1、第第9章章 绘制三维图形绘制三维图形 在工程设计和绘图过程中，三维图形应用越来越广泛。在工程设计和绘图过程中，三维图形应用越来越广泛。AutoCAD可可以利用以利用3种方式来创建三维图形，即线架模型方式、曲面模型方式和实体种方式来创建三维图形，即线架模型方式、曲面模型方式和实体模型方式。线架模型方式为一种轮廓模型，它由三维的直线和曲线组成，模型方式。线架模型方式为一种轮廓模型，它由三维的直线和曲线组成，没有面和体的特征。表面模型用面描述三维对象，它不仅定义了三维对没有面和体的特征。表面模型用面描述三维对象，它不仅定义了三维对象的边界，而且还定义了表面即具有面的特征。实体模型不仅具有线和象的边界
2、，而且还定义了表面即具有面的特征。实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有体的特征，各实体对象间可以进行各种布尔运算面的特征，而且还具有体的特征，各实体对象间可以进行各种布尔运算操作，从而创建复杂的三维实体图形操作，从而创建复杂的三维实体图形。通过本章的理论学习和上机实训，读者应了解和掌握以下内容:v了解视图观测点的设立方法v掌握三维图形的观察方法v掌握三维线条的绘制方法v掌握三维曲面的绘制方法v掌握三维基本实体的绘制方法v掌握通过二维图形创建三维实体的方法本章章节内容安排如下:v9.1 三维绘图基础v9.2 绘制三维点和线 v9.3 绘制三维曲面 v9.4 绘制基本实体 v9.5 通过二维图
3、形创建实体 v9.6 思 考 练 习 9.1 三维绘图基础三维绘图基础在AutoCAD中，要创建和观察三维图形，就一定要使用三维坐标系和三维坐标。因此，了解并掌握三维坐标系，树立正确的空间观念，是学习三维图形绘制的基础。本节主要内容如下：v建立用户坐标系 v设立视图观测点 v观察三维图形 建立用户坐标系 在第6章已经详细介绍了平面坐标系的使用方法，其所有变换和使用方法同样适用于三维坐标系。例如，在三维坐标系下，同样可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点。此外，在绘制三维图形时，还可使用柱坐标和球坐标来定义点。设立视图观测点 视点是指观察图形的方向。例如，绘制正方体时，如果使用平面坐标系即Z轴垂直
4、于屏幕，此时仅能看到物体在XY平面上的投影。如果调整视点至当前坐标系的左上方，将看到一个三维物体。正方体在平面坐标系和三维视图中显示的效果 观察三维图形 在AutoCAD中，使用“视图”|“缩放”、“视图”|“平移”子菜单中的命令可以缩放或平移三维图形，以观察图形的整体或局部。其方法与观察平面图形的方法相同。此外，在观测三维图形时，还可以通过旋转、消隐及着色等方法来观察三维图形。ISOLINES=32 DISPSILH=1 FACETRES=10 消隐图形 着色图形 设置曲面轮廓素线 以线框形式显示 改变表面平滑度 9.2 绘制三维点和线绘制三维点和线在AutoCAD中，可以使用直线、样条、3
5、D多段线及三维网格等命令绘制简单的三维图形。本节主要内容如下。v绘制三维点 v绘制三维直线和样条曲线 v绘制三维多段线 绘制三维点选择“绘图”|“点”命令，或在“绘图”工具栏中单击“点”按钮，然后在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三位点。由于在三维图形对象上的一些特殊点，如交点、中点等不能通过输入坐标的方法来实现，可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。绘制三维直线和样条曲线 两点决定一条直线。当在三维空间中指定两个点后，如点(0,0,0)和点(1,1,1)，这两个点之间的连线即是一条3D直线。同样，在三维坐标系下，使用“样条曲线”命令，可以绘制复杂3D样条曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点
6、。绘制三维多段线 在二维坐标系下，使用“绘图”|“多段线”命令绘制多段线，尽管各线条可以设置宽度和厚度，但它们必须共面。三维多线段的绘制过程和二维多线段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三维多线段中只有直线段，没有圆弧段。选择“绘图”|“三维多段线”命令(3DPOLY)，此时命令行提示依次输入不同的三维空间点，以得到一个三维多段线。9.3 绘制三维曲面绘制三维曲面在AutoCAD中，不仅可以绘制球面、圆锥面、圆柱面等基本三维曲面，还可以绘制回旋曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲面。使用“绘图”|“曲面”子菜单中的命令或“曲面”工具栏可以绘制这些曲面。本节主要内容如下：v绘制基本三维曲面 v绘制
7、三维面与多边三维面 v绘制多边形网格 v绘制旋转曲面 v绘制平移曲面 v绘制直纹曲面 v绘制边界曲面 绘制基本三维曲面在AutoCAD 2006中，选择“绘图”|“曲面”|“三维曲面”命令，利用打开的“三维对象”对话框，可以绘制大部分三维曲面，如长方体表面、棱锥面、楔体表面及球面等。绘制三维面与多边三维面 选择“绘图”|“曲面”|“三维面”命令(3DFACE)，可以绘制三维面。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
8、对其无效。要生成多边曲面，则必须使用PFACE命令。绘制的三维面 添加三维多重面并消隐后的效果 绘制多边形网格 选择“绘图”|“曲面”|“三维网格”命令(3DMESH)，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。1 2 3 4 5 6 7 8 12 11 10 9 13 14 15 16 绘制网格 对三维网格进行平滑后的效果 绘制旋转曲面 选择“绘图”|“曲面”|“旋转曲面”命令(REVSURF)，可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度，形成旋转曲面。例如，当SURFTAB1=40，SURFTAB2=30
9、时，将图9-21中左图的样条曲线绕直线旋转360后，将得到图9-21右图所示的效果。其中，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。旋转曲面 绘制平移曲面 选择“绘图”|“曲面”|“平移曲面”命令(RULESURF)，可以将路径曲线沿方向矢量方向平移后构成平移曲面，如图9-22所示。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。平移曲面的分段数由系统变量SURFTAB1确定。创建的平移曲面 绘制
10、直纹曲面 选择“绘图”|“曲面”|“直纹曲面”命令(RULESURF)，可以在两条曲线之间用直线连接从而形成直纹曲面。这时可在命令行的“选择第一条定义曲线:”提示信息下选择第1条曲线，在命令行的“选择第二条定义曲线:”提示信息下选择第2条曲线。创建直纹曲面 绘制边界曲面 选择“绘图”|“曲面”|“边界曲面”命令(EDGESURF)，可以使用4条首尾连接的边创建三维多边形网格。创建三维多边形网格时，选择的第一个对象的方向为多边形网格的M方向，它的邻边方向为网格的N方向。系统变量SURFTAB1和SURFTAB2分别控制M方向和N方向的网格分段数 边界曲面 在AutoCAD中，使用“绘图”|“实体
11、”子菜单中的命令，或使用“实体”工具栏，可以绘制长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体及圆环体等基本实体模型。本节主要内容如下：v绘制长方体与楔体 v绘制圆柱体与圆锥体 v绘制球体与圆环体 9.4 绘制基本实体绘制基本实体绘制长方体与楔体 选择“绘图”|“实体”|“长方体”命令(BOX)，或在“实体”工具栏中单击“长方体”按钮，都可以绘制长方体。选择“绘图”|“实体”|“楔体”命令(WEDGE)，或在“实体”工具栏中单击“楔体”按钮，都可以绘制楔体。由于楔体是长方体沿对角线切成两半后的结果，因此可以使用与绘制长方体同样的方法来绘制楔体.绘制圆柱体与圆锥体 选择“绘图”|“实体”|“圆柱体”命令(C
12、YLINDER)，或在“实体”工具栏中单击“圆柱体”按钮，可以绘制圆柱体或椭圆柱体。选择“绘图”|“实体”|“圆锥体”命令(CONE)，或在“实体”工具栏中单击“圆锥体”按钮，即可绘制圆锥体或椭圆形锥体。绘制圆柱体或椭圆柱体 绘制圆锥体或椭圆形锥体 绘制球体与圆环体 选择“绘图”|“实体”|“球体”命令(SPHERE)，或在“实体”工具栏中单击“球体”按钮，都可以绘制球体。选择“绘图”|“实体”|“圆环体”命令(TORUS)，或在“实体”工具栏中单击“圆环体”按钮，都可以绘制圆环实体，此时需要指定圆环的中心位置、圆环的半径或直径，以及圆管的半径或直径。9.5 通过二维图形创建实体通过二维图形创
13、建实体在AutoCAD中，通过拉伸二维轮廓曲线或者将二维曲线绕指定轴旋转，可以创建出三维实体。本节主要内容如下：v二维图形拉伸成实体 v将二维图形旋转成实体 二维图形拉伸成实体 在AutoCAD中，选择“绘图”|“实体”|“拉伸”命令(EXTRUDE)，可以将2D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2D封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域，且多段线对象的顶点数不能超过500个且不小于3个。拉伸倾斜角为 0 拉伸倾斜角为 15 拉伸倾斜角度为-10 将二维图形旋转成实体 在AutoCAD中，可以使用“绘图”|“实体”|“旋转”命令，将二维对象绕某一轴旋转生成实体。用
14、于旋转的二维对象可以是封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线、圆环及封闭区域。三维对象、包含在块中的对象、有交叉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。将二维图形旋转成实体 9.6 思 考 练 习 填空题填空题1.在三维坐标系下，用户不仅可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点，而且还可以使用_和_来定义点。2.在AutoCAD 2006中，选择_命令，可通过单击和拖动的方式，在三维空间中动态观察对象。3.实体表面的平滑度，可通过修改_系统变量来实现，该变量用于设置曲面的面数，取值范围为_。其中，值越大时，曲面越_。4.在AutoCAD 2006中，可以利用3种方式创建三维图形，
15、即_、_和_。5.绘制三维图形时，可以使用_命令设置标高和厚度。9.6 思 考 练 习 填空题填空题6.在AutoCAD中规定，当前UCS的XY面的标高为0，沿Z轴正方向的标高为_。7.在AutoCAD 2006中绘制长方体时，当在“指定角点或 立方体(C)/长度(L):”命令行提示下选择“长度(L)”选项时，可以根据_、_、_创建长方体。8.在AutoCAD 2006中，通过_和_法可以将二维曲线转换为实体。9.在AutoCAD 2006中，绘制圆锥体或椭圆形锥体时，可使用_命令。10.使用“绘图”|“实体”|“圆环体”命令绘制圆环体时，需要依次指定圆环的中心位置_的半径或直径，以及_的半径
16、或直径。9.6 思 考 练 习 选择题选择题 11.在下列系统变量中，用来改变三维图形的曲面轮廓素线的变量是()A.ISOLINESB.DISPSILH C.FACETRES D.HIDE12.在绘制三维曲面及实体时，为了更好地观察效果，执行()命令，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。A.HIDE B.REGEN C.GORUSH D.RENDER13.在AutoCAD 2006中，使用“绘图”|“曲面”|“三维面”命令创建的三维面的顶点数最多不能超过()个。A.3B.4C.5D.69.6 思 考 练 习 选择题选择题14.选择“绘图”|“曲面”|“世界曲面”命令，可以使用()条首尾连接的边创建三维多边形网格。A.3B.4C.5D.615.在使用“拉伸”命令拉伸对象时，拉伸角度可正负，如果要产生内锥度效果，角度应为()。A.0B.正C.负D.以上都不对
