CAD第十四章 绘制和编辑三维表面

第十四章绘制和编辑三维表面知识重点模型的分类坐标系统建立三维坐标系设置视图的显示动态观察三维图形点的绘制直线的绘制构造线的绘制多义线的绘制曲面的绘制等知识三维模型的分类三维模型分为三种类型：线型模型、表面模型和实体模型。1．线型模型：是对三维对象的轮廓描述。线型模型没有表面，由描述轮廓的点、线、面组成。线型模型结构简单，没有面和体的特征，因而不能进行消隐和渲染等处理。2．表面模型：是用面来描述三维对象。表面模型不仅具有边界，而且还具有表面。由于表面模型具有面的特征，因此可以对它进行物理计算，以及进行渲染和着色的操作。3．实体模型：实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有实体的特征，如体积、重心和惯性矩等。在AUTOCAD中，不仅可以建立基本的三维实体，可以对它进行剖切、装配干涉检查等操作，还可以对实体进行布尔运算，以构造复杂的三维实体。此外由于消隐和渲染技术的运用，可以使实体具有很好的可视性。三维坐标系统为了方便创建三维模型，AUTOCAD允许用户根据自己的需要设定坐标系，即用户坐标系（UCS）。合理的创建UCS，用户可以方便地创建三维模型。1.右手法则与坐标系在AUTOCAD中通过右手法则确定直角坐标系Z轴的正方向和绕轴线旋转的正方向，称之为“右手定则”。在AUTOCAD中输入坐标采用绝对坐标和相对坐标两种形式。绝对坐标格式：X，Y，Z；相对坐标格式：@X，Y，Z。AUTOCAD可以用柱坐标和球坐标定义点的位置。柱面坐标系统类似于2D极坐标输入，由该点在XY平面的投影点到Z轴的距离、该点与坐标原点的连线在XY平面的投影与X轴的夹角及该点沿Z轴的距离来定义。格式如下：绝对坐标形式：XY距离角度,z距离；相对坐标形式：@XY距离角度,z距离球面坐标系统由坐标点到原点的距离、该点与坐标原点的连线在XY平面内的投影与与X轴的夹角以及该点与坐标原点的连线与XY平面的夹角来定义。具体格式如下：绝对坐标形式：XYZ距离XY平面内投影角度与XY平面夹角或相对坐标形式：@XYZ距离XY平面内投影角度与XY平面夹角2.坐标系建立（1）执行方式命令行：ucsman菜单：工具→命名UCS或工具→正交UCS→预置工具栏：UCS→命名UCS或UCSII→命名UCS（2）操作步骤命令：ucsman↙执行ucsman命令,AutoCAD打开UCS对话框。3.新建坐标系（1）执行方式命令行：ucs菜单：工具→新建UCS工具栏：UCS（2）操作步骤命令：ucs↙当前UCS名称:*左视*指定UCS的原点或[面(F)/命名(NA)/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z轴(ZA)]世界:4.动态坐标系动态UCS是的具体操作方法是：按下状态栏上的DUCS按钮。动态UCS激活后，指定的点和绘图工具（例如极轴追踪和栅格）都将与动态UCS建立的临时UCS相关联。设置视图的显示1.利用对话框设置视点（1）执行方式命令行：DDVPOINT菜单：视图→三维视图→视点预置（2）操作步骤命令：DDVPOINT↙执行DDVPOINT命令或选择相应的菜单，AutoCAD弹出视点预置对话框。视点预置对话框2.用罗盘确定视点在AUTOCAD中用户可以通过罗盘和三轴架确定视点。执行VPOINT命令后，AutoCAD出现提示：指定视点或［旋转（R）］显示坐标球和三轴架，显示坐标球和三轴架是系统默认的选项，直接回车即执行显示坐标球和三轴架命令，AutoCAD出现如图所示的罗盘和三轴架。3.用菜单设置特殊视点利用菜单视图→三维视图的第二、三栏中的各选项。可以快速设置特殊的视点。罗盘和三轴架观察模式1.动态观察受约束的动态观察（1）执行方式命令行：3DORBIT菜单：视图→动态观察→受约束的动态观察快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单。选择“受约束的动态观察”项。工具栏：动态观察→受约束的动态观察或三维导航→受约束的动态观察（2）操作步骤命令：3DORBIT↙执行该命令后，视图的目标将保持静止，而视点将围绕目标移动。自由动态观察（1）执行方式命令行：3DFORBIT菜单：视图→动态观察→自由动态观察快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单选择“自由动态观察”项。工具栏：动态观察→自由动态观察或三维导航→自由动态观察。（2）操作步骤命令：3DFORBIT↙执行该命令后，在当前视口出现一个绿色的大圆，在大圆上有四个绿色的小圆，此时通过拖动鼠标就可以对视图进行旋转观测。连续动态观察（1）执行方式命令行：3DCORBIT菜单：视图→动态观察→自由动态观察快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单，选择“自由动态观察”项。工具栏：动态观察→连续动态观察或三维导航→连续动态观察（2）操作步骤命令：3DCORBIT↙执行该命令后，界面出现动态观察图标，按住鼠标左键拖动，图形按鼠标拖动方向旋转，旋转速度为鼠标的拖动速度。2.相机创建相机（1）执行方式命令行：CAMERA菜单：视图→创建相机（2）操作步骤命令:CAMERA当前相机设置:高度=0镜头长度=40毫米指定相机位置:（指定位置）指定目标位置:（指定位置）输入选项[?/名称(N)/位置(LO)/高度(H)/目标(T)/镜头(LE)/剪裁(C)/视图(V)/退出(X)]退出:调整距离（1）执行方式命令行：3DDISTANCE菜单：视图→相机→调整距离快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单。选择“调整距离”项工具栏：相机调整→调整距离或三维导航→调整距离。（2）操作步骤命令:3DDISTANCE↙按ESC或ENTER键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单。回旋（1）执行方式命令行：3DSWIVEL菜单：视图→相机→回旋快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单。选择“回旋”项。工具栏：相机调整→回旋或三维导航→回旋。（2）操作步骤命令:3DSWIVEL↙按ESC或ENTER键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单。3.漫游和飞行漫游（1）执行方式命令行：3DWALK菜单：视图→漫游和飞行→漫游快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单，选择“漫游”项。工具栏：漫游和飞行→漫游或三维导航→漫游。（2）操作步骤命令:3DWALK↙飞行（1）执行方式命令行：3DFLY菜单：视图→漫游和飞行→飞行快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单选择“飞行”项。工具栏：漫游和飞行→飞行或三维导航→飞行。（2）操作步骤命令:3DFLY↙漫游和飞行设置（1）执行方式命令行：WALKFLYSETTINGS菜单：视图→漫游和飞行→飞行快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击右键弹出快捷菜单。选择“飞行”项。工具栏：漫游和飞行→飞行或三维导航→飞行。（2）操作步骤命令:WALKFLYSETTINGS↙执行该命令后，系统打开“漫游和飞行设置”对话框。4.运动路径动画（1）执行方式命令行：ANIPATH菜单：视图→运动路径动画（2）操作步骤命令:ANIPATH↙执行该命令后，系统打开“运动路径动画”对话框。三维绘制1.绘制三维点（1）执行方式命令行：POINT菜单：绘图→点→单点工具栏：绘图→点（2）操作步骤命令：POINT↙指定点：2.绘制三维多段线（1）执行方式命令行：3DPLOY菜单：绘图→三维多段线（2）操作步骤命令：3DPLOY↙指定多段线的起点:（指定某一点或者输入坐标点）指定直线的端点或[放弃(U)]:（指定下一点）3.绘制三维面（1）执行方式命令行：3DFACE菜单：绘图→网格→三维面（2）操作步骤命令：3DFACE↙指定第一点或[不可见（I）]:（指定某一点或输入I）4.控制三维平面边界的可见性（1）执行方式命令行：EDGE菜单：绘图→网格→边（2）操作步骤命令：EDGE↙指定要切换可见性的三维表面的边或[显示(D)]:（选择边或输入d）5.绘制多边网格面（1）执行方式命令行：PFACE（2）操作步骤命令：PFACE↙指定顶点1的位置:(输入点1的坐标或指定一点)指定顶点2的位置或定义面:(输入点2的坐标或指定一点)……指定顶点n的位置或定义面:(输入点N的坐标或指定一点)在输入最后一个顶点的坐标后，在提示下直接按回车键，AutoCAD出现如下提示：输入顶点编号或[颜色(C)/图层(L)]:（输入顶点编号或输入选项）6.绘制三维网格（1）执行方式命令行：3DMESH菜单：绘图→网格→三维网格（2）操作步骤命令：3DMESH↙输入M方向上的网格数量：（输入2到246之间的值）输入N方向上的网格数量：（输入2到246之间的值）指定顶点(0,0)的位置：（输入第一行第一列的顶点坐标）指定顶点(0,1)的位置：(输入第一行第二列的顶点坐标)指定顶点(0,2)的位置：（输入第一行第三列的顶点坐标）……指定顶点(0,N-1)的位置：（输入第一行第N列的顶点坐标）指定顶点(1,0)的位置：（输入第二行第一列的顶点坐标）指定顶点(1,1)的位置：（输入第二行第二列的顶点坐标）……指定顶点(1,N-1)的位置：（输入第二行第N列的顶点坐标）……指定顶点(M-1,N-1)的位置：（输入第M行第N列的顶点坐标）绘制三维网格曲面1.直纹曲面（1）执行方式命令行：RULESURF菜单：绘图→网格→直纹网格（2）操作步骤命令：RULESURF↙当前线框密度:SURFTAB1=当前值选择第一条定义曲线:(指定的一条曲线)选择第二条定义曲线:(指定的二条曲线)2.平移曲面（1）执行方式命令行：TABSURF菜单：绘图→网格→平移网格（2）操作步骤命令：TABSURF↙当前线框密度：SURFTAB1=6选择用作轮廓曲线的对象：（选择一个已经存在的轮廓曲线）选择用作方向矢量的对象:（选择一个方向线）3.边界曲面（1）执行方式命令行：EDGESURF菜单：绘图→网格→边界网格（2）操作步骤命令：EDGESURF↙当前线框密度：SURFTAB1=6SURFTAB2=6选择用作曲面边界的对象1：（指定第一条边界线）选择用作曲面边界的对象2：（指定第二条边界线）选择用作曲面边界的对象3：（指定第三条边界线）选择用作曲面边界的对象4：（指定第四条边界线）4.旋转曲面（1）执行方式命令行：REVSURF菜单：绘图→网格→旋转网格（2）操作步骤命令：REVSURF↙当前线框密度：SURFTAB1=6SURFTAB2=6选择要旋转的对象1：（指定已绘制好的直线、圆弧、圆或二维、三维多段线）选择定义旋转轴的对象：（指定已绘制好的用作旋转轴的直线或是开放的二维、三维多段线）指定起点角度0：（输入值或按ENTER键）指定包含角度（+=逆时针，－=顺时针）360:（输入值或按ENTER键）5.平面曲面（1）执行方式命令行：PLANESURF菜单：绘图→建模→平面曲面工具栏：建模→平面曲面（2）操作步骤命令：PLANESURF↙指定第一个角点或[对象(O)]对象:绘制基本三维表面1.基本形体表面（1）执行方式命令行：3D（2）操作格式命令:3D↙正在初始化...已加载三维对象。输入选项[长方体表面(B)/圆锥面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/网格(M)/棱锥面(P)/球面(S)/圆环面(T)/楔体表面(W)]:（选择其中一项）2.长方体表面（1）执行方式命令行：AI_BOX