第6章 AutoCAD三维造型

95第6章AutoCAD三维造型【学习目的】1、熟悉AutoCAD2007三维绘图环境、用户坐标系和三维视点。2、掌握创建三维实体命令，包括三维基本几何体、拉伸实体、旋转实体。3、掌握三维实体编辑命令及布尔运算。6.1三维绘图环境本节主要介绍三维坐标系概念、设置方法和三维图形观察方法。这些内容是绘制三维图形不可缺少的内容。一、用户坐标系在世界坐标系下绘制三维图形非常困难，有时甚至无法绘制，如果使用用户坐标系则显得非常方便。用户坐标系优点在于能够根据需要随时进行变换视点，从不同视点观察并绘制三维图形。（一）创建用户坐标系在AutoCAD2007中，用户可以通过三种方式创建用户坐标系：1、单击“UCS”工具栏中的“UCS”按钮。2、选择子菜单命令，见图6-1所示。3、在命令行中输入命令UCS后按回车键。执行以上命令后，命令行提示如下：命令:_ucs当前UCS名称:*世界*输入选项[新建（N）/移动（M）/正交（G）/上一个（P）/恢复(R)/保存（S）/删除（D）/应用（A）/？/世界（W）]世界:其中各命令选项的功能介绍如下：图6-1用户坐标系（1）新建（N）：选择此命令选项后，命令行提示如下：指定新UCS的原点或[Z轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z]0,0,0:①指定新UCS的原点：通过移动当前的UCS原点，保持其X、Y和Z轴方向不变，从而定义新的UCS。②Z轴(ZA)：将指定新原点和位于新建Z轴正半轴上的点。③三点(3)：指定新UCS原点及其X和Y轴的正方向。④对象(OB)：根据选定三维对象定义新的坐标系，如表3-1所示。⑤面(F)：将UCS与实体对象的选定面对齐。⑥视图(V)：以垂直与观察方向（平行于屏幕）的平面为XY平面，建立新的坐标系，UCS原点保持不变。⑦X/Y/Z：绕指定轴旋转当前UCS。（2）移动（M）：将通过平移当前的UCS原点或修改其Z轴深度来重新定义UCS，但96保留其XY平面的方向不变。（3）正交（G）：指定AutoCAD提供的六个正交UCS之一。表3-1通过选择对象来定义UCS对象确定UCS的方法圆弧圆弧的圆心成为新UCS的原点，X轴通过距离选择点最近的圆弧端点圆圆的圆心成为新UCS的原点，X轴通过选择点标注标注文字的中点成为新UCS的原点，新X轴的方向平行于当绘制该标注时生效的UCS的X轴直线离选择点最近的端点成为新UCS的原点，将设置新的X轴，使该直线位于新UCS的XZ平面上。在新UCS中，该直线的第二个端点的Y坐标为零点该点成为新UCS的原点二维多段线多段线的起点成为新UCS的原点，X轴沿从起点到下一顶点的线段延伸实体二维实体的第一点确定新UCS的原点，新X轴沿前两点之间的连线方向宽线宽线的“起点”成为UCS的原点，X轴沿宽线的中心线方向三维面取第一点作为新UCS的原点，X轴沿前两点的连线方向，Y的正方向取自第一点和第四点。Z轴由右手定则确定文字、块参照、属性定义该对象的插入点成为新UCS的原点，新X轴由对象绕其拉伸方向旋转定义。用于建立新UCS的对象在新UCS中的旋转角度为零（4）上一个（P）：恢复上一个UCS，系统最多可恢复最近10个坐标系。（5）恢复(R)：恢复已经保存的UCS使它成为当前UCS。恢复已经保存的UCS并不重新建立在保存UCS时生效的观察方向。（6）保存（S）：把当前UCS按指定名称保存。（7）删除（D）：从已经保存的用户坐标系列表中删除指定的UCS。（8）应用（A）：其他视口保存有不同的UCS时将当前的UCS设置到指定的视口或所有活动视口。（9）？：列出用户定义坐标系的名称，并列出每个保存的UCS相对于当前UCS的原点以及X、Y和Z轴。如果当前UCS未命名，那么它将列为WORLD或UNNAMED，这取决与它是否与WCS相同。（10）世界（W）：将当前用户坐标系设置为世界坐标系。WCS是所有用户坐标系的基准，不能被重新定义。97（二）管理用户坐标系绘制三维图形时，为了绘图方便有时经常需要变换坐标系，如果将创建用户坐标系保存，则在下次变换坐标系时就可以直接进行切换，当保存的用户坐标系比较多时，用户还可以对这些用户坐标系进行管理。执行管理坐标系命令的方法有以下三种：1、单击“UCS”工具栏中的“命名UCS”按钮。2、选择命令。3、在命令行中输入命令+ucsman然后按回车键。执行该命令后，弹出对话框，见图6-2所示。该对话框中有三个选项卡，功能介绍如下：（1）：双击需要重新命名的UCS名称，即可对该UCS重新命名。但在世界坐标系下不能重新命名。（2）：在该选项中有当前图形中定义的6个正交坐标系，用户可以根据需要将其中任意一个设置为当前坐标系。（3）：可以在该对话框中显示和修改与视口一起保存的UCS图标设置和UCS设置。图6-2“UCS”对话框二、三维视点有效控制三维图形的显示可以提高绘图速度和精确度，保证绘图质量。控制三维图形显示方法有多种，如动态观察、视觉样式和消隐图形等。1、动态观察使用动态观察可以在三维空间中的任意视点动态观察对象。单击“动态观察”工具栏中的相应按钮，或选择菜单的子命令，即可执行动态观察图形，见图6-3所示。图6-3观察方式（1）：在视窗中拖动光标时，就可以动态的观察图形。在动态观98察图形时，对象的位置不变，用户观察点的位置动态改变。在默认状态时，观察点会约束为沿着世界坐标系的XY平面或Z轴移动。（2）：通过在视窗中拖动鼠标来动态观察图形，此时视窗中显示一个导航球，它被更小的圆分成4个区域，当拖动鼠标进行观察时，就是被查看对象的目标点。（3）：光标指针将变成一个由两条线包围的球体，在视窗中单击鼠标并沿着一个方向拖动鼠标，被查看对象将沿着该方向开始移动，放开鼠标后，对象将沿着该方向的轨道进行旋转。当连续观察图形时，再次从另外的方向拖动鼠标即可改变对象的运动轨迹。单击鼠标即可停止动态观察显示。2、消隐图形消隐可以将三维实体在当前视图中看不到的线和面隐藏起来，使绘制的图形更加符合三维模型效果。（1）鼠标单击命令（2）在命令行中输入hide。3、视觉样式在AutoCAD2007中，系统提供了多种实体对象的视觉显示效果，单击“视觉样式”工具栏中的相应按钮（或选择），即可使用视觉样式观察图形，见图6-4所示。（1）：对象以直线和曲面表示边界。图6-4“视觉样式”（2）：显示用直线和曲面表示边界的对象，与二维线框区别不大。（3）：显示用三维线框表示的对象并隐藏表示后面的线框。（4）：着色多边形平面间的对象，并平滑显示对象的边。（5）：着色多边形平面间的对象，并平滑显示对象的边。着色时使用古氏面样式，这是一种冷色和暖色之间的过渡。这种样式缺乏真实感，但可以查看模型的细节。6.2创建基本三维实体AutoCAD中，系统提供了多种基本三维实体创建命令，利用这些命令可以方便绘制长方体、圆柱体、圆锥体、球体和棱锥体等三位实体。执行三维实体绘图的命令均可以通过单击下面的下拉菜单，见图6-5所示的选项来执行需要的命令。一、简介基本几何体（一）：（polysolid）将现有直线、二维多线段、圆弧或圆转换为具有矩形轮廓的实体。多实体可以包含曲线线段，但是默认情况下轮廓始终为矩形。图6-5“建模”99命令格式如下：命令：polysolid指定起点或[对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J)]对象:指定实体轮廓的起点，按ENTER指定要转换为实体的对象，或输入选项指定下一点或[圆弧(A)/放弃(U)]:1、对象(O)：指定要转换为实体的对象（直线、圆弧、二维多段线、圆）。2、高度(H)：指定实体的高度。3、宽度(W)：指定实体的宽度。4、对正(J)：使用命令定义轮廓时，可以将实体的宽度和高度设置为左对正、右对正或居中。对正方式由轮廓的第一条线段的起始方向决定。5、圆弧(A)：将弧线段添加到实体中。圆弧的默认起始方向与上次绘制的线段相切。可以使用“方向”选项指定不同的起始方向。6、放弃(U)：删除最后添加到实体的弧线段。（二）：（box）见图6-6所示。命令格式如下：命令:box指定第一个角点或[中心(C)]:指定其他角点或[立方体(C)/长度(L)]:指定高度或[两点(2P)]:1、中心(C)：使用指定的中心点创建长方体。2、立方体(C)：创建一个长、宽、高相同的长方体。3、长度(L)：按照指定长宽高创建长方体。长度与X轴对应，宽度与Y轴对应，高度与Z轴对应。4、两点(2P)]：指定长方体的高度为两个指定点之间的距离。图6-6长方体（三）：（wedge）命令:wedge指定第一个角点或[中心(C)]:指定其他角点或[立方体(C)/长度(L)]:指定高度或[两点(2P)]:1、中心(C)：使用指定的中心点创建楔体。2、立方体(C)：创建等边楔体。3、长度(L)：按照指定长宽高创建楔体。长度与X轴对应，宽度与Y轴对应，高度与Z轴对应。4、两点(2P)：指定楔体的高度为两个指定点之间的距离。（四）：（cone）见图6-7所示。命令:cone指定底面的中心点或[三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)/椭圆(E)]:指定底面半径或[直径(D)]:100指定高度或[两点(2P)/轴端点(A)/顶面半径(T)]:1、三点（3P）：通过指定三个点来定义圆锥体的底面周长和底面。2、两点（2P）：通过指定两个点来定义圆锥体的底面直径。3、TTR（相切、相切、半径）：定义具有指定半径，且与两个对象相切的圆锥体底面。4、椭圆(E)：指定圆锥体的椭圆底面。5、直径(D)：指定圆锥体的底面直径。6、两点(2P)：指定圆锥体的高度为两个指定点之间的距离。7、轴端点(A)：指定圆锥体轴的端点位置。轴端点是圆锥体的顶点，或圆台的顶面中心点（“顶面半径”选项）。轴端点可以位于三维空间的任何位置。轴端点定义了圆锥体的长度和方向。8、顶面半径(T)：创建圆台时指定圆台的顶面半径。（五）：(sphere)图6-7圆锥体命令:sphere指定中心点或[三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]:指定半径或[直径(D)]:1、中心点：指定球体的中心点。指定中心点后，将放置球体以使其中心轴与当前用户坐标系(UCS)的Z轴平行。纬线与XY平面平行。2、三点（3P）：通过在三维空间的任意位置指定三个点来定义球体的圆周。三个指定点也可以定义圆周平面。3、两点（2P）：通过在三维空间的任意位置指定两个点来定义球体的圆周。第一点的Z值定义圆周所在平面。4、TTR（相切、相切、半径）：通过指定半径定义可与两个对象相切的球体。指定的切点将投影到当前UCS。5、直径(D)：指定球体的直径来确定球体的大小。（六）：（cylinder）见图6-8所示。命令:cylinder指定底面的中心点或[三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)/椭圆(E)]:指定底面半径或[直径(D)]:指定高度或[两点(2P)/轴端点(A)]:1、三点（3P）：通过指定三个点来定义圆柱体的底面周长和底面。2、两点（2P）：通过指定两个点来定义圆柱体的底面直径。3、TTR（相切、相切、半径）：定义具有指定半径，且与两个对象相切的圆柱体底面。图6-8圆柱体1014、椭圆(E)：指定圆柱体的椭圆底面。5、直径(D)：指定圆柱体的底面直径。6、两点(2P)：指定圆柱体的高度为两个指定点之间的距离。7、轴端点(A)：指定圆柱体轴的端点位置。轴端点是圆柱体的顶面中心点。轴端点可以位于三维空间的任何位置。轴端点定义了圆柱体的长度和方向。（七）：（torus）命令:torus指定中心点或[三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]:指定半径或[直径(D)]:指定圆管半径或[两点(2P)/直径(D)]:1、三点（3P）：用指定的三个点定义圆环体的圆周。三个指定点也可以定义圆周所在平面。2、两点（2P）：用指定的两个点定义圆环体的圆周。第一点的Z值定义圆周所在平面。3、TTR（相切、相切、半径）：使用指定半径定义可与两个对象相切的圆环体。指定的切点将投影到当前UCS。4、半径：定义圆环体的半径