第十四章 三維建模

1、制作人：魏旭 三維設(shè)計(jì)展現(xiàn)了建筑模型在三維空 間中的真實(shí)形狀，表達(dá)了設(shè)計(jì)思想，驗(yàn) 證了布局的合理性、建筑體量關(guān)系和建 筑空間的尺度感。 三維圖形繪制主要分三部分：三維 模型的創(chuàng)建、三維模型的觀察和三維模 型的效果表達(dá) 1、如何指定三維坐標(biāo) X、Y、Z三維坐標(biāo) 右手法則確定三維Z軸正方向 如何輸入X/Y/Z坐標(biāo) 輸入(.)和字母確定未知點(diǎn)（點(diǎn)過(guò)濾器） 相對(duì)坐標(biāo)x,y,z 柱面坐標(biāo)距離角度，距離 (后一個(gè)距離是沿Z軸的變化量） 球面坐標(biāo)距離角度視口命名視口；新建視口 等軸測(cè)視圖 (3) 3、引入U(xiǎn)CS簡(jiǎn)化三維圖形繪制 定義用戶坐標(biāo)系UCS重新指定坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0，0） 的位置以及XY平面和Z軸的方

2、向 使用UCS命令中“三點(diǎn)”選項(xiàng)在三維空間定義UCS 配合多視口使用正交UCS (4) 4、表面建模（曲面）構(gòu)造三維模型的外表面 特點(diǎn)：簡(jiǎn)單易用，占用資源最小，構(gòu)造復(fù)雜洞口 困難，使用到3dsVIZ中，某些命令會(huì)導(dǎo)致正 反面顛倒，須調(diào)整。 使用Properties（對(duì)象特性）、Change(修改）、 和Chprop (修改對(duì)象特性）命令中的厚度和 高度即可將二維線變?yōu)槿S面。 3DFace命令表面建模的基礎(chǔ)命令 (5) 矩形網(wǎng)格命令3DMESH 直紋曲面RULSURF 平移曲面TABSURF 旋轉(zhuǎn)曲面REVSURF 邊定曲面EDGESURF 予定義曲面:長(zhǎng)方體、圓錐體、上半球面、下半球面、網(wǎng)格

3、 、棱錐面、球體、園環(huán)和楔體 SURFTAB1和SURFTAB2控制曲面圓滑度 (6) Pline 線設(shè)置寬度和厚度，生成方體表面 常用在建筑墻體、窗框、柱等； Circle 設(shè)置厚度生成圓柱體，方便修改； Pline 線寬為0，閉合生成的空心表面體，可在3dsVIZ軟件 中自動(dòng)封面；insert dwg (7) 5、實(shí)體建模（曲面）表示整個(gè)對(duì)象的體積 特點(diǎn)：信息最完整，復(fù)雜的實(shí)體形較網(wǎng)格對(duì)象容 易構(gòu)造。靈活方便但占用資源多，建筑建模 能采用Pline 就不用實(shí)體。 實(shí)體建模分三種方法：構(gòu)造基本實(shí)體形、組合基 本實(shí)體成復(fù)雜實(shí)體、對(duì)實(shí)體作圓角、倒角和 其他編輯處理。 ISOLINES變量控制模型

4、光滑程度，F(xiàn)ACETRES 變量控制著色和消隱對(duì)象光滑程度。 5.1、構(gòu)造基本實(shí)體 使用標(biāo)準(zhǔn)體素:長(zhǎng)方體、球體、園柱體、 圓錐體、園環(huán)體和楔體； Extrude沿Z軸方向或路徑Pline繪制2 維閉合圖形成實(shí)體；被拉伸的圖形必須是 封閉的圖形，圖形沒(méi)有自交叉。 Revolve沿指定2D對(duì)象或指定軸，按指定 的角度Pline繪制的2維閉合圖形成實(shí) 體； Slice按指定的“三點(diǎn)”平面、2D對(duì)象、 軸或平面將實(shí)體成新實(shí)體。 Section按指定的“三點(diǎn)”平面、2D對(duì)象、 軸或平面創(chuàng)建實(shí)體的相交。截面為面 域，可填充或消隱。 5.2、組合基本實(shí)體成復(fù)雜實(shí)體 -使用布爾運(yùn)算將現(xiàn)有實(shí)體實(shí)行并、交、差運(yùn)

5、算成復(fù)雜實(shí)體； -Union合并兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體（或面域）， 構(gòu)成一個(gè)復(fù)合實(shí)體； -Subtract刪除兩實(shí)體間的公共部分； -Intersect將兩個(gè)實(shí)體以上的重疊部分創(chuàng) 建成新的實(shí)體。 5.3、編輯復(fù)合實(shí)體 - 使用Fillet、Chamfer對(duì)實(shí)體實(shí)行圓角和倒角； -運(yùn)用Solidedit實(shí)體編輯命令中“刪除面”去掉 圓角和倒角； -Solidedit編輯實(shí)體常用選項(xiàng)： - 拉伸(E)/移動(dòng)(M)/偏移(O)/刪除(D)/復(fù)制(C) l透視的基本基本概念 l一點(diǎn)、二點(diǎn)和三點(diǎn)透視 l透視角度的選擇 l一點(diǎn)和三點(diǎn)透視的運(yùn)用 l優(yōu)秀的透視能力被賦予在AutoCAD環(huán)境中 - Dview命令模擬單

6、鏡頭反光照相機(jī)獲得真 實(shí)的透視效果； - Dview命令使用套路： “Po”設(shè)置相機(jī)點(diǎn)和相機(jī)目標(biāo)點(diǎn)（過(guò)濾器）； “D”打開(kāi)透視選項(xiàng)； “Z”調(diào)整相機(jī)鏡頭焦距； “D”再調(diào)整相機(jī)與相機(jī)目標(biāo)點(diǎn)距離。 - 關(guān)鍵關(guān)鍵：“Po”決定是否一點(diǎn)、二點(diǎn)還是三點(diǎn) 透視效果。 lVpoint使用軸三角架和羅盤(pán)選擇三維視 點(diǎn) - DDVpoint予置視點(diǎn) - Vpoint 特殊視點(diǎn)： 1,0,0 東立面；-1,0,0西立面 0,1,0北立面；0,-1,0南立面 0,0,1平面 l3Dorbit三維動(dòng)態(tài)觀察器 lPlan平面命令 lView視圖存盤(pán)命令 lHide消隱-隱藏被前景對(duì)象遮掩的背景 對(duì)象 消隱圖形不能編輯

7、 Shade著色消隱 l模型空間和圖紙空間 - 模型空間:創(chuàng)建和編輯圖形的工作空間， 是三維空間； - 圖紙空間：模擬圖紙的頁(yè)面，是二維空 間。 1、CHANGE 命令 、功能 改變選定對(duì)象的性質(zhì)， 包括厚度、標(biāo)高、 圖層、顏色、線型等 、操作 CHANGE 回車(chē) 選擇圖形 輸入P 回車(chē) 表示改變選定對(duì)象的性質(zhì) 輸入T 回車(chē) 改變選定對(duì)象的厚度（Z高度） 輸入高度值 在計(jì)算機(jī)提示后輸入E 回車(chē) 表示改變標(biāo)高 輸入標(biāo)高值。 輸入LA可以改變圖層， 輸入LT改變線型等 、功能 按照用戶指定的視點(diǎn)生成軸測(cè)圖。 、操作 VPOINT 回車(chē) 確定視點(diǎn)，用三種方式確定視點(diǎn) A、直接輸入視點(diǎn)的三維坐標(biāo) 1，

8、0，0 東立面 -1，0，0 西立面 0，1，0 北立面 0，-1，0 南立面 0，0，1 平面 1，1，1 東北等軸測(cè)圖 -1，1，1 西北等軸測(cè)圖 1，-1，1 東南等軸測(cè)圖 -1，-1，1 西南等軸測(cè)圖 B、輸入R 回車(chē) 使用兩個(gè)角度指定新的觀察方向。 輸入 XY 平面中與 X 軸的夾角 :指定一 個(gè)角度 第一個(gè)角度指定為在 XY 平面中與 X 軸的夾角。 輸入 XY 平面中與 X 軸的夾角 :指定一 個(gè)角度 第二個(gè)角度指定為與 XY 平面的夾角，位于 XY 平面的上方或下方。 功能定義及管理用戶坐標(biāo)系統(tǒng)。用戶 坐標(biāo)系 (UCS) 為坐標(biāo)輸入、操作平面和 觀察提供一種可變動(dòng)的坐標(biāo)系。大多

9、數(shù) AutoCAD 幾何編輯命令依賴(lài)于 UCS 的位 置和方向。對(duì)象將繪制在當(dāng)前 UCS 的 XY 平面上。 命令ucs l可用不同的方法定義 UCS： l指定新原點(diǎn)、新 XY 平面或新 Z 軸 l使新 UCS 與現(xiàn)有的對(duì)象對(duì)齊 l使新 UCS 與當(dāng)前視圖方向?qū)R l繞任意一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)前的 UCS l為現(xiàn)有的 UCS 提供新的 Z 深度 l選擇一個(gè)面以應(yīng)用 UCS 缺省：X、Y、Z軸方向不變，改變當(dāng)前UCS的 原點(diǎn)定義新的UCS； nZA：由原點(diǎn)及Z軸正向的一點(diǎn)定義新的UCS； n3：由原點(diǎn)、X軸正向一點(diǎn)、Y軸正向一點(diǎn)定 義新的UCS； nOB：基于被選擇的對(duì)象定義新的UCS，新的 UCS與被

10、選擇的對(duì)象的正Z軸方向相同； nF：將 UCS 與選定實(shí)體對(duì)象的面對(duì)正。要選 擇一個(gè)面，在此面的邊界內(nèi)或面的邊上單擊 即可，被選中的面將高亮顯示。UCS 的 X 軸 將與找到的第一個(gè)面上的最近的邊對(duì)正。 nV：新的UCS原點(diǎn)不變，XY平面與視圖方向 垂直（與屏幕平行） nX：相對(duì)于X軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)前UCS形成新的UCS； Y：相對(duì)于Y軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)前UCS形成新的UCS； nZ：相對(duì)于Z軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)前UCS形成新的UCS； M：通過(guò)平移原點(diǎn)或修改當(dāng)前 UCS 的 Z 軸 深度來(lái)重新定義 UCS，但保留其 XY 平面的 原始位置不變。修改 Z 軸深度將使 UCS 沿 自身 Z 軸的正方向或負(fù)方向移動(dòng)。 nG：指

11、定由 AutoCAD 提供的六個(gè)正交 UCS 中的一個(gè)。這些 UCS 設(shè)置通常用于查看和 編輯三維模型 P：恢復(fù)前一UCS，AutoCAD分別存儲(chǔ)了在 圖紙空間和模型空間中最近建立的10個(gè) UCS。 nR：恢復(fù)存儲(chǔ)的UCS為當(dāng)前UCS； nS：將當(dāng)前UCS命名存儲(chǔ)。 nD：從存儲(chǔ)的UCS列表中刪除指定的UCS； nA：其他視口保存有不同的 UCS 時(shí)將當(dāng)前 UCS 設(shè)置應(yīng)用到指定的視口或所有活動(dòng)視 口。 n？：列出定義的UCS名、相對(duì)于當(dāng)前UCS 的原點(diǎn)坐標(biāo)和X、Y、Z軸方向。 功能PLAN命令提供了一種從平面視圖 查看圖形的便捷方式。選擇的平面視圖 可以是基于當(dāng)前用戶坐標(biāo)系、以前保存 的用戶

12、坐標(biāo)系或世界坐標(biāo)系。PLAN命令 只影響當(dāng)前視口中的視圖。在圖紙空間 中不能使用 PLAN命令。 命令PLAN PLAN 回車(chē) 輸入選項(xiàng) 當(dāng)前 ucs(C)/Ucs(U)/世界(W) : A、直接回車(chē)切換到當(dāng)前UCS平面 B、輸入U(xiǎn)切換到指定的UCS平面 C、輸入W切換到世界坐標(biāo)平面 功能3DFACE 在三維空間中的任意位置創(chuàng)建 一個(gè)三邊或四邊曲面?？梢詾槿S面的每一個(gè) 角點(diǎn)指定不同的 Z 坐標(biāo)，但如果這樣做，那么 該三維面就不能被拉伸。3DFACE 與 SOLID 不同，SOLID 創(chuàng)建與當(dāng)前用戶坐標(biāo)系 (UCS) 平 行的三邊或四邊曲面，并且不能對(duì)每個(gè)角點(diǎn)使 用不同的 Z 坐標(biāo)值。另外，3

13、DFACE 創(chuàng)建的曲 面未填充，而 SOLID 創(chuàng)建填充的曲面 命令 3DFACE 3DFACE 回車(chē) 指定第一點(diǎn)或 不可見(jiàn)(I): 指定第二點(diǎn)或 不可見(jiàn)(I): 指定第三點(diǎn)或 不可見(jiàn)(I) : 指定第四點(diǎn)或 不可見(jiàn)(I) : 指定第三點(diǎn)或 不可見(jiàn)(I) : 功能面域是用閉合的形狀或環(huán)創(chuàng)建的二維面片。 l閉合的多段線、直線和曲線都是有效的選擇對(duì)象。 曲線包括圓弧、圓、橢圓弧、橢圓和樣條曲線。 lAutoCAD 將選擇集中的閉合二維多段線和平面三維 多段線轉(zhuǎn)換為單獨(dú)的面域，然后轉(zhuǎn)換連成平面閉合 環(huán)的多段線、直線和曲線。如果有兩個(gè)以上的曲線 共用一個(gè)端點(diǎn)，結(jié)果可能是不確定的。 l面域的邊界由端點(diǎn)相

14、連的曲線組成，曲線上的每個(gè) 端點(diǎn)僅連接兩條邊。AutoCAD 不接受所有相交或自 交的曲線 l命令REGION lEXPLODE 將面域中的各個(gè)環(huán)轉(zhuǎn)換為直線、圓 弧、橢圓弧或 NURBS 曲線對(duì)象。INTERSECT 用多個(gè)對(duì)象的交集創(chuàng)建組合實(shí)體或面域。 SUBTRACT 通過(guò)從一個(gè)面域集中減去另一個(gè) 面域集或從一個(gè)實(shí)體集中減去另一個(gè)實(shí)體集來(lái) 創(chuàng)建一個(gè)組合面域或?qū)嶓w。UNION 創(chuàng)建一個(gè) 組合面域或?qū)嶓w。 REGION 回車(chē) 選擇對(duì)象 回車(chē) lROTATE3D l功能：把選定的對(duì)象按照用戶給定的軸 l 和旋轉(zhuǎn)角度在三維空間上旋轉(zhuǎn) l操作：ROTATE3D l 選擇對(duì)象 l 計(jì)算機(jī)出現(xiàn)如下提示：

15、 l對(duì)象(O)/最近的(L)/視圖(V)/X 軸(X)/Y 軸(Y)/Z 軸(Z)/兩點(diǎn)(2): l確定基點(diǎn) l輸入旋轉(zhuǎn)的角度 功能DVIEW 命令使用相機(jī)拍照的原理生成透 視圖。通常 采用PO方式，首先確定 目標(biāo)點(diǎn)的位置，然后確定 相機(jī)點(diǎn)的位置，確定三維 點(diǎn)用過(guò)濾器方式。輸入.XY 確定點(diǎn)，然后輸入Z的高度。根據(jù)兩點(diǎn)的高 差就可生成通常的一點(diǎn)透視、二點(diǎn)透視、三點(diǎn)透視 命令DVIEW DVIEW 回車(chē) 選擇對(duì)象或 : 相機(jī)(CA)/目標(biāo)(TA)/距離(D)/點(diǎn)(PO)/平移(PA)/縮 放(Z)/扭曲(TW)/剪裁(CL)/隱藏(H)/關(guān)(O)/放棄 (U): 用定點(diǎn)設(shè)備指定點(diǎn)，或輸入選項(xiàng) 下

16、面詳細(xì)說(shuō)明每個(gè)選項(xiàng)的功能。 qDVIEWBLOCK：如果在提示“選擇對(duì)象”時(shí) 按 ENTER 鍵，AutoCAD 將使用 DVIEWBLOCK 作為預(yù)覽圖像。可以在一個(gè) 1 x 1 x 1 單位區(qū)域內(nèi) 創(chuàng)建自己的DVIEWBLOCK 塊，其原點(diǎn)在左下角。 下圖顯示了使用默認(rèn) DVIEWBLOCK 設(shè)置視圖 （移動(dòng)圖形光標(biāo)調(diào)整視圖）的示例。 q相機(jī)：相機(jī)：通過(guò)圍繞目標(biāo)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)相機(jī)來(lái)指定新的相機(jī) 位置。旋轉(zhuǎn)的量由兩個(gè)角度決定。 q距離：距離：確定相機(jī)點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離同時(shí)打 開(kāi)透視開(kāi)關(guān)。 q點(diǎn)點(diǎn)：使用 X、Y、Z 坐標(biāo)定位相機(jī)和目標(biāo) 點(diǎn)?？梢允褂?XYZ 點(diǎn)過(guò)濾器。通過(guò)兩個(gè)點(diǎn) 的高差生成通常的一點(diǎn)

17、透視、兩點(diǎn)透視、 三點(diǎn)透視 q平移：平移：不改變放大比例而移動(dòng)圖像。 指定位移基點(diǎn):指定點(diǎn) 指定第二點(diǎn):指定點(diǎn) q縮放：縮放：如果透視圖是關(guān)閉的，“縮放”將 在當(dāng)前視口中動(dòng)態(tài)地增大或縮小對(duì)象的外觀 尺寸。 如果透視視圖是打開(kāi)的，“縮放”可以調(diào)整 相機(jī)鏡頭長(zhǎng)度。 改變鏡頭長(zhǎng)度 總結(jié)：生成透視圖的步驟 DVIEW 回車(chē) 選擇生成透視圖的圖形 輸入PO 回車(chē) 使用點(diǎn)過(guò)濾器.XY 輸入D確定目標(biāo)點(diǎn)與相機(jī)點(diǎn)距離同時(shí) 打開(kāi)透視 輸入Z調(diào)整透視圖焦距 功能：按照指定的面在三維空間中旋轉(zhuǎn)圖形。 操作: (1) ROTATE3D 回車(chē) (2) 選擇要旋轉(zhuǎn)的對(duì)象 (3) 計(jì)算機(jī)出現(xiàn)如下提示 對(duì)象(O)/最近的(L)/視圖(V)/X 軸(X)/Y 軸(Y)/Z 軸(Z)/兩點(diǎn)(2): 1、用PLINE命令畫(huà)建筑的外輪廓線 2、把外輪廓線復(fù)制兩份 3、建立建筑室外臺(tái)階三維模型 （1） 用EXTRUDE 拉伸輪廓線高度為 600 （2）畫(huà)矩形的檔墻，EXTRUDE拉伸 擋墻的高度為900 （3）用UCS命令把用戶坐標(biāo)定義在擋墻的側(cè)面。 （4）用PLINE命令畫(huà)樓梯的踏步 （5）用EXTRUDE拉伸 4、建立一層的三維模型 （1） 用EXTRUDE拉伸，高度為30000 （2）用布耳運(yùn)算的減運(yùn)算把實(shí)心體挖空 （3）定義用戶坐標(biāo) （4）畫(huà)門(mén)窗矩形 （5）用EXTRUDE向內(nèi)拉伸，高度為