第9章-三維建?？臻g課件

第9章

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工程中的設計對象例如機械零件、建筑結構都是三維空間中的物體，而二維圖形則是通過投影圖來表達實體的特征，還需要根據(jù)這些圖形來想象其立體形狀，這樣給實際的交流和生產帶來了極大的不便。從平面到三維造型技術，是一個質的飛躍，不僅可以使用戶在模擬的三維空間隨心所欲地直接創(chuàng)建立體模型，而且還具有二維繪圖無可比擬的優(yōu)點，例如執(zhí)行檢查模型體積和面積、動態(tài)觀察和實體渲染等操作。1第9章三維建模空間 工程中的設計對象例如機械零件2本章知識要點：了解三維模型的分類掌握三維視圖的基本設置方法掌握坐標系的創(chuàng)建及編輯方法學會應用并管理各種視覺樣式掌握三維點和線的繪制方法2本章知識要點：了解三維模型的分類39.1三維繪圖基礎

隨著CAD技術的普及，越來越多的用戶已不滿足傳統(tǒng)的二維繪圖設計，它需要根據(jù)投影圖想象其所表示的立體形狀，識圖需要高度的人工智能。因此該軟件提供強大的三維造型功能，利用該功能可以創(chuàng)建模擬的三維空間，并且在該空間中，可直接創(chuàng)建出能夠表達實體立體形狀的三維模型。39.1三維繪圖基礎 隨著CAD技術的普及9.1.1三維繪圖的功能在二維空間只能表示平面圖形，而平面圖形傳遞的信息畢竟是有限的，這種交流方式很大的缺陷。而在三維空間中可以表示立體對象，三維（3D）造型彌補了二維（2D）繪圖的不足，提供了很大2D不具備的特性。49.1.1三維繪圖的功能在二維空間只能表示9.1.2三維模型的分類 利用計算機繪制三維圖形的技術稱為三維幾何模型。根據(jù)造型的創(chuàng)建方法及存儲方式，我們可以將AutoCAD2008中的三維模型分為以下三種類型：線框模型、曲面模型和實體模型。59.1.2三維模型的分類 利用計算機繪制三9.1.3專業(yè)術語在三維操作環(huán)境中創(chuàng)建實體模型往往是在平面上進行的，所不同的是可以將這個平面到任意方向和位置，因此，必須深刻了解平面的基礎上認識立體對象。在繪制三維圖形時，首先需要了解幾個非常重要的基本概念，如視點、高度、厚度和Z軸等。6視點視線與XY平面的夾角XY平面角度厚度高度YZ平面XY平面ZX平面

9.1.3專業(yè)術語在三維操作環(huán)境中創(chuàng)建實體9.2觀察三維視圖 在三維空間創(chuàng)建三維模型時，經常需要變換到各個視覺角度去觀察三維模型，以便清楚的檢查所生成的模型是否正確，這就用到觀察三維視圖工具。使用該工具主要起到兩個作用，一方面是為了將目標定位在模型的某一側，以便創(chuàng)建下一個特征；另一方面是為了最佳顯示實體模型的創(chuàng)建效果。79.2觀察三維視圖 在三維空間創(chuàng)建三維模型9.2.1設置視點在繪制二維圖形時，所繪制的圖形都是與XY平面平行的，而在三維造型中，為了能夠觀察模型的局部結構，或者調整模型的細節(jié)部分，則需要通過改變視點來進行工作。針對這一問題的存在，AutoCAD為我們提供了從三維空間的任何方向設置視點的工具。8指定該視點指定視點后模型顯示效果9.2.1設置視點在繪制二維圖形時，所繪制9.2.2設置正交和軸測視圖

在三維操作環(huán)境中，可通過指定正交和軸測視點觀測當前模型。其中正交視圖是從坐標系統(tǒng)的正交方向（正東、正西、正南、正北、正上、正下）觀測所得到的視圖；而軸測視圖是從坐標系統(tǒng)的軸測方向（東南軸測、西南軸測、東北軸測、西北軸測）觀測所得到的視圖。9主視圖模式西南等軸測模式9.2.2設置正交和軸測視圖 在三維操作環(huán)境9.2.3預置視點

在實際設計中，有時單靠以上章節(jié)中11種視點方式無法表達實體的細節(jié)，這就需要預置視點才能達到合適的視點效果。在AutoCAD中，所謂視點預置是指通過輸入一個點的坐標值或測量兩個旋轉角度定義觀察方向。109.2.3預置視點 在實際設計中，有時單119.2.4設置平面視圖平面視圖是從Z軸正方向垂直向下觀察模型的一種方式，此時觀察方向垂直指向XY平面，X軸指向右、Y軸指向上。創(chuàng)建平面視圖時，選取的平面可以是基于當前用戶坐標系、以前保存的用戶坐標系或世界坐標系，且平面視圖僅影響當前視口中的視圖。119.2.4設置平面視圖平面視圖是從Z軸129.3三維坐標系 三維空間內的所有幾何物體，無論其形狀多么復雜，歸根到底，都是許多空間點的集合。有了三維空間的坐標系統(tǒng)，三維造型就成為可能。因此三維坐標系統(tǒng)是確定三維對象位置的基本手段，是研究三維空間的基礎。129.3三維坐標系 三維空間內的所有幾何9.3.1三維坐標系相關知識 在三維操作環(huán)境中，與X-Y平面坐標系統(tǒng)相比，三維世界坐標系統(tǒng)多了一個數(shù)軸Z。增加的數(shù)軸Z給坐標系統(tǒng)多規(guī)定了一個自由度，并和原來的兩個自由度（X和Y）一起構成了三維坐標系統(tǒng)，簡稱三維坐標系。13原坐標系顯示效果定位UCS9.3.1三維坐標系相關知識 在三維操作環(huán)9.3.2定制UCS 在構造三維實體模型時，為了便于繪制圖形，經常調整坐標系到不同的方位來完成特定的任務，這就需要在繪圖環(huán)境建立UCS來輔助繪圖。UCS為坐標輸入、操作平面和觀察提供一種可變動的坐標系，并且大多數(shù)的AutoCAD三維編輯命令都依賴于UCS的位置和方向進行操作。149.3.2定制UCS 在構造三維實體模型時159.3.3管理UCS在繪圖過程中，僅僅依靠在命令行中輸入UCS命令執(zhí)行操作是遠遠不夠的，有時還需要對坐標系進行管理，才能方便、準確、有效地繪制三維圖形。通過設置管理UCS參數(shù)，能夠執(zhí)行UCS命名、設置UCS正交、顯示方式和應用范圍等操作。159.3.3管理UCS在繪圖過程中，僅僅169.3.4控制UCS執(zhí)行控制UCS操作，用于控制坐標系圖標的可見性和位置。用戶要改變坐標系圖標顯示，可以在命令行中輸入該命令，命令行將顯示“輸入選項

[開(ON)/關(OFF)/全部(A)/非原點(N)/原點(OR)/特性(P)]<開>:”提示信息，選擇合適的選項即可控制UCS坐標。169.3.4控制UCS執(zhí)行控制UCS操作9.4視覺樣式 在創(chuàng)建三維圖形過程中，AutoCAD2009的默認顯示方式為二維線框方式，線與線之間相互疊加，當需要對所繪制的視圖的機構形狀進行觀察時，這就用到本節(jié)介紹的視覺樣式工具，使用該工具可以用來控制各種視圖的視覺樣式（例如二維線框、三維隱藏、真實和概念視覺樣式）。179.4視覺樣式 在創(chuàng)建三維圖形過程中，Aut9.4.1視覺樣式的類型應用視覺樣式，可以方便地觀察特征模型的生成過程及效果，一定程度上還可以輔助特征的創(chuàng)建，例如在繪制構造線時，可以切換至【三維線框】或【二維線框】樣式，捕捉實體模型內部的特殊點。181.選擇視覺樣式2.二維線框顯示9.4.1視覺樣式的類型應用視覺樣式，可以9.4.2管理視覺樣式 在實際建模過程中，除了應用5中視覺樣式外，還可以通過【視覺樣式管理器】選項面板來控制線型顏色、樣式面、背景顯示、材質和紋理以及模型顯示精度等特性。19更改特性設置可用視覺樣式選項視覺樣式顯示效果9.4.2管理視覺樣式 在實際建模過程中，除9.5繪制空間點和線三維空間中的點和線是構成三維實體模型的最小幾何單元，它同創(chuàng)建二維對象的點和直線類似，主要用來輔助創(chuàng)建三維模型，三維線段包括直線、射線、構造線、多段線、螺旋線以及樣條曲線等類型；而點則可以根據(jù)其確定方式分為特殊點和坐標點兩種類型。209.5繪制空間點和線三維空間中的點和線是構9.5.1繪制空間點三維空間中的點和基本直線是構成線框模型的基本元素，也是創(chuàng)建三維實體或曲面模型的基礎。在AutoCAD中，三維空間中的點和直線同創(chuàng)建二維對象類似，但根本區(qū)別在于三維空間中的點和直線空間的任何位置被確定。219.5.1繪制空間點三維空間中的點和基本直9.5.2繪制空間曲線在繪制線框模型或部分實體和曲面模型時，都會用到空間直線、樣條曲線、多段線和螺旋線等三維線段來繪制圖形，下面分別介紹這些常用三維線段繪制方法。229.5.2繪制空間曲線在繪制線框模型或部分第9章

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工程中的設計對象例如機械零件、建筑結構都是三維空間中的物體，而二維圖形則是通過投影圖來表達實體的特征，還需要根據(jù)這些圖形來想象其立體形狀，這樣給實際的交流和生產帶來了極大的不便。從平面到三維造型技術，是一個質的飛躍，不僅可以使用戶在模擬的三維空間隨心所欲地直接創(chuàng)建立體模型，而且還具有二維繪圖無可比擬的優(yōu)點，例如執(zhí)行檢查模型體積和面積、動態(tài)觀察和實體渲染等操作。23第9章三維建?？臻g 工程中的設計對象例如機械零件24本章知識要點：了解三維模型的分類掌握三維視圖的基本設置方法掌握坐標系的創(chuàng)建及編輯方法學會應用并管理各種視覺樣式掌握三維點和線的繪制方法2本章知識要點：了解三維模型的分類259.1三維繪圖基礎

隨著CAD技術的普及，越來越多的用戶已不滿足傳統(tǒng)的二維繪圖設計，它需要根據(jù)投影圖想象其所表示的立體形狀，識圖需要高度的人工智能。因此該軟件提供強大的三維造型功能，利用該功能可以創(chuàng)建模擬的三維空間，并且在該空間中，可直接創(chuàng)建出能夠表達實體立體形狀的三維模型。39.1三維繪圖基礎 隨著CAD技術的普及9.1.1三維繪圖的功能在二維空間只能表示平面圖形，而平面圖形傳遞的信息畢竟是有限的，這種交流方式很大的缺陷。而在三維空間中可以表示立體對象，三維（3D）造型彌補了二維（2D）繪圖的不足，提供了很大2D不具備的特性。269.1.1三維繪圖的功能在二維空間只能表示9.1.2三維模型的分類 利用計算機繪制三維圖形的技術稱為三維幾何模型。根據(jù)造型的創(chuàng)建方法及存儲方式，我們可以將AutoCAD2008中的三維模型分為以下三種類型：線框模型、曲面模型和實體模型。279.1.2三維模型的分類 利用計算機繪制三9.1.3專業(yè)術語在三維操作環(huán)境中創(chuàng)建實體模型往往是在平面上進行的，所不同的是可以將這個平面到任意方向和位置，因此，必須深刻了解平面的基礎上認識立體對象。在繪制三維圖形時，首先需要了解幾個非常重要的基本概念，如視點、高度、厚度和Z軸等。28視點視線與XY平面的夾角XY平面角度厚度高度YZ平面XY平面ZX平面

9.1.3專業(yè)術語在三維操作環(huán)境中創(chuàng)建實體9.2觀察三維視圖 在三維空間創(chuàng)建三維模型時，經常需要變換到各個視覺角度去觀察三維模型，以便清楚的檢查所生成的模型是否正確，這就用到觀察三維視圖工具。使用該工具主要起到兩個作用，一方面是為了將目標定位在模型的某一側，以便創(chuàng)建下一個特征；另一方面是為了最佳顯示實體模型的創(chuàng)建效果。299.2觀察三維視圖 在三維空間創(chuàng)建三維模型9.2.1設置視點在繪制二維圖形時，所繪制的圖形都是與XY平面平行的，而在三維造型中，為了能夠觀察模型的局部結構，或者調整模型的細節(jié)部分，則需要通過改變視點來進行工作。針對這一問題的存在，AutoCAD為我們提供了從三維空間的任何方向設置視點的工具。30指定該視點指定視點后模型顯示效果9.2.1設置視點在繪制二維圖形時，所繪制9.2.2設置正交和軸測視圖

在三維操作環(huán)境中，可通過指定正交和軸測視點觀測當前模型。其中正交視圖是從坐標系統(tǒng)的正交方向（正東、正西、正南、正北、正上、正下）觀測所得到的視圖；而軸測視圖是從坐標系統(tǒng)的軸測方向（東南軸測、西南軸測、東北軸測、西北軸測）觀測所得到的視圖。31主視圖模式西南等軸測模式9.2.2設置正交和軸測視圖 在三維操作環(huán)境9.2.3預置視點

在實際設計中，有時單靠以上章節(jié)中11種視點方式無法表達實體的細節(jié)，這就需要預置視點才能達到合適的視點效果。在AutoCAD中，所謂視點預置是指通過輸入一個點的坐標值或測量兩個旋轉角度定義觀察方向。329.2.3預置視點 在實際設計中，有時單339.2.4設置平面視圖平面視圖是從Z軸正方向垂直向下觀察模型的一種方式，此時觀察方向垂直指向XY平面，X軸指向右、Y軸指向上。創(chuàng)建平面視圖時，選取的平面可以是基于當前用戶坐標系、以前保存的用戶坐標系或世界坐標系，且平面視圖僅影響當前視口中的視圖。119.2.4設置平面視圖平面視圖是從Z軸349.3三維坐標系 三維空間內的所有幾何物體，無論其形狀多么復雜，歸根到底，都是許多空間點的集合。有了三維空間的坐標系統(tǒng)，三維造型就成為可能。因此三維坐標系統(tǒng)是確定三維對象位置的基本手段，是研究三維空間的基礎。129.3三維坐標系 三維空間內的所有幾何9.3.1三維坐標系相關知識 在三維操作環(huán)境中，與X-Y平面坐標系統(tǒng)相比，三維世界坐標系統(tǒng)多了一個數(shù)軸Z。增加的數(shù)軸Z給坐標系統(tǒng)多規(guī)定了一個自由度，并和原來的兩個自由度（X和Y）一起構成了三維坐標系統(tǒng)，簡稱三維坐標系。35原坐標系顯示效果定位UCS9.3.1三維坐標系相關知識 在三維操作環(huán)9.3.2定制UCS 在構造三維實體模型時，為了便于繪制圖形，經常調整坐標系到不同的方位來完成特定的任務，這就需要在繪圖環(huán)境建立UCS來輔助繪圖。UCS為坐標輸入、操作平面和觀察提供一種可變動的坐標系，并且大多數(shù)的AutoCAD三維編輯命令都依賴于UCS的位置和方向進行操作。369.3.2定制UCS 在構造三維實體模型時379.3.3管理UCS在繪圖過程中，僅僅依靠在命令行中輸入UCS命令執(zhí)行操作是遠遠不夠的，有時還需要對坐標系進行管理，才能方便、準確、有效地繪制三維圖形。通過設置管理UCS參數(shù)，能夠執(zhí)行UCS命名、設置UCS正交、顯示方式和應用范圍等操作。159.3.3管理UCS在繪圖過程中，僅僅389.3.4控制UCS執(zhí)行控制UCS操作，用于控制坐標系圖標的可見性和位置。用戶要改變坐標系圖標顯示，可以在命令行中輸入該命令，命令行將顯示“輸入選項

[開(ON)/關(OFF)/全部(A)/非原點(N)/原點(OR)/特性(P)]<開>:”提示信息，選擇合適的選項即可控制UCS坐標。169.3.4控制UCS執(zhí)行控制UCS操作9.4視覺樣式 在創(chuàng)建三維圖形過程中，AutoCAD2009的默認顯示方式為二維線框方式，線與線之間相互疊加，當需要對所繪制的視圖的機構形狀進行觀察時，這就用到本節(jié)介紹的視覺樣式工具，使用該工具可以用來控制各種視圖的視覺樣式（例如二維線框、三維隱藏、真實和概念視覺樣式）。399.4視覺樣式 在創(chuàng)建三維圖形過程中，Aut9.4.1視覺樣式的類型應用視覺樣