第十三章 三维建模

第十三章三维建模第1页，共83页，2023年，2月20日，星期三三维图形 三维设计展现了建筑模型在三维空间中的真实形状，表达了设计思想，验证了布局的合理性、建筑体量关系和建筑空间的尺度感。三维图形绘制主要分三部分：三维模型的创建、三维模型的观察和三维模型的效果表达第2页，共83页，2023年，2月20日，星期三二、三维模型的创建(1)1、如何指定三维坐标X、Y、Z三维坐标右手法则确定三维Z轴正方向如何输入X/Y/Z坐标输入(.)和字母确定未知点（点过滤器）相对坐标@x,y,z

柱面坐标@距离<角度，距离

(后一个距离是沿Z轴的变化量）

球面坐标@距离<角度<角度

(后一个角度是XY平面的角度）第3页，共83页，2023年，2月20日，星期三(2)2、三维建模中的视图查看方向六个标准视图：俯视（Top)、仰视（Bottom)、右视（Right)、左视（Left)、主视(Front)、后视（Back)创建视口：视图>视口>命名视口；新建视口等轴测视图第4页，共83页，2023年，2月20日，星期三(3)3、引入UCS简化三维图形绘制定义用户坐标系UCS重新指定坐标原点（0，0，0）的位置以及XY平面和Z轴的方向使用UCS命令中“三点”选项在三维空间定义UCS配合多视口使用正交UCS第5页，共83页，2023年，2月20日，星期三(4)4、表面建模（曲面）——构造三维模型的外表面特点：简单易用，占用资源最小，构造复杂洞口困难，使用到3dsVIZ中，某些命令会导致正反面颠倒，须调整。使用Properties（对象特性）、Change(修改）、和Chprop(修改对象特性）命令中的厚度和高度即可将二维线变为三维面。3DFace命令表面建模的基础命令第6页，共83页，2023年，2月20日，星期三(5)矩形网格命令3DMESH直纹曲面RULSURF平移曲面TABSURF旋转曲面REVSURF边定曲面EDGESURF予定义曲面:长方体、圆锥体、上半球面、下半球面、网格、棱锥面、球体、园环和楔体SURFTAB1和SURFTAB2控制曲面圆滑度第7页，共83页，2023年，2月20日，星期三(6)Pline线设置宽度和厚度，生成方体表面常用在建筑墙体、窗框、柱等；Circle设置厚度生成圆柱体，方便修改；Pline线宽为0，闭合生成的空心表面体，可在3dsVIZ软件中自动封面；insertdwg第8页，共83页，2023年，2月20日，星期三(7)5、实体建模（曲面）——表示整个对象的体积特点：信息最完整，复杂的实体形较网格对象容易构造。灵活方便但占用资源多，建筑建模能采用Pline就不用实体。实体建模分三种方法：构造基本实体形、组合基本实体成复杂实体、对实体作圆角、倒角和其他编辑处理。ISOLINES变量控制模型光滑程度，FACETRES变量控制着色和消隐对象光滑程度。第9页，共83页，2023年，2月20日，星期三5.1、构造基本实体使用标准体素:长方体、球体、园柱体、圆锥体、园环体和楔体；Extrude沿Z轴方向或路径拉伸Pline绘制2维闭合图形成实体；被拉伸的图形必须是封闭的图形，图形没有自交叉。Revolve沿指定2D对象或指定轴，按指定的角度旋塑Pline绘制的2维闭合图形成实体；Slice按指定的“三点”平面、2D对象、轴或平面将实体剖切成新实体。第10页，共83页，2023年，2月20日，星期三Section按指定的“三点”平面、2D对象、轴或平面创建实体的相交截面。截面为面域，可填充或消隐。5.2、组合基本实体成复杂实体-使用布尔运算将现有实体实行并、交、差运算成复杂实体；Union并集合并两个或多个实体（或面域），构成一个复合实体；Subtract差集删除两实体间的公共部分；Intersect交集将两个实体以上的重叠部分创建成新的实体。第11页，共83页，2023年，2月20日，星期三5.3、编辑复合实体-使用Fillet、Chamfer对实体实行圆角和倒角；运用Solidedit实体编辑命令中“删除面”去掉圆角和倒角；Solidedit编辑实体常用选项：

拉伸(E)/移动(M)/偏移(O)/删除(D)/复制(C)第12页，共83页，2023年，2月20日，星期三三、三维图形观察透视的基本基本概念第13页，共83页，2023年，2月20日，星期三一点、二点和三点透视第14页，共83页，2023年，2月20日，星期三透视角度的选择第15页，共83页，2023年，2月20日，星期三一点和三点透视的运用第16页，共83页，2023年，2月20日，星期三优秀的透视能力被赋予在AutoCAD环境中-Dview命令模拟单镜头反光照相机获得真实的透视效果；-Dview命令使用套路：“Po”设置相机点和相机目标点（过滤器）；“D”打开透视选项；“Z”调整相机镜头焦距；“D”再调整相机与相机目标点距离。-关键：“Po”决定是否一点、二点还是三点透视效果。第17页，共83页，2023年，2月20日，星期三Vpoint使用轴三角架和罗盘选择三维视点-DDVpoint予置视点-Vpoint特殊视点：

1,0,0东立面；-1,0,0西立面

0,1,0北立面；0,-1,0南立面

0,0,1平面3Dorbit三维动态观察器Plan平面命令View视图存盘命令第18页，共83页，2023年，2月20日，星期三Hide消隐-隐藏被前景对象遮掩的背景对象消隐图形不能编辑

Shade着色消隐第19页，共83页，2023年，2月20日，星期三四、三维图形图纸表达模型空间和图纸空间-模型空间:创建和编辑图形的工作空间，是三维空间；-图纸空间：模拟图纸的页面，是二维空间。第20页，共83页，2023年，2月20日，星期三一、三维命令介绍1、CHANGE命令①、功能改变选定对象的性质，包括厚度、标高、图层、颜色、线型等②、操作

CHANGE回车选择图形输入P回车表示改变选定对象的性质输入T回车改变选定对象的厚度（Z高度）第21页，共83页，2023年，2月20日，星期三

输入高度值在计算机提示后输入E回车表示改变标高输入标高值。输入LA可以改变图层，输入LT改变线型等第22页，共83页，2023年，2月20日，星期三2、VPOINT①、功能按照用户指定的视点生成轴测图。②、操作

VPOINT回车确定视点，用三种方式确定视点

A、直接输入视点的三维坐标

1，0，0东立面-1，0，0西立面

0，1，0北立面0，-1，0南立面

0，0，1平面

第23页，共83页，2023年，2月20日，星期三1，1，1东北等轴测图-1，1，1西北等轴测图1，-1，1东南等轴测图-1，-1，1西南等轴测图B、输入R回车第24页，共83页，2023年，2月20日，星期三使用两个角度指定新的观察方向。输入XY平面中与X轴的夹角<当前值>:指定一个角度第一个角度指定为在XY

平面中与X

轴的夹角。输入XY平面中与X轴的夹角<当前值>:指定一个角度第二个角度指定为与XY

平面的夹角，位于XY

平面的上方或下方。

第25页，共83页，2023年，2月20日，星期三C、回车使用罗盘方式第26页，共83页，2023年，2月20日，星期三3、UCS命令〖功能〗定义及管理用户坐标系统。用户坐标系(UCS)为坐标输入、操作平面和观察提供一种可变动的坐标系。〖命令〗ucs第27页，共83页，2023年，2月20日，星期三定义新坐标系方式可用不同的方法定义UCS：指定新原点、新XY平面或新Z轴 使新UCS与现有的对象对齐 使新UCS与当前视图方向对齐 绕任意一个轴旋转当前的UCS

为现有的UCS提供新的Z深度 选择一个面以应用UCS第28页，共83页，2023年，2月20日，星期三缺省：X、Y、Z轴方向不变，改变当前UCS的原点定义新的UCS；ZA：由原点及Z轴正向的一点定义新的UCS；3：由原点、X轴正向一点、Y轴正向一点定义新的UCS；OB：基于被选择的对象定义新的UCS，新的UCS与被选择的对象的正Z轴方向相同；F：将UCS与选定实体对象的面对正。要选择一个面，在此面的边界内或面的边上单击即可，被选中的面将高亮显示。UCS的X轴将与找到的第一个面上的最近的边对正。V：新的UCS原点不变，XY平面与视图方向垂直（与屏幕平行）第29页，共83页，2023年，2月20日，星期三X：相对于X轴旋转当前UCS形成新的UCS；Y：相对于Y轴旋转当前UCS形成新的UCS；Z：相对于Z轴旋转当前UCS形成新的UCS；第30页，共83页，2023年，2月20日，星期三P：恢复前一UCS，AutoCAD分别存储了在图纸空间和模型空间中最近建立的10个UCS。R：恢复存储的UCS为当前UCS；S：将当前UCS命名存储。D：从存储的UCS列表中删除指定的UCS；A：其他视口保存有不同的UCS时将当前UCS设置应用到指定的视口或所有活动视口。？：列出定义的UCS名、相对于当前UCS的原点坐标和X、Y、Z轴方向。

第31页，共83页，2023年，2月20日，星期三定义用户坐标常用方法：3点定义用户坐标UCS3

确定X轴的方向确定Y轴的方向

第32页，共83页，2023年，2月20日，星期三4、PLAN〖功能〗PLAN命令提供了一种从平面视图查看图形的便捷方式。选择的平面视图可以是基于当前用户坐标系、以前保存的用户坐标系或世界坐标系。〖命令〗PLAN第33页，共83页，2023年，2月20日，星期三操作PLAN回车输入选项[当前ucs(C)/Ucs(U)/世界(W)]<当前值>:A、直接回车切换到当前UCS平面B、输入U切换到指定的UCS平面C、输入W切换到世界坐标平面第34页，共83页，2023年，2月20日，星期三5、3DFACE〖功能〗3DFACE在三维空间中的任意位置创建一个三边或四边曲面。〖命令〗3DFACE第35页，共83页，2023年，2月20日，星期三操作3DFACE回车指定第一点或[不可见(I)]:指定第二点或[不可见(I)]:指定第三点或[不可见(I)]<退出>:指定第四点或[不可见(I)]<创建三侧面>:指定第三点或[不可见(I)]<退出>:第36页，共83页，2023年，2月20日，星期三第37页，共83页，2023年，2月20日，星期三6、region面域〖功能〗面域是用闭合的形状或环创建的二维面片。闭合的图形必须用PL命令绘制，或者是矩形、椭圆。〖命令〗REGION第38页，共83页，2023年，2月20日，星期三操作REGION回车选择对象回车第39页，共83页，2023年，2月20日，星期三8、立方体BOX功能：使用BOX创建实体长方体。长方体的底面总与当前UCS的XY

平面平行。操作：“实体”→工具栏：

“绘图”菜单:实体→长方体命令行：

box生成立方体有几种方式，下面依次介绍：（1）确定对角点的方式第40页，共83页，2023年，2月20日，星期三该方式先确定立方体底面的对角点坐标，然后确定立方体的高度来建立立方体BOX回车确定两个对角点输入高度（2）生成正立方体方式该方式先输入CE，表示确定立方体底面的中心点，输入C表示要建立正立方体，输入正立方体的一条边的长度，具体操作如下：第41页，共83页，2023年，2月20日，星期三BOXCEC输入立方体的边长（3）通过输入立方体的长、宽、高建立立方体该方法输入CE后确定立方体的底面中心，然后输入L，再输入立方体的长、宽、高。BOX回车CE回车分别输入立方体的长、宽、高的值第42页，共83页，2023年，2月20日，星期三9、球体SPHERE功能：建立球体操作：SPHERE回车当前线框密度:ISOLINES=4指定球体球心<0,0,0>:指定球体半径或[直径(D)]:第43页，共83页，2023年，2月20日，星期三10、圆柱体CYLINDER功能：该命令既可以建立圆柱体也可以建立椭圆柱体。操作：（1）圆柱体

CYLINDER指定圆柱体底面的中心点或[椭圆(E)]<0,0,0>:指定圆柱体底面的半径或[直径(D)]:指定圆柱体高度或[另一个圆心(C)]:第44页，共83页，2023年，2月20日，星期三（2）椭圆柱体指定圆柱体底面的中心点或[椭圆(E)]<0,0,0>:e指定圆柱体底面椭圆的轴端点或[中心点(C)]:指定圆柱体底面椭圆的第二个轴端点:指定圆柱体底面的另一个轴的长度:指定圆柱体高度或[另一个圆心(C)]:第45页，共83页，2023年，2月20日，星期三11、圆锥体CONE功能：建立圆锥体，也可以建立椭圆锥体。操作：与建立圆柱体相同第46页，共83页，2023年，2月20日，星期三12、楔形wedge功能：创建一个象木楔形状的三维实体操作：与建立立方体一样下面给大家介绍三个很有用的三维实体编辑命令。第47页，共83页，2023年，2月20日，星期三13、实体拉伸EXTRUDE功能：Extrude沿Z轴方向或路径拉伸Pline绘制2维闭合图形成实体；被拉伸的图形必须是封闭的图形，图形没有自交叉。该命令是三维实心体建模的核心命令。操作：（1）沿Z轴拉伸

EXTRUDE回车选择对象:

指定拉伸高度或[路径(P)]:第48页，共83页，2023年，2月20日，星期三（2）沿路径放样选择对象:指定拉伸高度或[路径(P)]:p选择拉伸路径:路径已移动到轮廓中心。轮廓垂直于路径。第49页，共83页，2023年，2月20日，星期三14、实体旋塑revolve功能：Revolve沿指定2D对象或指定轴，按指定的角度旋塑Pline绘制的2维闭合图形成实体；操作：revolve

选择对象确定旋转轴输入旋转角度第50页，共83页，2023年，2月20日，星期三15、实体剖切SLICE功能：可以切开现有实体，并移去指定部分，从而创建新的实体。可以保留剖切实体的一半或全部。剖切实体保留原实体的图层和颜色特性。剖切实体的默认方法是：先指定三点定义剪切平面，然后选择要保留的部分。也可以通过其他对象、当前视图、Z

轴或XY、YZ

或ZX

平面来定义剪切平面。第51页，共83页，2023年，2月20日，星期三操作：SLICE回车选择对象确定剖切面在要保留的一侧指定点或[保留两侧(B)]:下面介绍组合基本实体为复杂实体的命令，既布尔运算的命令第52页，共83页，2023年，2月20日，星期三16、并运算UNION功能：合并两个对象并把两对象的公共部分取掉。操作：UNION回车选择要合并的对象回车第53页，共83页，2023年，2月20日，星期三17、差运算SUBTRACT功能：两个对象相交，把一个对象减去另一对象相交的部分，相当挖掉一块。第54页，共83页，2023年，2月20日，星期三操作：SUBTRACT回车

选择求差一个对象回车选择求差另一个对象回车

第55页，共83页，2023年，2月20日，星期三18、交运算INTERSECT功能：求交运算保留两个相交对象的公共部分。

操作：INTERSECT回车选择对象

第56页，共83页，2023年，2月20日，星期三19、ROTATE3D三维旋转命令[功能]：按照指定的面在三维空间中旋转图形。[操作]:(1)ROTATE3D回车(2)选择要旋转的对象(3)计算机出现如下提示(4)选择旋转轴（5）确定基点（6）输入旋转角度

第57页，共83页，2023年，2月20日，星期三20、MIRROR3D三维镜像命令[功能]：按照指定的面在三维空间中镜像图形。[操作]:(1)MIRROR3D回车(2)选择要镜像的对象(3)计算机出现如下提示(4)选择镜像面（5）是否删除源对象？[是(Y)/否(N)]<否>

第58页，共83页，2023年，2月20日，星期三21、DVIEW生成透视图命令〖功能〗DVIEW命令使用相机拍照的原理生成透视图。通常采用PO方式，首先确定目标点的位置，然后确定相机点的位置，确定三维点用过滤器方式。输入.XY确定点，然后输入Z的高度。根据两点的高差就可生成通常的一点透视、二点透视、三点透视〖命令〗DVIEW第59页，共83页，2023年，2月20日，星期三操作DVIEW回车选择对象或<使用DVIEWBLOCK>:相机(CA)/目标(TA)/距离(D)/点(PO)/平移(PA)/缩放(Z)/扭曲(TW)/剪裁(CL)/隐藏(H)/关(O)/放弃(U)]:用定点设备指定点，或输入选项下面详细说明每个选项的功能。第60页，共83页，2023年，2月20日，星期三DVIEWBLOCK：如果在提示“选择对象”时按ENTER键，AutoCAD将使用DVIEWBLOCK作为预览图像。可以在一个1x1x1单位区域内创建自己的DVIEWBLOCK块，其原点在左下角。下图显示了使用默认DVIEWBLOCK设置视图（移动图形光标调整视图）的示例。第61页，共83页，2023年，2月20日，星期三相机：通过围绕目标点旋转相机来指定新的相机位置。旋转的量由两个角度决定。第62页，共83页，2023年，2月20日，星期三距离：确定相机点与目标点之间的距离同时打开透视开关。第63页，共83页，2023年，2月20日，星期三点：使用X、Y、Z

坐标定位相机和目标点。可以使用XYZ

点过滤器。通过两个点的高差生成通常的一点透视、两点透视、三点透视第64页，共83页，2023年，2月20日，星期三平移：不改变放大比例而移动图像。指定位移基点:指定点

指定第二点:指定点

缩放：如果透视图是关闭的，“缩放”将在当前视口中动态地增大或缩小对象的外观尺寸。如果透视视图是打开的，“缩放”可以调整相机镜头长度。第65页，共83页，2023年，2月20日，星期三改变镜头长度第66页，共83页，2023年，2月20日，星期三总结：生成透视图的步骤①DVIEW回车②选择生成透视图的图形③输入PO回车④使用点过滤器.XY⑤输入D确定目标点与相机点距离同时打开透视⑥输入Z调整透视图焦距第67页，共83页，2023年，2月20日，星期三22、建立多视窗（1）用DVIEW命令生成透视图（2）保存视图：视图→命名视图→新建出现如下对话框命名，定义窗口（3）生成轴测图，用（2）保存视图（4）生成平面图图，用（2）保存视图第68页，共83页，2023年，2月20日，星期三（5）点布局1进入布局设置纸张大小，打印设备出图比例等第69页，共83页，2023年，2月20日，星期三（6）删除自动生成的视窗（7）点视图→命名视口→四个视口（8）双击第一个视口点视图→命名视图→选择一个视窗名→置为当前,以后的视窗恢复以此类推。第70页，共83页，2023年，2月20日，星期三五、表面法建立小别墅三维模型1、用PLINE命令画建筑的外轮廓线2、把外轮廓线复制两份3、建立建筑室外台阶三维模型（1）用CHANGE改变轮廓线高度为600（2）画矩形的档墙，用CHANGE改变挡墙的高度为900第71页，共83页，2023年，2月20日，星期三（3）用UCS命令把用户坐标定义在挡墙的侧面。（4）用PLINE命令画楼梯的踏步（5）用CHANGE改变踏步侧面厚度

4、建立一层的三维模型（1）用修剪命令修剪墙线（2）用CHANGE命令改变墙的高度（3）转到轴测图，在窗洞口上、下画线用CHANGE命令分别改变窗下线的高度为900，窗上线的高度为－600（4）用3DFACE建立三维面

（5）在正立面图的状态下用PL命令画门、窗立面

第72页，共83页，2023年，2月20日，星期三5、建立二层的三维模型建立的方法与一层基本一致，与一层不同的是二层有阳台，现在说一下阳台的建立方法（1）用PLINE命令画阳台的外轮廓线（2）用CHANGE改变高度（3）阳台封底，用PLINE命令画阳台底部，用面域命令建立一个面封底6、坡屋顶的建立（1）用PLINE命令画屋顶平面（2）画屋脊线第73页，共83页，2023年，2月20日，星期三（3）用3DFACE命令封面，用STRETCH命令拉伸面，拉伸三此。（4）最后用MOVE命令组装图形第74页，共83页，2023年，2月20日，星期三五、实心体法建立小别墅三维模型1、用PLINE命令画建筑的外轮廓线2、把外轮廓线复制两份3、建立建筑室外台阶三维模型（1）用EXTRUDE拉伸轮廓线高度为

600

（2）画矩形的档墙，EXTRUDE拉伸挡墙的高度为900第75页，共83页，2023年，2月20日，星期三（3）用UCS命令把用户坐标定义在挡墙的侧面。（4）用PLINE命令画楼梯的踏步（5）用EXTRUDE拉伸

4、建立一层的三维模型（1）用EXTRUDE拉伸，高度为3000

（2）用布耳运算的减运算把实心体挖空（3）定义用户坐标（4）画门窗矩形（5）用EXTRUDE向内拉伸，高度为-240