飞行 （1）执行方式 命令行：3DFLY 菜单：视图漫游和飞行飞行 快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单选择“飞行”项。 工具栏：漫游和飞行飞行 或 三维导航飞行 。 （2）操作步骤 命令:3DFLY,漫游和飞行设置 （1）执行方式 命令行：WALKFLYSETTINGS 菜单：视图漫游和飞行飞行 快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单。 选择“飞行”项。 工具栏：漫游和飞行飞行 或 三维导航飞行 。 （2）操作步骤 命令: WALKFLYSETTINGS 执行该命令后，系统打开“漫游和飞行设置”对话框。 4.运动路径动画 （1）执行方式 命令行：ANIPATH 菜单：视图运动路径动画 （2）操作步骤 命令: ANIPATH 执行该命令后，系统打开“运动路径动画”对话框。,三维绘制,1. 绘制三维点 （1）执行方式 命令行：POINT 菜单：绘图点单点 工具栏：绘图点 （2）操作步骤 命令：POINT 指定点： 2.绘制三维多段线 （1）执行方式 命令行：3DPLOY 菜单：绘图三维多段线 （2）操作步骤 命令：3DPLOY 指定多段线的起点:（指定某一点或者输入坐标点） 指定直线的端点或 放弃(U):（指定下一点）,3.绘制三维面 （1）执行方式 命令行：3DFACE 菜单：绘图网格三维面 （2）操作步骤 命令：3DFACE 指定第一点或 不可见（I）:（指定某一点或输入I） 4.控制三维平面边界的可见性 （1）执行方式 命令行：EDGE 菜单：绘图网格边 （2）操作步骤 命令：EDGE 指定要切换可见性的三维表面的边或 显示 (D): （选择边或输入d）,5.绘制多边网格面 （1）执行方式 命令行：PFACE （2）操作步骤 命令：PFACE 指定顶点1的位置: (输入点1的坐标或指定一点) 指定顶点 2 的位置或 : (输入点2的坐标或指定一点) 指定顶点 n 的位置或 : (输入点N的坐标或指定一点) 在输入最后一个顶点的坐标后，在提示下直接按回车键，AutoCAD出现如下提示： 输入顶点编号或 颜色(C)/图层(L): （输入顶点编号或输入选项） 6.绘制三维网格 （1）执行方式 命令行：3DMESH 菜单：绘图网格三维网格,（2）操作步骤 命令：3DMESH 输入 M 方向上的网格数量：（ 输入 2 到 246 之间的值） 输入 N 方向上的网格数量：（ 输入 2 到 246 之间的值） 指定顶点(0, 0)的位置：（ 输入第一行第一列的顶点坐标） 指定顶点(0, 1)的位置：(输入第一行第二列的顶点坐标) 指定顶点(0, 2)的位置：（输入第一行第三列的顶点坐标） 指定顶点(0,N-1)的位置：（输入第一行第N列的顶点坐标） 指定顶点(1, 0)的位置：（ 输入第二行第一列的顶点坐标） 指定顶点(1, 1)的位置：（ 输入第二行第二列的顶点坐标） 指定顶点(1, N-1)的位置：（ 输入第二行第N列的顶点坐标） 指定顶点(M-1, N-1)的位置：（ 输入第M行第N列的顶点坐标）,绘制三维网格曲面,1.直纹曲面 （1）执行方式 命令行：RULESURF 菜单：绘图网格直纹网格 （2）操作步骤 命令：RULESURF 当前线框密度: SURFTAB1=当前值 选择第一条定义曲线: (指定的一条曲线) 选择第二条定义曲线: (指定的二条曲线) 2.平移曲面 （1）执行方式 命令行：TABSURF 菜单：绘图网格平移网格 （2）操作步骤 命令：TABSURF 当前线框密度：SURFTAB1=6 选择用作轮廓曲线的对象：（选择一个已经存在的轮廓曲线） 选择用作方向矢量的对象:（选择一个方向线）,3.边界曲面 （1）执行方式 命令行：EDGESURF 菜单：绘图网格边界网格 （2）操作步骤 命令：EDGESURF 当前线框密度：SURFTAB1=6 SURFTAB2=6 选择用作曲面边界的对象1：（指定第一条边界线） 选择用作曲面边界的对象2：（指定第二条边界线） 选择用作曲面边界的对象3：（指定第三条边界线） 选择用作曲面边界的对象4：（指定第四条边界线） 4.旋转曲面 （1）执行方式 命令行：REVSURF 菜单：绘图网格旋转网格 （2）操作步骤,命令：REVSURF 当前线框密度：SURFTAB1=6 SURFTAB2=6 选择要旋转的对象1：（指定已绘制好的直线、圆弧、圆或二维、三维多段线） 选择定义旋转轴的对象：（指定已绘制好的用作旋转轴的直线或是开放的二维、三维多段线） 指定起点角度：（输入值或按ENTER键） 指定包含角度（+=逆时针，=顺时针）:（输入值或按ENTER键） 5.平面曲面 （1）执行方式 命令行：PLANESURF 菜单：绘图建模平面曲面 工具栏：建模平面曲面 （2）操作步骤 命令：PLANESURF 指定第一个角点或 对象(O) :,绘制基本三维表面,1.基本形体表面 （1）执行方式 命令行：3D （2）操作格式 命令: 3D 正在初始化. 已加载三维对象。 输入选项长方体表面(B)/圆锥面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/网格(M)/棱锥面(P)/球面(S)/圆环面(T)/楔体表面(W):（选择其中一项） 2.长方体表面 （1）执行方式 命令行：AI_BOX （2）操作格式 命令: AI_BOX 指定角点给长方体:（根据用户需要，选择一个点）,指定长度给长方体:（输入距离值） 指定长方体表面的宽度或立方体(C):（输入距离值） 指定高度给长方体:（输入距离值） 指定长方体表面绕Z轴旋转的角度或参照(R):（输入角度或输入R） 3.棱锥面 （1）执行方式 命令行：AI_PYRAMID （2）操作格式 命令: AI_ PYRAMID 指定棱锥面底面的第一角点:（根据用户需要，点取一个点或输入坐标值） 指定棱锥面底面的第二角点:（输入第二点（相对）坐标值） 指定棱锥面底面的第三角点:（输入第三点（相对）坐标值） 指定棱锥面的第四角点或四面体(T):（输入第四点（相对）坐标值） 指定棱锥面的顶点或棱(R)/顶面(T):,4.楔体表面 （1）执行方式 命令行：AI_WEDGE （2）操作格式 命令: AI_ WEDGE 指定角点给楔体表面:（根据用户需要，点取一个点或输入坐标值） 指定长度给楔体表面:（输入距离值） 指定楔体表面的宽度:（输入距离值） 指定高度给楔体表面:（输入距离值） 指定楔体表面绕Z轴旋转的角度:（输入角度值） 5.上（下）半球面 （1）执行方式 命令行：AI_DOME (AI_DISH) （2）操作格式 命令: AI_ DOME(AI_DISH),指定中心点给上（下）半球面:（输入坐标值或在视口的合适位置点取一点） 指定上（下）半球面的半径或直径(D) :（输入半径值） 输入曲面的经线数目给上（下）半球面:（输入数值） 输入曲面的纬线数目给上（下）半球面:（输入数值） 6.球面 （1）执行方式 命令行：AI_SPHERE （2）操作格式 命令: AI_ SPHERE 指定中心点给球面:（输入坐标值或在视口的合适位置点取一点） 指定球面的半径或直径(D):（输入半径值） 输入曲面的经线数目给球面:（输入数值或按Enter键） 输入曲面的纬线数目给球面:（输入数值或按Enter键）,7.圆锥面 （1）执行方式 命令行：AI_CONE （2）操作格式 命令: AI_ CONE 指定圆锥面底面的中心点:（输入坐标值或在视口的合适位置点取一点） 指定圆锥面底面的半径或直径(D):（输入半径值） 指定圆锥面顶面的半径或直径(D):（输入半径值或按Enter键） 指定圆锥面的高度:（输入数值） 输入圆锥面曲面的线段数目:（输入数值或按Enter键） 8.圆环面 （1）执行方式 命令行：AI_TORUS,（2）操作格式 命令: AI_ TORUS 指定圆环面的中心点:（输入坐标值或在视口的合适位置点取一点） 指定圆环面的半径或直径(D):（输入半径值） 指定圆管的半径或直径(D):（输入半径值） 输入环绕圆管圆周的线段数目:（输入新数值或选择默认） 输入环绕圆环面圆周的线段数目:（输入新数值或选择默认）,编辑三维曲面,1.三维旋转 （1）执行方式 命令行：ROTATE3D 菜单：修改三维操作三维旋转 工具栏：建模三维旋转 （2）操作步骤 命令：ROTATE3D 当前正向角度：ANGDIR=逆时针 ANGBASE=0 选择对象：（点取要旋转的对象） 选择对象：（选择下一个对象或按ENTER键） 指定轴上的第一个点或定义轴依据对象(O)/最近的(L)/视图(V)/X轴(X)/Y轴(Y)/Z轴(Z)/两点(2)：（根据需要选择输入选项） 2.三维镜像 （1）执行方式 命令行： MIRROR3D 菜单：修改三维操作三维镜像 （2）操作步骤,命令：MIRROR3D 选择对象：（选择镜像的对象） 选择对象：（选择下一个对象或按ENTER键） 指定镜像平面 (三点) 的第一个点或对象(O)/上一个(L)/Z 轴(Z