計(jì)算機(jī)CAD繪制三維圖

繪制三維圖形9.1三維繪圖基礎(chǔ) 在AutoCAD中，要?jiǎng)?chuàng)建和觀察三維圖形，就一定要使用三維坐標(biāo)系和三維坐標(biāo)。因此，了解并掌握三維坐標(biāo)系，樹(shù)立正確的空間觀念，是學(xué)習(xí)三維圖形繪制的基礎(chǔ)。建立用戶坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系的使用方法同樣適用于三維坐標(biāo)系。例如，在三維坐標(biāo)系下，同樣可以使用直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)方法來(lái)定義點(diǎn)。此外，在繪制三維圖形時(shí)，還可使用柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)來(lái)定義點(diǎn)。

設(shè)立視圖觀測(cè)點(diǎn)視點(diǎn)是指觀察圖形的方向。例如，繪制正方體時(shí)，如果使用平面坐標(biāo)系即Z軸垂直于屏幕，此時(shí)僅能看到物體在XY平面上的投影。如果調(diào)整視點(diǎn)至當(dāng)前坐標(biāo)系的左上方，將看到一個(gè)三維物體。

正方體在平面坐標(biāo)系和三維視圖中顯示的效果觀察三維圖形 在AutoCAD中，使用“視圖”|“縮放”、“視圖”|“平移”子菜單中的命令可以縮放或平移三維圖形，以觀察圖形的整體或局部。其方法與觀察平面圖形的方法相同。此外，在觀測(cè)三維圖形時(shí)，還可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)、消隱及著色等方法來(lái)觀察三維圖形。

消隱圖形著色圖形設(shè)置曲面輪廓素線以線框形式顯示9.2繪制三維點(diǎn)和線在AutoCAD中，可以使用直線、樣條、3D多段線及三維網(wǎng)格等命令繪制簡(jiǎn)單的三維圖形。主要內(nèi)容如下。繪制三維點(diǎn)繪制三維直線和樣條曲線繪制三維多段線

繪制三維點(diǎn)選擇“繪圖”|“點(diǎn)”命令，或在“繪圖”工具欄中單擊“點(diǎn)”按鈕，然后在命令行中直接輸入三維坐標(biāo)即可繪制三位點(diǎn)。由于在三維圖形對(duì)象上的一些特殊點(diǎn)，如交點(diǎn)、中點(diǎn)等不能通過(guò)輸入坐標(biāo)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以采用三維坐標(biāo)下的目標(biāo)捕捉法來(lái)拾取點(diǎn)。

繪制三維直線和樣條曲線兩點(diǎn)決定一條直線。當(dāng)在三維空間中指定兩個(gè)點(diǎn)后，如點(diǎn)(0,0,0)和點(diǎn)(1,1,1)，這兩個(gè)點(diǎn)之間的連線即是一條3D直線。同樣，在三維坐標(biāo)系下，使用“樣條曲線”命令，可以繪制復(fù)雜3D樣條曲線，這時(shí)定義樣條曲線的點(diǎn)不是共面點(diǎn)。

繪制三維多段線在二維坐標(biāo)系下，使用“繪圖”|“多段線”命令繪制多段線，盡管各線條可以設(shè)置寬度和厚度，但它們必須共面。三維多線段的繪制過(guò)程和二維多線段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三維多線段中只有直線段，沒(méi)有圓弧段。選擇“繪圖”|“三維多段線”命令(3DPOLY)，此時(shí)命令行提示依次輸入不同的三維空間點(diǎn)，以得到一個(gè)三維多段線。

9.3繪制三維曲面在AutoCAD中，不僅可以繪制球面、圓錐面、圓柱面等基本三維曲面，還可以繪制回旋曲面、平移曲面、直紋曲面和邊界曲面。使用“繪圖”|“曲面”子菜單中的命令或“曲面”工具欄可以繪制這些曲面。本節(jié)主要內(nèi)容如下：

繪制基本三維曲面繪制三維面與多邊三維面繪制多邊形網(wǎng)格繪制旋轉(zhuǎn)曲面繪制平移曲面繪制直紋曲面繪制邊界曲面繪制基本三維曲面在AutoCAD2006中，選擇“繪圖”|“曲面”|“三維曲面”命令，利用打開(kāi)的“三維對(duì)象”對(duì)話框，可以繪制大部分三維曲面，如長(zhǎng)方體表面、棱錐面、楔體表面及球面等。

繪制三維面與多邊三維面選擇“繪圖”|“曲面”|“三維面”命令(3DFACE)，可繪制三維面。三維面是三維空間的表面，沒(méi)有厚度，沒(méi)有質(zhì)量屬性。由“三維面”命令創(chuàng)建的每個(gè)面的各頂點(diǎn)可以有不同的Z坐標(biāo)，但構(gòu)成各個(gè)面的頂點(diǎn)最多不能超過(guò)4個(gè)。如果構(gòu)成面的4個(gè)頂點(diǎn)共面，消隱命令認(rèn)為該面是不透明的可以消隱。反之，消隱命令對(duì)其無(wú)效。要生成多邊曲面，則必須使用PFACE命令。

繪制多邊形網(wǎng)格選擇“繪圖”|“曲面”|“三維網(wǎng)格”命令(3DMESH)，可以根據(jù)指定的M行N列個(gè)頂點(diǎn)和每一頂點(diǎn)的位置生成三維空間多邊形網(wǎng)格。M和N的最小值為2，表明定義多邊形網(wǎng)格至少要4個(gè)點(diǎn)，其最大值為256。

繪制旋轉(zhuǎn)曲面選擇“繪圖”|“曲面”|“旋轉(zhuǎn)曲面”命令(REVSURF)，可以將曲線繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，形成旋轉(zhuǎn)曲面。例如，當(dāng)SURFTAB1=40，SURFTAB2=30時(shí)，將圖9-21中左圖的樣條曲線繞直線旋轉(zhuǎn)360°后，將得到圖9-21右圖所示的效果。其中，旋轉(zhuǎn)方向的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB1確定，旋轉(zhuǎn)軸方向的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB2確定。

旋轉(zhuǎn)曲面繪制平移曲面選擇“繪圖”|“曲面”|“平移曲面”命令(RULESURF)，可以將路徑曲線沿方向矢量方向平移后構(gòu)成平移曲面.這時(shí)可在命令行的“選擇用作輪廓曲線的對(duì)象:”提示下選擇曲線對(duì)象，在“選擇用作方向矢量的對(duì)象:”提示下選擇方向矢量。當(dāng)確定了拾取點(diǎn)后，系統(tǒng)將向方向矢量對(duì)象上遠(yuǎn)離拾取點(diǎn)的端點(diǎn)方向創(chuàng)建平移曲面。平移曲面的分段數(shù)由系統(tǒng)變量SURFTAB1確定。

創(chuàng)建的平移曲面繪制直紋曲面選擇“繪圖”|“曲面”|“直紋曲面”命令(RULESURF)，可以在兩條曲線之間用直線連接從而形成直紋曲面。這時(shí)可在命令行的“選擇第一條定義曲線:”提示信息下選擇第1條曲線，在命令行的“選擇第二條定義曲線:”提示信息下選擇第2條曲線。

創(chuàng)建直紋曲面繪制邊界曲面選擇“繪圖”|“曲面”|“邊界曲面”命令(EDGESURF)，可以使用4條首尾連接的邊創(chuàng)建三維多邊形網(wǎng)格。創(chuàng)建三維多邊形網(wǎng)格時(shí)，選擇的第一個(gè)對(duì)象的方向?yàn)槎噙呅尉W(wǎng)格的M方向，它的鄰邊方向?yàn)榫W(wǎng)格的N方向。系統(tǒng)變量SURFTAB1和SURFTAB2分別控制M方向和N方向的網(wǎng)格分段數(shù)

邊界曲面在AutoCAD中，使用“繪圖”|“實(shí)體”子菜單中的命令，或使用“實(shí)體”工具欄，可以繪制長(zhǎng)方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體及圓環(huán)體等基本實(shí)體模型。主要內(nèi)容如下： 繪制長(zhǎng)方體與楔體繪制圓柱體與圓錐體繪制球體與圓環(huán)體9.4繪制基本實(shí)體繪制長(zhǎng)方體與楔體選擇“繪圖”|“實(shí)體”|“長(zhǎng)方體”命令(BOX)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“長(zhǎng)方體”按鈕，都可以繪制長(zhǎng)方體。選擇“繪圖”|“實(shí)體”|“楔體”命令(WEDGE)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“楔體”按鈕，都可以繪制楔體。由于楔體是長(zhǎng)方體沿對(duì)角線切成兩半后的結(jié)果，因此可以使用與繪制長(zhǎng)方體同樣的方法來(lái)繪制楔體

繪制圓柱體與圓錐體選擇“繪圖”|“實(shí)體”|“圓柱體”命令(CYLINDER)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“圓柱體”按鈕，可以繪制圓柱體或橢圓柱體。選擇“繪圖”|“實(shí)體”|“圓錐體”命令(CONE)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“圓錐體”按鈕，即可繪制圓錐體或橢圓形錐體。

繪制圓柱體或橢圓柱體繪制圓錐體或橢圓形錐體繪制球體與圓環(huán)體選擇“繪圖”|“實(shí)體”|“球體”命令(SPHERE)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“球體”按鈕，都可以繪制球體。選擇“繪圖”|“實(shí)體”|“圓環(huán)體”命令(TORUS)，或在“實(shí)體”工具欄中單擊“圓環(huán)體”按鈕，都可以繪制圓環(huán)實(shí)體，此時(shí)需要指定圓環(huán)的中心位置、圓環(huán)的半徑或直徑，以及圓管的半徑或直徑。

9.5通過(guò)二維圖形創(chuàng)建實(shí)體在AutoCAD中，通過(guò)拉伸二維輪廓曲線或者將二維曲線繞指定軸旋轉(zhuǎn)，可以創(chuàng)建出三維實(shí)體。主要內(nèi)容如下： 二維圖形拉伸成實(shí)體將二維圖形旋轉(zhuǎn)成實(shí)體二維圖形拉伸成實(shí)體在AutoCAD中，選擇“繪圖”|“實(shí)體”|“拉伸”命令(EXTRUDE)，可以將2D對(duì)象沿Z軸或某個(gè)方向拉伸成實(shí)體。拉伸對(duì)象被稱為斷面，可以是任何2D封閉多段線、圓、橢圓、封閉樣條曲線和面域，且多段線對(duì)象的頂點(diǎn)數(shù)不能超過(guò)500個(gè)且不小于3個(gè).

將二維圖形旋轉(zhuǎn)成實(shí)體在AutoCAD中，可以使用“繪圖”|“實(shí)體”|“旋轉(zhuǎn)”命令，將二維對(duì)象繞某一軸旋轉(zhuǎn)生成實(shí)體。用于旋轉(zhuǎn)的二維對(duì)象可以是封閉多段線、多邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環(huán)及封閉區(qū)域。三維對(duì)象、包含在塊中的對(duì)象、有交叉或自干涉的多段線不能被旋轉(zhuǎn)，而且每次只能旋轉(zhuǎn)一個(gè)對(duì)象。

將二維圖形旋轉(zhuǎn)成實(shí)體編輯和渲染三維對(duì)象在AutoCAD中，可以使用三維編輯命令，在三維空間中復(fù)制、鏡像及對(duì)齊三維對(duì)象，剖切實(shí)體以獲取實(shí)體的截面，編輯它們的面、邊或體。在繪圖過(guò)程中，為了使實(shí)體對(duì)象看起來(lái)更加清晰，可以消除圖形中的隱藏線，但要?jiǎng)?chuàng)建更加逼真的模型圖像，就需要對(duì)三維實(shí)體對(duì)象進(jìn)行著色和渲染處理，增加色澤感。10.1編輯三維對(duì)象在AutoCAD中，選擇“修改”|“三維操作”子菜單中的命令，可以對(duì)三維空間中的對(duì)象進(jìn)行陣列、鏡像、旋轉(zhuǎn)及對(duì)齊操作。主要內(nèi)容如下： 三維陣列三維鏡像三維旋轉(zhuǎn)對(duì)齊位置三維陣列選擇“修改”|“三維操作”|“三維鏡像”命令(3DARRAY)，可以在三維空間中使用環(huán)形陣列或矩形陣列方式復(fù)制對(duì)象。

矩形陣列環(huán)形陣列三維鏡像選擇“修改”|“三維操作”|“三維鏡像”命令(MIRROR3D)，可以在三維空間中將指定對(duì)象相對(duì)于某一平面鏡像。執(zhí)行該命令并選擇需要進(jìn)行鏡像的對(duì)象，然后指定鏡像面。鏡像面可以通過(guò)3點(diǎn)確定，也可以是對(duì)象、最近定義的面、Z軸、視圖、XY平面、YZ平面和ZX平面。

三維旋轉(zhuǎn)選擇“修改”|“三維操作”|“三維旋