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10.1三维绘图基础10.2三维实体造型10.3利用布尔运算创建复杂实体法第10章三维高级绘图10.1三维绘图基础10.1.1平面视图与三维视图10.1.2设置视觉样式10.1.3动态观察三维视图10.1.4新建与变换坐标系10.1.1平面视图与三维视图在AutoCAD中，从不同角度观察三维对象，可以得到不同的观察效果，因此，要想绘制好三维图形，首先必须学会观察三维视图。观察视图时，要弄清楚视点、视图和坐标系之间的关系。视点：是指观察图形的位置和方向。视图：指在屏幕上看到的画面。坐标系：是用户绘制图形和调整视点的依据。当Z轴垂直于屏幕时，视点位于屏幕正前方，此时仅能看到圆环体在XY平面上的投影平面视图选择“视图”“三维视图”“西南等轴测”菜单，此时所绘图形将会以一个三维立体图显示10.1.2设置视觉样式为了能够更好地观察三维图形，AutoCAD为我们提供了多种视觉样式，如消隐、二维线框、三维线框和真实视觉样式等。要设置各种视觉样式，可选择“视图”菜单下的“消隐”，或者选择“视图”“视觉样式”菜单中的各子菜单项。消隐通过消隐图形，可将位于三维实体背面及其内部看不见的所有线条隐藏起来，从而使用户更加清晰地观察视图。二维线框与三维线框在二维线框视觉样式下，系统用直线和曲线表示对象边界，并且栅格、线型和线宽都是可见的，而在三维线框视觉样式下，系统也用直线和曲线表示对象的边界，但此时系统将显示一个已着色的三维UCS坐标系。“概念”与“真实”“概念”和“真实”均为着色模式，其中，在“概念”视觉样式下，系统对多边形平面间的对象进行着色，并使对象的边缘平滑化。着色使用冷色和暖色之间的过渡而不是从深色到浅色的过渡。效果缺乏真实感，但是可以更方便地查看模型的细节。在“真实”视觉样式下，系统也是对多边形平面间的对象进行着色，并使对象的边缘平滑化，还可以将已定义的材质附着到图形对象中。“概念”视觉样式“真实”样式当三维图形中包含曲面时（如孔、圆柱、倒角等曲面），这些曲面在线框模式下用线条来显示，这些线条称为网线。用户可以通过输入“ISOLINES”系统变量来设置网线的数目。系统默认值为4，即使用4条网线来表达每一个曲面。重新设置网线数目后，需选择“视图”“重生成”菜单或直接输入“REGEN”命令来更新显示效果。ISOLINES=4ISOLINES=24改变三维图形的曲面轮廓线条改变实体表面的平滑度DISPSILH=0DISPSILH=1还有两个系统变量会影响三维图形的显示效果，即DISPSILH变量和FACETRES变量。其中，系统变量DISPSILH用来控制消隐或渲染图形时是否显示网格线。当DISPSILH值为0时显示网格线，当DISPSILH值为1时不显示网格线。FACETRES=1FACETRES=3FACETRES系统变量用来控制消隐或渲染图形时实体表面的网格密度，其值在0.01—10之间（默认为0.5），值越大，网格越密，曲面越平滑。10.1.3动态观察三维视图选择“视图”“动态观察”菜单中的各子菜单项，可通过移动模拟相机（视点），在三维空间动态观察对象。受约束的动态观察自由动态观察连续动态观察AutoCAD为用户提供了三种动态观察器，其特点如下：受约束的动态观察：选择该菜单项，绘图窗口中将显示图标，且三维模型将随着光标的拖动而旋转，该模式下，将沿XY平面或Z轴约束动态观察。自由动态观察：不参照平面，在任意方向上进行动态观察。通过将光标移至不同位置，可将相机绕目标点（视口中心）上下、左右或其他方向旋转。连续动态观察：连续地进行动态观察。选择该菜单项，在绘图区单击并沿任意方向拖动鼠标，释放鼠标按钮后，开始动画演示。再次单击鼠标，可结束动画演示。10.1.4新建与变换坐标系绘制三维图形时，由于所有要绘制的图形仅能在当前坐标系的XY平面内进行，因此，在绘制一些较为复杂的模型时，新建与变换坐标系尤为重要。根据面、对象或视图创建新坐标系改变坐标系原点通过指定坐标系原点和Z轴正向来定义坐标系三点定义坐标系，第一点定义新坐标系原点，第二、三点分别定义X、Y轴正向通过绕X、Y或Z轴旋转一定角度创建坐标系，但坐标系原点不变要变换坐标系，可以选择“工具”“新建UCS”菜单中的相应子菜单项10.2三维实体造型10.2.1绘制基本实体10.2.2通过拉伸创建实体或曲面10.2.4扫掠创建实体或曲面10.2.5放样创建实体或曲面10.2.3旋转创建实体或曲面10.2.1绘制基本实体要绘制基本实体，可选择“绘图”“建模”菜单中的各子菜单项，或选择“工具”“选项板”“面板”菜单。“面板”选项板“建模”工具栏右击“标准”工具栏的任意位置，从弹出的快捷菜单中选择“建模”选项即可打开此工具栏1．绘制多段体多段体实际上是具有宽度和高度的多段线。利用“多段体”命令，用户既可以像绘制多段线一样直接绘制多段体，也可以将现有直线、二维多段线、圆弧或圆转换为多段体。单击“建模”工具栏中的“多段体”按钮，此时命令行会出现如下提示：121212．绘制长方体_Polysolid指定起点或[对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J)]对象:此时用户既可以直接单击依次指定多段体的各个端点，也可以通过输入H、W指定多段体的宽度与高度（默认宽度为5，高度为80），或输入“O”将现有的直线、圆弧等对象转换为多段体。通过指定长方体底面对角点绘制长方体通过指定长方体中心点和底面一个角点绘制长方体通过指定长方体的长、宽和高绘制长方体使用BOX命令可以绘制各种长方体1122使用WEDGE命令可以绘制楔体。由于楔体是长方体沿对角线切成两半后的结果，因此，可以使用与绘制长方体同样的方法来绘制楔体。3．绘制楔体通过指定楔体底面对角点绘制楔体通过指定楔体中心和底面一个角点绘制楔体通过指定楔体的长、宽和高绘制楔体使用CONE命令可以绘制圆锥体或椭圆锥体。在绘制圆锥体时，需要指定圆锥体底面的中心点、底面半径及圆锥高度，而绘制椭圆锥体时，首先输入“E”按【Enter】键进入椭圆锥模式，然后指定各轴长度及锥体高度即可。4．绘制圆锥体圆锥体椭圆锥体圆锥台椭圆锥台此外，在绘制圆锥体或椭圆锥体时，通过指定顶面半径还可以绘制圆锥台或椭圆锥台。使用SPHERE命令可以绘制球体。执行SPHERE命令后，只需指定球心坐标和球体半径或直径即可。5．绘制球体使用CYLINDER命令可以绘制圆柱体，执行CYLINDER命令后，需要指定圆柱体底面的中心点、底面半径及其高度。此外，使用该命令还可以绘制椭圆柱体。6．绘制圆柱体圆柱体椭圆柱体球体使用PYRAMID命令不仅可以绘制棱锥体，还可以绘制棱台。执行PYRAMID命令后，需要指定棱锥体底面中心位置和棱锥体底面半径。此外，使用PYRAMID命令还可以绘制3～32之间的多面棱锥体和棱台。7．绘制棱锥体和棱台四棱锥六棱锥六棱台使用TORUS命令可以绘制圆环体。执行TORUS命令后，需要指定圆环体的中心位置，圆环体半径或直径，以及圆管半径或直径。8．绘制圆环体使用PLANESURF命令可以绘制平面曲面。执行PLANESURF命令后，需要指定平面曲面的两个角点。此外，也可以利用现有对象创建各种平面曲面。9．绘制平面曲面10．绘制截面平面通过创建截面平面可查看三维模型内部细节。要创建截面平面，可选择“绘图”“建模”“截面平面”菜单，或直接执行“SECTIONPLANE”命令，此时系统将给出如下提示：选择面或任意点以定位截面线或[绘制截面(D)/正交(O)]:此时可利用如下几种方法创建截面平面：在捕捉到的平面上单击，将该平面作为截面平面。选择此面为截面平面不捕捉面，利用捕捉、坐标或其他方法确定第一点，第二点绕第一点旋转，确定第二点后，创建一个与Z轴平行的截面平面。不过，由于此时截面平面未被激活，故无法看到效果。为此，可单击截面平面指示线，然后单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择“激活活动截面”菜单项。指定第一点指定第二点截面平面指示线激活截面平面11．绘制螺旋线使用HELIX命令可以绘制螺旋线，利用螺旋线可以创建弹簧和螺钉，如图10-30所示。螺旋线可以是开放的二维图形或三维图形。执行HELIX命令后，需要指定螺旋底面中心位置、底面半径、顶面半径、螺旋高度、螺旋圈数或圈高。其中，圈数最大值为500。10.2.2通过拉伸创建实体或曲面使用“拉伸”命令（EXTRUDE），可以将二维对象沿Z轴或沿某个方向矢量拉伸成实体。被拉伸的对象称为断面，用于拉伸的断面可以是多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线、圆环等，也可以是由多个对象组成的封闭面域。沿Z轴方向拉伸对象时，可以指定拉伸的高度和倾斜角度。拉伸时要注意以下几点：1．沿Z轴方向拉伸对象拉伸高度值可以为正或为负，它们表示了拉伸的方向。拉伸角度可以为正或为负，其绝对值不得大于90°。默认值为0°，表示生成的实体的侧面垂直于XY平面，没有锥度。如果角度值为正，将产生内锥度，生成的侧面向里靠；如果为负，将产生外锥度，生成的侧面向外。拉伸倾斜角为0°拉伸倾斜角为20°拉伸倾斜角度为-10°通过指定拉伸路径，也可以将对象拉伸成三维实体或曲面，拉伸时需注意以下几点：2．通过指定路径拉伸对象拉伸路径可以是开放的，也可以是封闭的，但必须是连续的，如直线、圆、圆弧、椭圆、螺旋线、多段线（二维或三维）或样条曲线等。拉伸对象可以是封闭的，也可以是开放的。如果拉伸对象是封闭的面域，则生成实体；如果拉伸对象是开放的，或非面域图形，则生成曲面。路径不能与被拉伸对象共面，并且拉伸对象不能是具有自交线段的多段线，否则，均会导致拉伸失败。10.2.3旋转创建实体或曲面使用REVOLVE命令，可以将二维对象绕某一轴旋转生成实体或曲面。用于旋转的二维对象可以是直线、多段线、圆、椭圆、圆弧、样条曲线及面域等。如果被旋转的对象中含有块或自相交的线条，则旋转无法生成。单击“绘图”工具栏中的“面域”按钮,将中心线右侧的图形转换为面域选择“视图”“三维视图”“西南等轴测”菜单，并选择“旋转”命令，选取此面域作为旋转对象选取此中心线的两个端点为旋转轴线，将其旋转360°旋转结果10.2.4扫掠创建实体或曲面使用SWEEP命令，可以使开放的或闭合的图形对象沿指定的路径（开放的或闭合的二维或三维图形）扫掠来创建实体或曲面。要启动SWEEP命令，可以选择“绘图”“建模”“扫掠”菜单，也可以单击“建模”工具栏中的“扫掠”按钮，或在命令行输入“SWEEP”，并按【Enter】键。用于扫掠的对象可以是直线、圆、圆弧、多段线、面域等非块类图形，用于扫掠的路径可以是单独的直线、圆、圆弧、多段线、螺旋线等，在确定扫掠的对象后，系统会提示信息如下：选择扫掠路径或[对齐(A)/基点(B)/比例(S)/扭曲(T)]:对齐：指定实体轮廓是否沿扫掠路径对齐，即是否让扫掠对象始终垂直于扫掠路径（默认为对齐）。未扫掠前对齐路径不对齐路径基点：指定要扫掠对象的基点，即穿过扫掠路径的点。比例：对扫掠对象进行放大或缩小。扭曲：设置被扫掠对象的旋转角度。10.2.5放样创建实体或曲面利用“放样”命令（LOFT）可以通过对两个或两个以上不同平面上的横截面曲线进行放样来创建三维实体或曲面，实际上是将一组截面进行平滑过渡。要执行LOFT命令，可以选择“绘图”“建模”“放样”菜单，也可以单击“建模”工具栏中的“放样”按钮，或在命令行输入“LOFT”，并按【Enter】键。在选择了放样的横截面后，命令行提示如下信息：放样特征导向：利用导向曲线可以控制放样效果。输入选项[导向(G)/路径(P)/仅横截面(C)]仅横截面:放样截面图形放样截面图形导向曲线仅横截面：选择此选项，系统将自动弹出“放样设置”对话框。路径：按照路径对截面进行放样控制。按路径放样在该对话框中可以设置横截面上的曲面控制方法10.3绘制矩形和正多边形的方法10.3.1并集运算10.3.2差集运算10.3.3交集运算10.3.1并集运算使用UNION命令，可以将多个实体组合在一起，从而生成一