第八章 三维实体造型

第八章三维实体造型利用三维绘图功能和一些辅助功能可以绘出形象逼真的立体图形。相关的工具条有：用户坐标体系UCS、UCSII；实体、实体编辑；三维动态观察器、视口、视图；渲染、着色。第一节用户坐标系一、笛卡尔坐标系（CCS）CartesianCoordinateSystem符合右手螺旋定则的直角坐标体系二、世界坐标体系（WCS）worldCoordinateSystemAutoCAD2000的基本坐标系统，其坐标原点和坐标方向都不会改变。三、用户坐标体系（UCS）userCoordinateSystem用户自己定义的符合右手螺旋定则的直角坐标系因为三维立体绘图要求在坐标系的XOY投影面作为基准进行，高度方向一般为Z轴方向XYZO四、创建UCS命令：UCS启动后有10个选项新建——创建新的坐标系统。根据需要采用不同的创建方法。其中比较常用的选项有“Z轴”：确定新的Z轴起点及方向“三点”：由新的坐标原点、X轴正方向一点和Y坐标值为正的XOY平面上的一点（一般取Y轴正向上的一点）“对象”：指定实体定义新的坐标系（见P144表）“面”：利用三维实体表面建立UCS“X/Y/Z”：将当前坐标系绕指定轴旋转一指定角度移动——移动坐标原点正交——选择正交方式上一个——退回前一种坐标系统恢复——选用已存储的坐标系保存——存储自定义的坐标系删除——删除某一已命名的用户坐标系应用——将指定坐标系统应用于当前视窗？——列出当前文件中所有已命名的用户坐标系统世界——使用世界坐标系统第二节基本实体造型创建三维实体有两种途径：1.由“实体”工具条创建基本立体2.由二维图形旋转或拉伸实体一、建立基本实体1.长方体：Box功能：绘出长、宽、高分别与X、Y、Z轴平行的长方体或正方体。注意：正值与坐标轴同向；负值与坐标轴反向2.球体：Sphere功能：绘制实心球体。在AutoCAD中，曲面是用线框来表示的，线框的密度由系统变量Isolines控制，初始值为4；值越大，线框越密。3.圆柱体：Cylinder功能：绘制圆柱体或椭圆柱体4.圆锥体：Cone功能：绘制圆锥体或椭圆锥体。注意：指定高度时，直接输入高度值，则高度方向为Z轴正向；若选择“顶点”选项，可绘出倾斜的圆锥体。5.楔体：Wedge功能：绘出长、宽、高分别与X、Y、Z轴平行的楔体。6.圆环体：Torus功能：创建实体圆环。注意：圆环的半径或直径是指圆环管体中心线的半径或直径。二、显示和观察三维视图1.用Vpoint命令选择视点(-VP)命令行方式启动后，出现提示的意义：旋转——将当前视点旋转一个角度，形成新视点指定视点——输入新视点的绝对坐标值（三维）显示坐标球和三轴架——显示一罗盘和一可拖动的坐标轴2.用DDVpoint设置视点(VP)对话框方式启动后，出现“视点设置”对话框，其中：绝对于WCS——是否使用绝对世界坐标系绝对于UCS——是否使用用户坐标系设为平面视图——返回初始视点状态(俯视)与X轴角度——与XY平面角度——XYZ视点3.三维动态观察器命令：3Dorbit→3Do启动后，出现一个旋转轨道，光标的形状发生变化两个圆组成球体——光标落在旋转轨道内，可以在水平和垂直方向移动目标实体箭头圆环——光标落在旋转轨道上，可以拖动当前视窗，使之绕垂直于屏幕且通过轨道中心的轴移动水平(垂直)椭圆环——光标落在轨道的左右(上下)的小圆内时，可以拖动当前视窗绕垂直(水平)方向的轴旋转四、控制坐标系图标显示方式命令：Ucsicon五、特殊视点选项及其所对应的视点坐标视图→三维视图→选项对应视点选项对应视点俯视0,0,1正上方仰视0,0,-1正下方左视-1,0,0左方右视1,0,0右方主视0,1,0正前方后视0,-1,0正后方西南等轴测-1,-1,0西南方向东南等轴测1,-1,1东南方向东北等轴测1,1,1东北方向西北等轴测-1,1,1西北方向第三节拉伸实体造型沿某一指定路线拉伸封闭的二维实体，可以建立复合实体。可以直接拉伸三维实体的二维图形包括：闭合多段线、多边形、圆和椭圆。注意(1)拉伸多段线的顶点数:3≤N≤500；

(2)不能拉伸自交叉或重叠的多段线而其它方法建立的闭合图形要进行拉伸，应首先建立面域。一、面域（有两种方式）1.Region命令方式2.Boundary命令方式“边界创建”方式出现的是对话框，在“对象类型”中选择“面域”选项。注意：自相交或不封闭的对象不能转换为面域二、面域的布尔运算布尔运算前要先建立面域1.并：union→uni是将两个或多个面域合并为一个单独面域，而且和合并前面域的位置没有关系。2.差：subtract→su是从一个面域中减去另一个面域。3.交：intersect→in是指从两个或两个以上面域中抽取其重叠的部分。三、拉伸命令：Extrude→Ext启动命令后，选择要拉伸的实体，其中的选项：拉伸高度——沿z轴方向选取高度值，而后要选取拉伸的倾斜角度（拉伸实体的侧面与垂直方向的夹角，+90°～-90°），0°则是柱体。路径——选取一目标方向为拉伸的路线。四、旋转生成实体：Revolve→Rev是将一些二维图形绕指定的轴旋转而形成的三维实体。用于旋转生成三维实体的二维图形包括：闭合多段线、多边形、圆、椭圆和面域。五、三维实体的布尔运算实体的布尔运算和面域的布尔运算基本相同。包括：并、交、差。是在生成实体以后再进行布尔运算。例如：倾斜的拉伸较复杂而不规则的实体面域的布尔运算倾斜的拉伸第四节实体的编辑三维绘图的最终目的是得到经过渲染的三维图形。本节主要介绍：1.三维形体的基本编辑命令2.三维形体的高级编辑方法3.三维实体消隐和着色4.三维实体的渲染一、倒直角和倒圆角三维实体的倒角命令与二维实体的命令相同。1.倒直角（Chamfer→Cha）启动命令后，按提示选择一条边后，所出现的选项的含义为基面——选择实体边所在的两个平面中的一个当前——当前高亮显示的面为基面下一个——表示以下一个面为基面环——对基面上的各边均进行倒直角操作边——要求用户指定一条边注意：选择需要倒角的边，只能在基面上选取。2.倒圆角（Fillet）启动命令后，按提示选择一条边后，所出现的选项的含义为链——选择一条边作为起始边，则从这条边起，首尾相连的一些边均被选中。半径——允许用户重新设置倒角半径边——要求用户选择需进行倒角的边，直到回车选择完毕二、剖切实体剖切主要分为两种：一是将实体分割，可保留一部分，也可以全部保留二是对实体剖切，生成的是剖面图1.切开实体（Slice→SL）启动命令后，按提示选择要被剖切的实体后，在接下来的选项主要是确定剖切面的位置。对象——用指定的实体所在平面作剖切面Z轴——用指定的过Z轴的平面作剖切面视图——选择与当前视图平面平行的平面作剖切面XY平面/…/——用与当前UCS下的XOY平面(…)平行的平面作剖切面三点——通过三点确定一剖切平面（建议使用）注意：用户确定的剖切平面必须要与被剖切的实体相交。2.生成剖面（Section→Sec）启动命令后的所有选项与“剖切”完全相同，只是得到的是实体在剖切位置的剖面。三、三维阵列命令（3DArray）类似二维阵列命令，只是增加了一个层数和层间距四、三维镜像命令（Mirror3D）用平面为镜像面对三维立体进行镜像处理五、三维旋转命令（Rotate3D）实体对象绕一直线轴在空间进行旋转六、对齐命令（Align）与二维对齐命令一样。（最多3个对应点）七、消隐（Hide→Hi）隐藏屏幕上存在的而实际上应被遮挡住的轮廓线条或其它线条。注意：1.消隐时，是对图形进行再生，图形越复杂，进行消隐所用时间越长

2.消隐只是隐藏，不是删除八、着色（Shademode→Sha）着色实际上只是光源的作用。光源位于用户视点的后面。着色的效果，取决于实体本身的颜色、实体所在图层的颜色、显示卡的类型、显示器以及用户对着色选项的当前设置值。在启动后的命令行提示的含义：二维线框——显示实体线框模型，同时ucs图标也是二维的三维线框——显示实体线框模型，同时显示三维的ucs图标消隐——隐藏不