5.二維三維的任意變換.ppt

1、二維圖形與三維圖形的轉(zhuǎn)換,二維圖形（視圖）的表達(dá)方法是目前在生產(chǎn)過(guò)程中作為設(shè)計(jì)思想交流的主要手段，這主要是基于其完整性和真實(shí)性。 三維圖形（立體圖）的表達(dá)方法由于其立體感較強(qiáng)、形狀表達(dá)較為直觀，而受到設(shè)計(jì)者的關(guān)注。 對(duì)三維圖形，由于其與原機(jī)件在形狀、方向和大小等方面的變化再加之畫(huà)圖的困難，其使用受到了一定的限制。,8.1 綜述,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有些缺陷得到了彌補(bǔ)。 采用空間旋轉(zhuǎn)能使機(jī)件后面、底面的形狀直觀顯示，畫(huà)圖的問(wèn)題更是迎刃而解。 三維圖形近年來(lái)在裝配車(chē)間得到了廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)在圖樣就有著向三維圖形表達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)。 轎車(chē)外殼的表達(dá)就可采用三維圖形。 但基于三維圖形表達(dá)的局限性及所提供

2、的不同信息的要求，二維與三維圖形的混用就成為世界圖樣的流行趨勢(shì)。 二維與三維圖形的轉(zhuǎn)換技術(shù)也是順應(yīng)了圖樣的發(fā)展趨勢(shì)而成為設(shè)計(jì)工作者的基本技術(shù)之一。,8.1 綜述,讀圖過(guò)程是由二維到三維，再由三維返回到二維的過(guò)程，也可以看作是重構(gòu)與表達(dá)的綜合體現(xiàn)。,8.1 綜述,8.2.1 三維形體的視圖表達(dá)方法 三維形體的視圖表達(dá)方法以形體分析為基礎(chǔ)。 首先對(duì)立體進(jìn)行分析，將之分解成若干個(gè)基本幾何體，即將三維形體看成基本立體的布爾運(yùn)算結(jié)果。 其次選擇適當(dāng)?shù)闹饕晥D。主視圖是各視圖中最重要的，也是最能反映立體形狀特征的視圖；主視圖中的虛線盡可能地少；同時(shí)還要保證其他視圖中的虛線也盡可能地少。 最后，要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

3、的要求完成三維形體的視圖繪制。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.1 三維形體的視圖表達(dá)方法 例1 軸承座的繪制過(guò)程。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.1 三維形體的視圖表達(dá)方法 例1 軸承座的繪制過(guò)程。 形體分析 選擇主視圖 選定比例和圖幅 布置視圖 逐個(gè)畫(huà)出各幾何體的三視圖 檢查、描深、完成全圖,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.1 三維形體的視圖表達(dá)方法 例1 軸承座的繪制過(guò)程。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.1 三維形體的視圖表達(dá)方法 例1 軸承座的繪制過(guò)程。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的

4、方法,8.2.1 三維形體的視圖表達(dá)方法 例1 軸承座的繪制過(guò)程。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.1 三維形體的視圖表達(dá)方法 例2 切割形體的二維視圖的形成過(guò)程。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.1 三維形體的視圖表達(dá)方法 例2 切割形體的二維視圖的形成過(guò)程。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.2 三維形體的視圖自動(dòng)生成 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，許多三維造型軟件都可以通過(guò)創(chuàng)建的三維模型自動(dòng)生成各種視圖，包括基本視圖、輔助視圖、剖視圖、斷面圖等各種二維投影圖。 常見(jiàn)的三維造型軟件有：UniGraphics、ProE、So

5、lidWorks、SolidEdge、AutoCAD、3DSMAX等。 其中UniGraphics、ProE、SolidWorks、SolidEdge都具有很好的視圖自動(dòng)生成功能，且視圖能隨著造型立體的變化而更新變化；其投影方法也能在第一角投影和第三角投影之間進(jìn)行選擇。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.2 三維形體的視圖自動(dòng)生成 而AutoCAD和3DSMAX雖然也能生成與三維形體密切相關(guān)的二維圖形，但并不能滿(mǎn)足真正意義上的工程視圖的要求，因此這兩個(gè)軟件進(jìn)行視圖的自動(dòng)生成的功能不強(qiáng)，生成的視圖效果很差。 由立體自動(dòng)生成的二維視圖仍然包含所有的三維信息，因此它具有與三維模型

6、相關(guān)聯(lián)且能快速更新的良好特性。,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.2 三維形體的視圖自動(dòng)生成 三維造型軟件UniGraphics造型的形體,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,8.2.2 三維形體的視圖自動(dòng)生成 自動(dòng)生成的六個(gè)基本視圖（包含視圖邊框）,8.2 三維圖形轉(zhuǎn)換為二維圖形（視圖）的方法,根據(jù)物體的視圖想象出其空間形狀是一項(xiàng)重要的技能。這就是通常所說(shuō)的讀圖能力 傳統(tǒng)的讀視圖的方法為：形體分析法和面線分析法 而物體從二維圖到三維立體的常用成型方法為掃描成型（包含拉伸、旋轉(zhuǎn)等） 由簡(jiǎn)單立體構(gòu)成復(fù)合立體的布爾運(yùn)算方法為：并、交、差運(yùn)算,8.3 二維圖形（視圖）到

7、三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 讀圖是根據(jù)給定的視圖，想象出所表達(dá)的組合體的空間形狀和結(jié)構(gòu)。 畫(huà)圖和讀圖是相輔相成的兩個(gè)互逆過(guò)程。 它們具有空間平面、平面空間的關(guān)系 掌握讀圖的方法，將會(huì)有助于為更復(fù)雜的物體的表達(dá)和想象提供良好的基礎(chǔ) 由于一個(gè)視圖一般不能確定物體的形狀，所以讀圖時(shí)必須將有關(guān)的視圖聯(lián)系起來(lái)看，而且應(yīng)先從反映形狀特征的主視圖著手。,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 一個(gè)視圖構(gòu)思各種形狀,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 多個(gè)視圖構(gòu)思各種形狀,8.3 二維圖形

8、（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 讀圖的基本方法有兩個(gè)：形體分析法和面線分析法 形體分析法是根據(jù)幾何體的投影特性，對(duì)圖形進(jìn)行分解，想象出該機(jī)件由哪些幾何體組成、它們之間的組合形式、表面間的相互關(guān)系。然后綜合起來(lái)，想象出機(jī)件的整體形狀。 面線分析法，就是運(yùn)用線、面投影規(guī)律和投影特點(diǎn)，弄清圖線、線框的空間意義，也即把組合體表面分解為線、面幾何要素，分析這些要素的性質(zhì)和空間相對(duì)位置。由此綜合想象出組合體的整體形狀。,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 視圖是由圖線構(gòu)成，圖線又圍成了一個(gè)個(gè)封閉線框。 視圖中的圖線具有下列

9、三種含義，可以是： 表面積聚后的投影 表面與表面交線的投影 曲面轉(zhuǎn)向輪廓線的投影 視圖中的每一個(gè)封閉線框，一般情況下，則是代表一個(gè)表面的投影，可以是： 平面的投影 曲面的投影 平面和曲面相切組合的投影,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 讀圖舉例 01：求作俯視圖,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 讀圖舉例 02：求作左視圖,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 讀圖舉

10、例 03：已知主視圖，補(bǔ)畫(huà)俯、左視圖。,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,可以想象是棱線垂直于正面的四棱柱，也可以設(shè)想為棱線垂直于側(cè)面的三棱柱，中間的線框可以想象是凸出的形體，也可以想象為凹進(jìn)去的形體等等。,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 讀圖舉例04：已知主、俯視圖想像整體形狀并求作左視圖。,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 讀圖舉例05：按軸測(cè)圖補(bǔ)全主、左視圖上所缺的圖線（包括虛線）,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.1 視圖到三維圖形的構(gòu)思方法 讀圖舉例06：補(bǔ)全全剖主視圖中所缺圖線,8.3 二維圖形

11、（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.2 二維圖形到三維圖形掃描成型,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.3 布爾運(yùn)算成型 對(duì)于復(fù)雜形體，先根據(jù)視圖進(jìn)行分析。再把復(fù)雜形體分解成簡(jiǎn)單立體的布爾并、交、差。 例：兩個(gè)等徑圓柱垂直正交的結(jié)果。它是兩個(gè)圓柱的布爾交,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.4 由三視圖自動(dòng)生成三維形體 通過(guò)三視圖中的二維幾何信息與拓?fù)湫畔?，在?jì)算機(jī)中自動(dòng)生成相應(yīng)的三維形體，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中非常有意義的研究方向。 國(guó)內(nèi)某高校設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的算法，其適用范圍為： （1） 任意形狀平面體。 （2） 軸線與某個(gè)坐標(biāo)面平行，且截面與該坐標(biāo)面平行或垂直

12、的圓柱體。,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,8.3.4 由三視圖自動(dòng)生成三維形體 （3）若兩圓柱的相貫線不是圓錐曲線，那么它們的對(duì)稱(chēng)軸應(yīng)分別平行于一個(gè)坐標(biāo)軸； （4）滿(mǎn)足上述條件的組合體。 該算法的流程為： （1）輸入三視圖數(shù)據(jù)； （2）從二維點(diǎn)生成三維邊； （3）生成面方程；從二維點(diǎn)生成圓柱面及截面方程；從三維邊生成一般平面方程； （4）引入切割點(diǎn)及切割邊； （5）生成體域基； （6）組合體環(huán)求解； （7）消隱繪圖。,8.3 二維圖形（視圖）到三維圖形的成型方法,例1-已知一機(jī)件的主視圖、俯視圖和B向視圖，畫(huà)出左視圖，并作適當(dāng)剖視。,8.4 綜合舉例,例2-已知一機(jī)件的主視圖和俯視圖，畫(huà)出左視圖,8.4 綜合舉例,例3-已知一機(jī)件的俯視圖和A向視圖，試用適當(dāng)視圖與剖視，將該機(jī)件表達(dá)清楚。,8.4 綜合舉例,例3-表達(dá)方案： 圖中的A向視圖實(shí)際上為主視圖，在主視圖上取旋轉(zhuǎn)剖，并作標(biāo)注。 俯視圖不剖，