第十四章绘制三维网格和实体ppt课件.ppt

第14章绘制三维网格和实体 14 1提出任务14 2解决方案14 3培养目标14 4思考与练习 14 1提出任务 小王学会了简单的三维图形的绘制 但是困惑于基本三维立体图形该怎样绘制 有哪些方法可以创建三维立体图形 返回 14 2解决方案 小王首先应了解立体图形建模的种类 掌握常见的基本立体图形的绘制方法和绘图思路 还要掌握创建实体的基本方法 绘制基本三维曲面 绘制实体 创建拉伸实体 创建放样实体创建旋转实体和创建扫掠实体等三维实体的绘制方法 14 2 1绘制平面曲面 1 菜单栏 绘图 建模 平面曲面 2 命令行 PLANESURF 3 面板 三维操作 面板 平面曲面 下一页 返回 14 2解决方案 这些可以创建平面曲面或将对象转换为平面对象 绘制平面曲面时 命令行显示如下提示信息 指定第一个角点或 对象 0 指定平面曲面的第一个点指定其他角点 指定平面曲面的第一个点 其他角点 使用创建平面曲面命令 用户可以通过以下任一方式创建平面曲面 选择构成一个或多个封闭区域的一个或多个对象 通过命令指定矩形的对角点 通过命令指定曲面的角点时 将创建平行于工作平面的曲面 SURFU和SURFV系统变量控制曲面上显示的行数 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 如果要将对象转换为平面曲面 可以选择 对象 o 选项 然后在绘图窗日中选择对象即可 对象 通过对象选择来创建平面曲面或修剪曲面 可以选择构成封闭区域的一个闭合对象或多个对象 与面域命令类似 有效对象包括 直线 圆 圆弧 椭圆 椭圆弧 一维多段线 平面三维多段线和平面样条曲线 DELOBJ系统变量控制创建曲面后 自动删除所选对象 还是提示删除所选对象 选择对象 选择定义平面曲面的区域的一个或多个对象 如图14 1所示创建平面曲面 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 14 2 2绘制三维面选择 绘图 建模 网格 三维而 命令 3DFACE可以绘制三维而 三维面是三维空间的表面 它没有厚度 也没有质量属性 由 三维面 命令创建的每个面的各顶点可以有不同的z坐标 但构成各个面的顶点最多不能超过4个 如果构成面的4个顶点共面 消隐命令认为该面是不透明的可以消隐 反之 消隐命令对其无效 如图14 2所示指定6个点 下面是操作示例 选择菜单 绘图 建模 网格 三维面 命令 然后依次输入坐标A 4 4 0 E 3 3 2 H 3 1 2 D 4 0 0 C 0 0 0 G 1 1 2 F 1 3 2 B 0 4 0 最后按Enter键结束 绘出三维面如图14 3所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 在命令提示行输入PFACE命令 依次单击点E F G H 然后依次输入顶点编号1 4 消隐后效果如图14 4所示 14 2 3隐藏边 1 菜单卞吞 绘图 建模 网格 边 2 命令行 EDGE指定要切换可见性的三维面的边或 显示 D 选择边或输入d边 控制选中边的可见性 指定要切换可见性的三维面的边或 显示 D 按Enter键之前将重复提示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 如果一个或多个三维面的边共线 程序将改变每个共线边的可见性 如图14 5所示的隐藏边的样例 显示 选择三维面的不可见边以便可以重新显示它们 输入用于隐藏边显示的选择方法 选择 s 全部 A 输入选项或按Enter键 全部 选中图形中所有三维面的隐藏边并显示它们 如果要使三维面的边再次可见 请使用 边 选项 必须用定点设备选定每条边才能显示它 系统将自动显示 AutoSnapTM 自动捕捉 标记和 捕捉提示 指示在每条不可见边的外观捕捉位置 按Enter键之前该提示将一直显示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 选择 选择部分可见的三维面的隐藏边并显小它们 如果要使三维面的边再次可见 请使用 边 选项 14 2 4预定义三维网格命令行 3D此操作用于创建预定义的三维网格 执行3D命令 系统提小下列选项 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 输入选项 可以创建长方体表面 圆锥面 圆柱面 球面 圆环面 楔体表面和棱锥面等外表面多边形网格 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 14 2 5绘制三维网格选择 绘图 建模 网格 三维网格 命令 C3DMESH 可以根据指定的M行N列个顶点和每一顶点的位置生成三维空间多边形网格 M和N的最小值为2 表明定义多边形网格至少要4个点 其最大值为256 操作示例命令行 3DMESH系统提小以下输入M方向上的网格数量 2输入N方向上的网格数量 3 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 指定顶点 0 0 位置 了指定顶点 0 1 位置 了指定顶点 0 2 位置 了指定顶点 1 0 位置 了指定顶点 1 1 位置 了指定顶点 1 2 位置 了绘制三维网格如图14 6所示 14 2 6绘制旋转网格选择 旋转网格 命令可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度 形成旋转网格 旋转方向的分段数由系统变量SURFTAB1确定 旋转轴方向的分段数由系统变量SURFTAB2确定 1 菜单栏 绘图 建模 网格 旋转网格 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 2 命令行 REVSURF这些操作用于创建具有旋转中心的多边形网格 命令 revsurf 当前线框密度 SURFTABI lOSURFTAB2 20选择要旋转的对象 单击旋转对象 多段线 选择定义旋转轴的对象 单击旋转轴 直线 指定起点角度 指定包含角 逆时针 一 顺时针 绘制图形如图14 7所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 14 2 7绘制平移网格选择 平移网格 命令可以将路径曲线沿方向矢量进行平移后构成平移曲面 这时可在命令行的 选择用作轮廓曲线的对象 提示下选择曲线对象 在 选择用作方向矢量的对象 提示信息下选择方向矢量 当确定了拾取点后 系统将向方向矢量对象上远离拾取点的端点方向创建平移曲面 仅考虑多段线的第一点和最后一点 而忽略中间的顶点 方向矢量指出形状的拉伸方向和长度 在多段线或直线上选定的端点决定了拉伸的方向路径曲线定义多边形网格的近似曲面 它可以是直线 圆弧 圆 椭圆 一维或三维多段线 平移曲面的分段数由系统变量SURFTAB1确定 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 1 菜单栏 绘图 I 建模 I 网格 I 平移网格 2 命令行 TABSURF此操作用于将路径曲线沿指定的矢量方向拉伸 构成平移网格 命令 tabsurf 当前线框密度 SURFTAB1 20选择用作轮廓曲线的对象 单击平移对象椭圆 选择用作方向矢量的对象 单击平移矢量方向多段线 绘制图形如图14 8所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 TABSURF将构造一个2Xn的多边形网格 其中n由SURFTAB1系变量确定 网格的M方向始终为2并A沿着方向矢量的方向 N方向沿着轮廓曲线的方向 如果路径曲线为直线 圆弧 圆 椭圆或样条曲线拟合多段线 则将绘制网格线 这些网格线按照SURFTABI设置的间距等分路径曲线 如果路径曲线是未经过样条曲线拟合的多段线 将在直线段的端点绘制网格线 并将每段圆弧按SURFTABI设置的间距等分 绘制图形如图14 9所示 14 2 8绘制直纹网格选择 直纹网格 命令用于在两条曲线之间创建表小直纹曲而的多边形网格 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 1 菜单栏 绘图 I 建模 I 网格 I 直纹网格 2 命令行 RULESURF命令 rulesurf 当前线框密度 SURFTAB1 20选择第一条定义曲线 单击一条边界曲线一一圆选择第一条定义曲线 单击另一条边界曲线一一矩形 矩形旋转45o 可以在两条曲线之间用直线连接从而形成直纹网格 如图14 10所示 14 2 9绘制边界网格选择 边界网格 命令可以使用4条首尾连接的边创建三维多边形网格 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 1 菜单栏 绘图 I 建模 I 网格 I 边界网格 2 命令行 EDGESLJRF以上操作用于创建由4条邻接边定义的网格 命令 edgesurf 当前线框密度 SURFTABI 16SURFTAB2 8选择用作曲面边界的对象1 单击边界1选择用作曲面边界的对象2 单击边界2选择用作曲面边界的对象3 单击边界3选择用作曲面边界的对象4 单击边界4绘制图形如图14 11所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 操作提示必须选择定义网格片的4条邻接边 邻接边可以是直线 圆弧 样条曲线或开放的 维或三维多段线 这些边必须在端点处相交以形成一个拓扑形式的矩形的闭合路径 可以用任何次序选择这4条边 第一条边 CSURFTABI 决定了生成网格的M方向 该方向是从距选择点最近的端点延仲到另一端 与第一条边相接的两条边形成了网格的N SURFTAB2 方向的边 14 2 10绘制多段体在AutoCAD2007中 选择 多段体 命令可以创建实体或将对象转换为实体 采用类似于绘制多段线的方法绘制多段实体 或将一维对象转换为实体绘制多段体 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 1 菜单栏 绘图 I 建模 I 多段体 2 工具栏 建模 一 多段体 3 命令行 POLYSOLID执行POLYSOLID命令时 命令行显示如下提示信息 Polysolid指定起点或 对象 O 高度 H 宽度 W 对i1 J 根据选项 用户可以设置实体的高度 宽度 或将对象转换为实体 选择 高度 选项 可以设置实体的高度 选择 宽度 选项 可以设置实体的宽度 选择 对正 选项 可以设置光标与实体的对正方式 有 左对正 居中 和 右对正 3种 当设置了高度 宽度和对正方式后 可以通过指定点来绘制多段体 也可以选择 对象 选项将图形转换为实体 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 操作示例以多段线创建多段体如图14 12所示 绘制的多段线 将视图切换为东南等轴测视图 选择菜单 绘图 建模 多段体 命令 生成多段体 14 2 11绘制长方体 1 菜单栏 绘图 i 建模 i 长方体 2 工具栏 建模 i 长方体 3 命令行 BOX以上操作用于创建长方体 立方体 执行该命令 系统提示如下 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 指定第一个角点或 中心 C 指定其他角点或 立方体 C 长度 L 指定高度或 两点 2P 绘制图形如图14 13所示 14 2 12绘制楔体在AutoCAD2007中 虽然创建 长方体 和 楔体 的命令不同 但创建方法却相同 因为楔体是长方体沿对角线切成两半后的结果 绘制图形如图14 14所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 14 2 13绘制圆柱体选择 圆柱体 命令可以绘制圆柱体或椭圆柱体 1 菜单栏 绘图 i 建模 i 圆柱体 2 工具栏 建模 一 圆柱体 3 命令行 CYLINDER以上操作用于创建圆柱体 椭圆柱 圆柱体 命令和 圆锥体 命令不同 但创建方法完全相同 执行该命令 系统提示如下 cylinder指定底面的中心点或 二点 3P 两点 2P 相切 相切 半径 T 椭圆 E 绘制的圆柱体和椭圆柱体如图14 15所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 14 2 14绘制圆锥体选择 绘图 建模 圆锥体 命令 CONE 或在 建模 工具栏中单击 圆锥体 按钮 即可绘制圆锥体或椭圆形锥体 圆柱体 命令和 圆锥体 命令不同 但创建方法完全相同 绘制的圆锥体和椭圆形锥体如图14 16所示 14 2 15绘制球体选择 绘图 I 建模 I 球体 命令 SPHERE 或在 建模 工具栏中单击 球体 按钮 都可以绘制球体 这时只需要在命令行的 指定中心点或 二点 3P 两点 2P 相切 相切 半径 T 提示信息下指定球体的球心位置 在命令行的 指定半径或 直径 D 提示信息下指定球体的半径或直径就可以了 绘制球体时可以通过改变ISOLINES变量 来确定每个面上的线框密度 绘制的球体如图14 17所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 14 2 16绘制圆环体绘制圆环实体 此时击要指定圆环的中心位置 圆环的半径或直径 以及圆竹的半径或直径 1 菜单栏 绘图 建模 圆环体 2 工具栏 建模 一 圆环体 3 命令行 TORLJS以上操作用于创建圆环形实体 执行TORUS命令 系统提示信息如下 指定中心点或 二点 3P 两点 2P 相切 相切 半径 T 指定半径或 直径 D 指定圆竹半径或 两点 2P 直径 D 绘制的圆环体如图14 18所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 14 2 17锥面绘制棱锥体过程中可以指定棱锥体底面中心 棱锥体面数 棱锥体底面半径 以及棱锥体高度 棱锥体顶面半径等 1 菜单栏 绘图 建模 棱锥面 2 工具栏 建模 i 锥面 3 命令行 PYRAMID以上操作用于创建棱锥实体 执行TORUS命令 系统提示信息如下 命令 pyramid4个侧面外切指定底面的中心点或 边 E 侧面 S 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 指定底面半径或 内接 I 指定高度或 两点 2P 轴端点 A 顶面半径 T 棱锥面的各种形式如图14 19所示 14 2 18拉伸在AutoCAD中 选择 拉伸 命令 可以将ZD对象沿z轴或某个方向拉伸成实体 拉伸对象被称为断面 可以是任何ZD封闭多段线 圆 椭圆 封闭样条曲线和面域 多段线对象的顶点数不能超过500个A不小于3个 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 1 菜单栏 绘图 I 建模 I 拉伸 2 工具栏 建模 一 拉伸 3 命令行 EXTRUDE以上操作用于将一维对象沿指定拉伸实体高度或方向 指定拉伸实体的倾斜角 指定拉伸实体的路径 将拉伸成三维实体或曲面 用于拉伸的对象可以是闭合的 也可以是开放的 如果是闭合对象 则生成的对象为实体 如果是开放对象 则生成的对象为曲面 执行命令后 指定要拉伸的一维对象 系统提小信息如下 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 指定拉伸的高度或 方向 D 路径 P 倾斜角 T 1 输入拉伸高度 对象将沿Z轴方向拉伸 选择 倾斜角 选项 输入倾斜角度 对象将拉伸出锥度 如图14 20所示 2 选择 路径 P 选项 可将对象沿路径拉伸成实体或曲面 如图14 21所示 默认情况下 可以沿z轴方向拉伸对象 这时击要指定拉伸的高度和倾斜角度 其中 拉伸高度值可以为正或为负 它们表小了拉伸的方向 拉伸角度也可以为正或为负 其绝对值不大于90o 默认值为0o 表示生成的实体的侧面垂直于XY平面 没有锥度 如果为正 将产生内锥度 生成的侧面向单靠 如果为负 将产生外锥度 生成的侧面向外 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 拉伸时要注意以下几点 1 拉伸路径可以是开放的 也可以是封闭的 如直线 圆 圆弧 椭圆 椭圆弧 多段线 一维或三维 或样条曲线定义的路径 2 路径不能与被拉伸对象共面 如果路径中包含曲线 则该曲线应不带尖角 因为尖角曲线会使拉伸实体自相交 将导致拉伸失败 3 如果路径是开放的 则路径的起点应与断面在同一个平面内 否则拉伸时 会将路径移动到拉伸对象所在平面的中心处 4 如果路径是一条样条曲线 则样条的一个端点应与拉伸对象所在平面垂直 否则 样条会被移动到断面的中心 并目断面会旋转到与样条起点处垂直的位置 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 5 如果路径中包含相连但不相切的段 则在连接点处 拉伸会沿段的角平分面斜接此连接点 6 如果路径是封闭的 轨迹应位于斜接面上 以使起始截面和终止截面匀 相贴合 如果必要的话 AutoCAD会移动并旋转轨迹使之位于斜接面上 7 如果沿路径拉伸多个对象 则 拉伸 命令确保它们最后终止于同一平面 14 2 19旋转在AutoCAD中 可以使用 旋转 命令 将一维对象绕某一轴旋转生成实体 用于旋转的一维对象可以是封闭多段线 多边形 圆 椭圆 封闭样条曲线 圆环 封闭区域及面域等 三维对象 包含在块中的对象 有交义或自干涉的多段线不能被旋转 而且每次只能旋转一个对象 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 1 菜单栏 绘图 建模 旋转 2 工具栏 建模 旋转 3 命令行 REVOLVE通过绕指定轴旋转开放或闭合的对象来创建实体或曲面 执行命令后 并选择需要旋转的一维对象后 将通过指定两个端点来确定旋转轴 指定要旋转的对象 系统提示信息如下 指定轴起点或根据以下选项之一定义轴 对象 O X Y Z 指定两个端点确定旋转轴或按选项确定旋转轴 即可生成旋转实体或曲面 输入旋转角度 可产生指定角度旋转的旋转体 绘制图形如图14 22所示 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 14 2 20扫掠在AutoCAD2007中 选择 扫掠 命令 可以绘制网格面或三维实体 如果要扫掠的对象不是封闭的图形 那么使用 扫掠 命令后得到的是网格面 否则得到的是三维实体 1 菜单栏 绘图 建模 扫掠 2 工具栏 建模 扫掠 3 命令行 SWEEP通过沿开放或闭合的一维或三维路径 扫掠开放或闭合的图形来创建实体或曲面 用于扫掠的图形可以是闭合的 也可以是开放的 如果是闭合的 则生成实体 否则生成曲面 可以在启动此命令之前选择要扫掠的对象 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 当前线框密度 ISOLINES 4选择要扫掠的对象 使用对象选择方法并在完成时按Enter键 注意 以通过按住Ctrl键然后选择这些子对象来选择实体上的面和边 系统提示信息如下 选择扫掠路径或 对齐 A 基点 B 比例 S 扭曲 T 绘制如图14 23所示的扫掠样例 各个选项的含义介绍如下 1 对齐 指定是否对齐轮廓以使其作为扫掠路径切向的法向 默认情况下 轮廓是对齐的 扫掠前对齐垂直于路径的扫掠对象 是 Y 否 N 输入NO指定轮廓无需对齐或按Enter键指定轮廓将对齐 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 注意 如轮廓曲线不垂直于 法线指向 路径曲线起点的切向 则轮廓曲线将自动对齐 出现对齐提示时输入NO以避免该情况的发生 2 基点 指定要扫掠对象的基点 如果指定的点不在选定对象所在的平面上 则该点将被投影到该平面上 指定基点 指定选择集的基点 3 比例 指定比例因子以进行扫掠操作 从扫掠路径的开始到结束 比例因子将统一应用到扫掠的对象 输入比例因子或 参照 R 指定比例因子 输入R调用参照选项或Entei键指定默认值 4 参照 通过拾取点或输入值来根据参照的长度缩放选定的对象 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 指定起点参照长度 指定要缩放选定对象的起始长度指定终点参照长度 指定要缩放选定对象的最终长度 5 扭曲 设置正被扫掠的对象的扭曲角度 扭曲角度指定沿扫掠路径全部长度的旋转量 输入扭曲角度或允许非平面扫掠路径倾斜 倾斜 B 指定小于360的角度值 输入B打开倾斜或按Enter键指定默认角度值 选择扫掠路径 对齐 A 基点 B 比例 S 扭曲 T 选择扫掠路径或输入选项倾斜指定被扫掠的曲线是否沿三维扫掠路径 三维多线段 三维样条曲线或螺旋 自然倾斜 旋转 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 操作提示扫掠与拉伸不同 用于拉伸的路径只能是一维曲线 目拉伸对象与路径不能共面 而用于扫掠的路径可以是一维曲线 也可以是三维曲线 可以扫掠多个对象 但是这些对象必须位于同一平面中 扫掠轮廓时 轮廓将自动与路径垂直并对齐 它们的区别如表1所示的表格 14 2 21放样在AutoCAD2007中 选择 放样 命令 可以将一维图形放样成实体 1 菜单栏 绘图 建模 放样 2 工具栏 建模 一 放样 3 命令行 LOFT 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 通过对包含两条或两条以上的横截面曲线进行放样来绘制实体或曲面 横截面曲线可以是开放的 也可以是闭合的 开放的曲线放样生成曲面 闭合的曲线放样生成实体 放样时 依次选择了放样截面后 系统提示信息如下 输入选项 导向 a 路径 P 仅横截面 c 放样 的样例如图14 24所示 14 2 22绘制截面平面通过创建截面平面可查看三维模型内部细节 1 菜单栏 绘图 建模 截面平面 2 命令行 SECTIONPLANE 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 利用如下两种方法绘制截面平面 1 在捕捉到的平面上单击 将该平面作为截面平面 截面平面 的样例如图14 25所示 2 不捕捉面 利用捕捉 坐标或其他方法确定第一点 第一点绕第一点旋转 确定第二点后 创建一个与Z轴平行的截面平面 14 2 23实例操作实训目标绘制如图14 26所示的雨伞 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 2 实训目的掌握三维边界网格绘制方法 掌握视点变换 创建UCS坐标系的方法 旋转和拉伸阵列 球 隐藏边等命令 3 操作步骤 1 首先画一边长为20的正八边形 连接其中正八边形的对称线 如图14 27所示的正八边形和直线 2 切换到西南等轴测视图 新建坐标系中 X轴旋转UCS 90o 如图14 28所示在正八边形的中心画一长12的直线 3 新建坐标系中 二点UCS 八边形的中点 八边形的一个顶点及长为12直线的顶点 画一如图14 29所示的圆弧 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 4 选择 打断 命令 去掉一半 只保留一半 如图14 30所示 5 按上述操作再绘制圆弧 打断并保留一半 如图14 31所示 6 把坐标系转到俯视图 再画一条的圆弧 如图14 32所示 7 要画雨伞肯定都会用边界曲面来绘制 可是边界曲面必须通过指定四条封闭的空间曲线作为曲面的边界线 才能构造出以该四条曲线作为边界的曲面 现在只有二条圆弧作为边界 在这单就要用到一个修改命令 打断子点 先把其中的一条圆弧打断 然后再选择 边界曲面 命令 依次选择圆弧就可以创建如图14 33所示的边界曲面 上一页 下一页 返回 14 2解决方案 8 在八边形的顶点上画一个小球 选择刚建好的曲面和小球 以八边形的中点为中心阵列八个曲面并删除正八边形 如图14 34所示 9 把建好的曲面等先隐藏一下 便于下面建伞的杆和把 切换到西南等轴测视图 移动UCS到直线的顶点 画一六边形 拉伸30 如图14 35所示 10 移动