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1、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、
2、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。AUT
3、OCAD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：ucsma
4、n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
5、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,
6、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：3DF
7、ORBIT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:
8、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
9、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）
10、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：PO
11、INT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：P
12、FACE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(
13、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
14、)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
15、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
16、):,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）
17、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
18、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
19、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
20、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
21、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)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)：3.三维阵列（1）执行方式命令行：3DARRAY菜单：修改三维操作三维阵列（2）操作步骤命令：3DARRAY选择对象：（选择阵列的对象）选择对象：（选择下一个对象或按ENTER键）输入阵列类型矩形（R）/环形（P）：,4.对齐对象（1）执行方式命令行：ALIGN菜
22、单：修改三维操作对齐工具栏：建模对齐（2）操作步骤命令：ALIGN选择对象：（选择对齐的对象）选择对象：（选择下一个对象或按ENTER键）指定第一个源点:（指定点 1）指定第一个目标点:（指定点 2）指定第二个源点:,上 机 实 验,实验1 绘制棘轮1.目的要求如图所示，利用平移、旋转等命令可以在二维图形的基础上生成三维图形。本实验目的是使读者掌握怎样通过绘制二维图形，并结合一些三维命令绘制三维图形。2.操作提示（1）利用“圆”、“等分点”等命令绘制棘轮平面图形。（2）利用“平移曲面”命令生成棘轮立体图。,棘轮,实验2 绘制小凉亭1.实验目的如图所示，三维表面是构成三维图形的基本单元，灵活利用各种基本三维表面构建三维图形是三维绘图的关键技术与能力要求。本实验的目的是使读者熟练掌握各种三维表面的绘制方法，体会构建三维图形的技巧。2.操作提示（1）利用“三维视图”的相关命令设置绘图环境。（2）利用“平移曲面”命令绘制凉亭的底座。（3）利用“平移曲面”命令绘制凉亭的支柱。（4）利用“阵列”命令得到其他的支柱。（5）利用“多段线”命令绘制凉亭顶盖的轮廓线。（6）利用“旋转”命令生成凉亭顶盖。,小凉亭,
