三維線框模型

1、AutoCAD：網(wǎng)格模型一、網(wǎng)格模型簡介二、創(chuàng)建基本幾何體的網(wǎng)格模型三、 3dface：創(chuàng)建三維（平）面 四、創(chuàng)建多邊形網(wǎng)格面五、編輯多邊形網(wǎng)格面一、網(wǎng)格模型簡介 如果需要使用消隱、著色和渲染功能，而線框模型無法提供這些功能，但又不需要實體模型提供的物理特性（質(zhì)量、體積、重心、慣性矩等），則可以使用網(wǎng)格。 網(wǎng)格面是平面的，因此網(wǎng)格只能近似于曲面。 視覺樣式控制網(wǎng)格的顯示方式為線框還是著色。二、創(chuàng)建基本幾何體的網(wǎng)格模型長方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/棱錐面(P)/球面(S)/圓環(huán)體面(T)/楔體表面(W):長度與 X 軸對應(yīng)寬度與 Y 軸對應(yīng)高度與

2、 Z 軸對應(yīng)練習(xí)：創(chuàng)建下圖中的表面模型頂面半徑值為 0 則生成圓錐，值大于 0 則生成圓臺 構(gòu)造上半球形狀的曲面,其開口端在XY平面內(nèi),極點在Z軸方向，經(jīng)線數(shù)目控制繞半球邊界的網(wǎng)格個數(shù)，緯線數(shù)目控制半球邊界與極點間的網(wǎng)格個數(shù)。構(gòu)造上半球形狀的曲面,其開口端在XY平面內(nèi),極點在Z軸方向，經(jīng)線數(shù)目控制繞半球邊界的網(wǎng)格個數(shù)，緯線數(shù)目控制半球邊界與極點間的網(wǎng)格個數(shù)。構(gòu)造一個球心在XY平面的球狀曲面，經(jīng)線數(shù)決定極點間的網(wǎng)格線數(shù)，而緯線數(shù)決定平行與XY平面的網(wǎng)格線數(shù)。圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)路徑平行于當(dāng)前的X Y平面。環(huán)繞圓管圓周的線段數(shù)目決定垂直旋轉(zhuǎn)路徑方向的三維網(wǎng)格線數(shù)。環(huán)繞圓環(huán)面圓周的線段數(shù)決定平行于旋轉(zhuǎn)路徑方向

3、的網(wǎng)格線數(shù)。圓環(huán)體的半徑是指從圓環(huán)體中心到最外邊的距離，而不是到圓管中心的距離 三、3dface：創(chuàng)建三維面 由此命令繪制的三維面為基本的AutoCAD對象，就像線和圓一樣。常用來構(gòu)造由三邊或四邊構(gòu)成的曲面。 由3DFACE命令構(gòu)造的對象同其他對象一樣可以移動、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、刪除和拉伸。所有的基本編輯和修改命令均適用于三維面元及多面網(wǎng)格。 無論把邊界設(shè)置為何種線型，它們只會是實線，而且不能拉伸。 AutoCAD能識別這些對象上可見邊緣的中點和端點，交點和垂足的目標(biāo)捕捉方式。要得到四邊形的面，四個點要按順時針或逆時針依次輸入，AutoCAD 重復(fù)提示輸入第三點和第四點，直到按 ENTER 鍵為止。

4、例：用3dface給線框模型加表面顯示器練習(xí)：給外殼加3d平面設(shè)置一個新圖層，以區(qū)別于線框?qū)ο?。?d平面給圖中線框?qū)ο蟮乃倪呅螀^(qū)域加上表面。用端點捕捉可以很容易地作出3d平面。四、創(chuàng)建多邊形網(wǎng)格面系統(tǒng)變量surftab1和surftab2確定M和N方向的曲面密度AutoCAD中生動有趣的獨特的三維曲面形狀常常是用三維多邊形網(wǎng)格構(gòu)造的。這些三維面具有柔性，可以彎曲，可以拉伸。而且可以形成你所要的各種形狀。三維多邊形網(wǎng)格在屏幕上就像一張變了形的鐵絲網(wǎng)。不同的是，三維多邊形網(wǎng)格的夾點構(gòu)成了一個曲面。AutoCAD有五個構(gòu)造三維多邊網(wǎng)格的命令：rulesurf、tabsurf、revsurf、edg

5、esurf和3dmesh命令。選用哪種命令取決于要構(gòu)造的三維曲面的形狀和曲面形狀上適合的定義對象和邊。多邊形網(wǎng)格面的特點l 曲面為三維平面集。這些通常稱為三維多邊形網(wǎng)格，有四條邊。角落處的網(wǎng)格只有三條邊。每個網(wǎng)格與三維平面是一樣的。事實上，當(dāng)三維多邊形網(wǎng)格分解后，它就成了一組三維面。l 這些三維面按陣列排列。雖然這些排或列有時彎曲成網(wǎng)格，有些多邊形網(wǎng)格曲面僅為一行多列網(wǎng)格，而有些則正相反。這些三維曲面用一串三維面而不是網(wǎng)格來表示。l 每個三維多邊形網(wǎng)格都具有表面的方向。與方向與表面陣列的行和列一致，以確定各面的位置， AutoCAD將其中一個方向標(biāo)為M，另一為N，哪個方向為M，哪個方向為N，取

6、決于構(gòu)造曲面的命令，很少取決于構(gòu)造曲面的步驟。l 除3DMESH命令外，所有的構(gòu)造三維多邊形網(wǎng)格AutoCAD命令均是用系統(tǒng)變量surftab1和surftab2來確定M和N方向的曲面密度的。而3DMESH命令，其執(zhí)行時已指定了兩個方向的密度。l 繞在兩對邊之間的網(wǎng)格稱為閉合網(wǎng)格。除非環(huán)形圓紋曲面，否則網(wǎng)格只在M和N中的一個方向閉合。l 在AutoCAD數(shù)據(jù)庫中，三維多邊形網(wǎng)格歸為二維多段線對象。因此可用、PEDIT命令進行編輯。3dmeshrevsurftabsurfrulesurfedgesurf1、直紋網(wǎng)格 ( rulesurf )練習(xí)：給顯示器外殼加直紋面全部32個三維面里有16個用r

7、ulesurf命令來構(gòu)造。所有用rulesurf構(gòu)造的三維面都有一個相同點，即它們的兩條定義邊界是曲線，其余的兩邊界是直線。2、平移網(wǎng)格 ( tabsurf )多段線用作方向矢量的話，只考慮第一點和最后一點3、旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格 ( revsurf )顯示器練習(xí)：給外殼加旋轉(zhuǎn)曲面建一個新圖層，并凍結(jié)三維曲面和直紋面層。繪出如左圖中所示的用作圓球角旋轉(zhuǎn)軸的臨時構(gòu)造線。取Surftabl和Surftab2為其缺省值6，然后，選圖示圓弧為路徑曲線，軸正端朝上，幅值角為90。調(diào)用revsurf命令兩次?？梢杂猛瑯拥姆椒?gòu)造其他兩個圓球角，或作上面兩個圓球角的鏡像。若所有的曲面層都解凍且打開hide，則模型如右圖

8、所示。首先，構(gòu)造一個臺燈，用圖4 - 5 1中所示的尺寸，用2 D多段線畫臺燈主體，這個輪廓線畫出來很隨意，“好看”就行。因此圖中未給定多段線上圓弧部分的尺寸。但輪廓的中心線為世界坐標(biāo)系的+ Z軸。燈罩的路徑曲線為圖4 - 5 1所示的一條直線。在構(gòu)造旋轉(zhuǎn)曲面前，設(shè)S u r f t a b l值為1 6，這樣效果較好。S u r f t a b 2為4，旋轉(zhuǎn)曲面如圖4 - 5 2所示。一個茶壺：路徑曲線如圖4-53所示。尺寸要求不很嚴格。但壺身必須足夠長平滑以便裝壺嘴及把手。圖4-53中還給出了蓋子的輪廓線。設(shè)Surftabl值為6，這樣就會得到一個特殊的六角形茶壺。因為輪廓上有幾條半徑很小

9、的曲線。故Surftab2值也不大，設(shè)為4。調(diào)用REVSURF命令后，把蓋子蓋到茶壺上。茶壺曲面如圖4-54所示。4、邊界網(wǎng)格 ( edgesurf )顯示器練習(xí)：用edgesurf構(gòu)造邊界曲面建一個新圖層，并凍結(jié)其他的曲面層以便拾取線框?qū)ο?。取Surftab1和Surftab2為缺省值6。調(diào)用edgesurf命令，拾取圖中標(biāo)號為a1、a2、a3、a4的邊作為構(gòu)造上圓邊曲面邊界曲線。因為Sur f tab1 = Surftab2，所以選取方向沒關(guān)系。再選b1、b2、b3、b4為邊界曲線構(gòu)造下圓邊曲面，通過拾取適當(dāng)?shù)倪吔缜€，可以很容易地構(gòu)造出這兩個相對的曲面。用邊界曲面繪制船殼的表面模型在該練

10、習(xí)中將構(gòu)造一個船殼的表面模型。首先，構(gòu)造一個線框，然后用edgesurf命令加入面。因為船殼是對稱的，所以先僅構(gòu)造它的半邊。加入船體的面后，可以用mirror命令去生成另一半。現(xiàn)在要構(gòu)造的一半有三個獨立的面，線框?qū)@些面用 7根樣條曲線和2根直線作為邊界對象。模型的尺寸沒有注單位它們可以是米、英尺、碼或者其他你喜歡的測量單位。1、如圖所示，用spline命令在WCS的 XY平面上繪制曲線，作為繪制線框的開始。該樣條曲線僅有一個開始點(0,0,0) 、一個內(nèi)部擬合點(0.75, 0.75)和一個終點(2.75,15)。還必須指定起點和終點的切線方向，如圖所示。從(0,0)到(0.75,0.75

11、)到(2.75,15.0)起點切向：0-1,-1終點切向：0,1樣條曲線12、使UCS的 XY平面的位置位于WCS 的YZ平面，并且使它的原點在 WCS 的原點。按下圖所示，用圖中給定的點和切向繪制三根樣條曲線。這些曲線只有起點和終點。它們的形狀是由起點和終點切向控制的。樣條曲線4從(2,-1) 到(15,-0.75)起點切向：-1,0終點切向：1,0樣條曲線2從(0,0) 到(-1,2.25)起點切向：1300終點切向：-1,1樣條曲線3從(0,0)到(2,-1)起點切向：1120終點切向：1,03、移動UCS原點到WCS中(0,15,0)點，并且旋轉(zhuǎn)它以便使它的XY平面平行于WCS的 ZX

12、平面。接下來繪制標(biāo)號為5和7的樣條曲線，再繪制二條直線 ，以前繪制的標(biāo)號為1和4的樣條曲線在圖中以虛線表示。樣條曲線3從(2.75,0)到(3,2)起點切向：-1,-1終點切向：0,1樣條曲線3從(0,-0.75)到(1.5,-0.5)到(2.75,0)起點切向：-1,-1終點切向：1,14、恢復(fù)WCS并且用右圖所示的數(shù)據(jù)繪制線框的樣條曲線 7。已完成的對象如圖中用虛線來表示。完成的線框應(yīng)該看起來類似于圖所示的。樣條曲線7從(3,15,2)到(3,5.5,2)到(0,-1,2.25)起點切向：0,1,0終點切向：-1,-1,05、構(gòu)造的第一個曲面是下圖所示的船體后部的表面。創(chuàng)建圖層surf-0

13、1并設(shè)為當(dāng)前圖層。這幅圖的視點在 XY平面的投影與X軸的夾角為275，與XY面的夾角為20。系統(tǒng)變量surftab1和surftab2的值分別為8和6。接下來調(diào)用edgesurf命令，拾取直線1、4，曲線2和3作為曲面邊界。首先選1、3，然后是2、4。曲面形狀如圖所示6、接著構(gòu)造船底。關(guān)閉當(dāng)前層，切換到另一個剛建的曲面層，比如 SURF-02層。surftab1設(shè)為6，surftab2為18。調(diào)用edgesurf命令，并選圖a所示的曲線1、2、3、4為曲面邊界。首先選1、3以定M、N方向，曲面就如圖b所示一樣。7、第三個要構(gòu)造的表面是船幫。關(guān)閉第二個層，切換到SURF - 03層。系統(tǒng)變量surftab1和surftab2的值不變，調(diào)用edgesurf命令，并拾取圖a中曲線1、2、3、4作為邊界。首先選1、3。曲面形狀如圖所示。8、打開SURF-01、SURF-02層，關(guān)閉線框?qū)?，調(diào)用mirror命令作三個曲面的鏡像。沿WCS的Y軸取兩個點作為鏡像面，如圖a所示，畫好的船體如圖b所示。下圖的視點，其在X Y平面的投影與X軸的夾角2 7 0，與X