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三维绘图与实体造型第1章三维绘图与实体造型1.1坐标系1.2线框模型1.3表面模型1.4实体模型1.5三维显示1.6三维实体编辑三维绘图与实体造型本章学习目标◆坐标系（用户坐标系及其管理器）◆线框模型◆表面模型（三维面、多边形网格、基本体表面、回转曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲面）◆实体造型（基本体、拉伸实体和回转实体）◆三维显示（视点、视区、消隐、动态显示和平面视图）◆三维实体编辑（旋转、阵列、镜像、对齐、倒直角、倒圆角、剖视图和断面图）返回首页三维绘图与实体造型1.1坐标系1.1.1基本概念1.1.2UCS（用户坐标系）1.1.3UCS管理器返回首页三维绘图与实体造型1.1.1基本概念除了增加第三维坐标（即Z轴）之外，指定三维坐标与指定二维坐标是相同的。在三维空间绘图时，要在世界坐标系(WCS)或用户坐标系(UCS)中指定X、Y和Z的坐标值。下图7-2表示WCS的X、Y和Z轴。1-2WCS世界坐标系1.三维笛卡尔坐标在创建三维模型时，往往会设置不同的二维视图以便更好地显示、绘制和编辑几何图形。图1-2为三维笛卡尔坐标三维绘图与实体造型输入X、Y、Z坐标输入三维笛卡尔坐标(X,Y,Z)与输入二维坐标(X,Y)相似。但除了指定X和Y值以外，还要指定Z值。右图中，点坐标(3,2,5)表示一个沿X轴正方向3个单位，沿Y轴正方向2个单位，沿Z轴正方向5个单位的点。您可以输入相对于UCS原点的绝对坐标值，或者输入基于上一个输入点的相对坐标值，如图1-4所示。1-3右手定则在三维坐标系中知道了X和Y轴的方向，根据右手定则就能确定Z轴的正方向。右手定则也决定三维空间中任一坐标轴的正旋转方向。三维绘图与实体造型图1-4三维笛卡尔坐标三维绘图与实体造型柱面坐标是在极坐标的基础上增加一个Z坐标构成的。2．柱面坐标1-5柱面坐标输入柱坐标与输入二维极坐标类似，但还需要输入从极坐标垂足到XY平面的距离。如图1-5A点的坐标为460，8三维绘图与实体造型图1-5绝对拄坐标系图1-6相对拄坐标系三维绘图与实体造型球面坐标是由空间点到坐标原点的距离（XYZ距离）、空间点在XY平面上的投影与坐标原点的连线和X轴的夹角、空间点与坐标原点的连线和XY面的夹角组成。3．球面坐标在三维空间中输入球面坐标与在二维空间中输入极坐标类似。指定点时，分别指定该点与当前UCS原点的距离，该点与坐标原点的连线在XY平面上的投影与X轴的角度，以及该点与坐标原点的连线与XY平面的角度。每项数据都用尖括号“”作分隔符。图1-7球面坐标返回本节如图1-7B点的坐标为66045它相对当前UCS原点的距离为6个单位，在XY平面上的投影与X轴的夹角为60度，与XY平面的夹角为45度。三维绘图与实体造型1.1.2UCS（用户坐标系）改变坐标原点和坐标轴的正向都会改变坐标系。建立用户坐标系的命令是UCS。1．命令的输入方法，下拉菜单：单击“工具｜新建UCS”。命令行：输入UCS并回车。2．命令行提示Command：UCS↙三维绘图与实体造型3．选项说明（1）New：创建新的UCS。（2）Move：移动坐标原点来创建新的UCS。（3）Orthographic：将UCS设置成正交方式。（4）Prev：返回前一种坐标系。（5）Restore：恢复已存储的UCS，并将其作为当前的UCS。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:m指定新原点或[Z向深度(Z)]0,0,0:三维绘图与实体造型（6）Save：保存当前UCS。（7）Del：从保存的UCS中删除指定的UCS。（8）Apply：将指定UCS应用于当前视区。（9）?：列出当前图形文件中所有已命名的UCS。（10）World：将当前坐标系设置为默认选项：世界坐标系（WCS）。对象确定坐标原点和X轴正向的方法点（Point）该点为新的坐标原点，X轴任意确定直线（Line）离拾取点最近的端点为坐标原点，X轴方向与直线方向相同圆（Circle）圆心为新原点，X轴通过拾取点圆弧（Arc）圆弧的圆心为新的坐标原点，X轴通过离拾取点最近的端点二维多段线（Polyline）多段线的起点为坐标原点，X轴的方向与多段线第一段线条的方向一致区域填充（Solid）区域填充的第一点为新UCS的原点，X轴位于初始两个点的连线上尺寸标注（Dimension）尺寸文本的中点为新UCS的坐标原点，尺寸标注UCS的X轴的方向为新UCS的X轴方向三维面（3DFace）创建三维面时确定的第一点为新UCS的坐标原点，第一点至第二点的方向为新UCS中X轴的方向，第一点至第四点的方向为新UCS中Y轴的方向返回本节表1.1根据对象确定坐标原点和X轴正向的方法三维绘图与实体造型1.1.3UCS管理器图1.8UCS管理器当图形文件中建立的UCS数目较多时，只利用UCS命令对其进行相关的操作就显得很不方便，为此，AutoCAD2002提供了一个管理UCS的工具：UCS管理器。如图1.8所示下拉菜单：单击“工具｜命名UCS”。三维绘图与实体造型UCS管理器使用：一．输入命令的方法下拉菜单：单击“工具｜命名UCS”。命令行：输入UCSman并回车。1．命名UCS选项卡显示已有的UCS和设置当前坐标系，图1.9所示。2．正交UCS选项卡用于将UCS设置成某一种正交形式，如图1.10所示。3．设置选项卡，如图1.11所示。图1.3UCS详细信息对话框图1.10正交UCS选项卡图1.11设置选项卡返回本节三维绘图与实体造型1.2线框模型1.2.1LINE（直线）1.2.23DPOLY（三维多义线）1.2.3SPLINE（样条曲线）1.2.4ELEV（标高设置）返回首页三维绘图与实体造型1.2.1LINE（直线）1．输入命令的方法下拉菜单：单击“绘图｜直线（Line）”。命令行：输入LINE并回车。2．命令行提示Command：LINE↙返回本节三维绘图与实体造型1.2.23DPOLY（三维多义线）1．输入命令的方法命令行：输入3DPOLY并回车。2．命令行提示Command：3DPOLY↙返回本节输入各点的方式与LINE方式相同。区别是3DPOLY所画的线框可以构成三维实体，用LINE所画的线框不可以构成三维实体。三维绘图与实体造型1.2.3SPLINE（样条曲线）1．输入命令的方法下拉菜单：单击“绘图｜样条曲线（S）”命令行：输入SPLINE并回车2．命令行提示Command：SPLINE↙返回本节用SPLINE所画的样条曲线可以构成三维实体。三维绘图与实体造型1.2.4ELEV（标高设置）ELEV命令用于设置新对象的拉伸厚度和标高特性。1．输入命令的方法下拉菜单：命令行：输入ELEV并回车2．命令行提示Command：ELEV↙返回本节指定新缺省标高当前值：指定距离或按ENTER键指定新的缺省厚度当前值：指定距离或按ENTER键三维绘图与实体造型厚度设置了二维对象被向上或向下拉伸后，与标高的距离。正值表示沿Z轴正方向拉伸，而负值表示沿Z轴负方向拉伸。ELEV只控制新对象，而不影响已经存在的对象。三维绘图与实体造型1.3表面模型1.3.13DFACE（创建三维面）1.3.23DMESH（三维多边形网格）1.3.33D（基本体表面）1.3.4REVSURF（回转曲面）1.3.5TABSURF（平移曲面）1.3.6RULESURF（直纹曲面）1.3.7EDGESURF（边界曲面）返回首页三维绘图与实体造型1.3.13DFACE（创建三维面）1．输入命令的方法下拉菜单：单击“绘图｜表面｜三维面”。2．通过命令行输入：Command：3DFACE↙返回本节3DFACE在三维空间中的任意位置创建一个三边或四边曲面。三维绘图与实体造型命令:_3dface指定第一点或[不可见(I)]:指定第二点或[不可见(I)]:指定第三点或[不可见(I)]退出:指定第四点或[不可见(I)]创建三侧面:指定第三点或[不可见(I)]退出:指定第四点或[不可见(I)]创建三侧面:3．选项说明AutoCAD重复提示输入第三点和第四点，直到按ENTER键为止。在这些重复提示中指定点5和点6。输入这些点后，按ENTER键结束。如上图所示。三维绘图与实体造型1.3.23DMESH（三维多边形网格）1．输入命令的方法下拉菜单：单击“绘图｜表面｜三维网格”。2．通过命令行输入：Command：3DMESH↙返回本节创建自由格式的多边形网格。三维绘图与实体造型输入M方向上的网格数量：输入2至256之间的值输入N方向上的网格数量：输入2至256之间的值AutoCAD用矩阵来定义多边形网格，其大小由M向和N向网格数决定。M×N等于必须指定的顶点数目。指定顶点的位置(0,0)：输入二维或三维坐标网格中每个顶点的位置由m和n（即顶点的行列坐标）定义。定义顶点首先从顶点(0,0)开始。在指定行m+1上的顶点之前，必须先提供行m上的每个顶点的坐标位置。顶点之间可以是任意距离。网格的M和N方向由它的顶点位置决定。三维绘图与实体造型1.3.33D（基本体表面）1．输入命令的方法下拉菜单：单击“绘图｜表面｜三维曲面…”。2．命令行提示Command：3D↙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)]：创建三维多边形网格对象。图1.12三维对象对话框返回本节3．选项说明3D命令沿常见几何图形（包括长方体、圆锥体、球体、圆环体、楔体和棱锥体）的外表面创建三维多边形网格。当用3D命令构造多边形网格对象时，最后得到的对象是可以隐藏、着色和渲染的表面。三维绘图与实体造型1.3.4REVSURF（回转曲面）创建围绕选定轴旋转而成的旋转曲面。REVSURF通过将路径曲线或剖面（直线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、闭合多段线、多边形、闭合样条曲线或圆环）绕选定的轴旋转构造一个近似于旋转曲面的多边形网格。“曲面”工具栏：菜单：绘图|表面|旋转曲面命令行：revsurf当前线框密度：SURFTAB1=当前值SURFTAB2=当前值选择要旋转的对象：选择一条直线、圆弧、圆或二维、三维多段线选择定义旋转轴的对象：选择一个直线或开放的二维、三维多段线三维绘图与实体造型在AutoCAD2000中，回转曲面是指通过一条轨迹线绕一根指定的轴旋转生成的空间曲面。绘制旋转曲面的命令是REVSURF，该命令可用来创建具有回转体表面的空间形体，如酒杯、茶壶、花瓶、灯罩等。图1.13所示的酒杯就是一个回转曲面。指定起点角度0：输入一个值或按ENTER键指定包含角(+=逆时针，-=顺时针)360：输入一个值或按ENTER键对SURFTAB1=当前值，SURFTAB2=当前值，可以直接输入这两个命令改变当前值的大小。注意：图1.13回转曲面返回本节绘制这根连续曲线，绕直线旋转即可得到一个旋转曲面。三维绘图与实体造型1.3.5TABSURF（平移曲面）指一条轨迹线或图形对象沿着一条指定方向矢量平移延伸而形成的三维曲面。绘制平移曲面的命令是TABSURF。1．输入命令的方法下拉菜单：绘图｜表面｜平移曲面命令行：输入TABSURF并回车2．命令行提示Command：TABSURF↙3．说明TABSURF构造一个多边形网格，此网格表示一个由路径曲线和方向矢量定义的平移曲面。沿方向矢量和路径曲线创建平移曲面。图1.14平移曲面返回本节创建此平面沿这条线指定的方向平移所创建的曲面，即可得到平移曲面三维绘图与实体造型1.3.6RULESURF（直纹曲面）直纹曲面是指由两条指定的直线或曲线为相对的两边而生成的一个三维曲面。绘制直纹曲面的命令是RULESURF。1．输入命令的方法下拉菜单：绘图｜表面｜直纹曲面2．命令行提示Command：RULESURF↙3．说明：RULESURF在两条曲线之间创建多边形网格，表示一个直纹曲面。图1.15直纹曲面返回本节三维绘图与实体造型1.3.7ED