第10章绘制三维图形

中文版AutoCAD2009基础教程第10章绘制三维图形目前，三维图形的绘制广泛应用在工程设计和绘图过程中。使用AutoCAD可以通过3种方式来创建三维图形，即线架模型方式、曲面模型方式和实体模型方式。线架模型方式为一种轮廓模型，它由三维的直线和曲线组成，没有面和体的特征。曲面模型用面描述三维对象，它不仅定义了三维对象的边界，而且还定义了表面，即具有面的特征。实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有体的特征，各实体对象间可以进行各种布尔运算操作，从而创建复杂的三维实体图形。中文版AutoCAD2009基础教程10.1三维绘图基础在AutoCAD中，要创建和观察三维图形，就一定要使用三维坐标系和三维坐标。因此，了解并掌握三维坐标系，树立正确的空间观念，是学习三维图形绘制的基础。了解三维绘图的基本术语建立用户坐标系设立视图观测点中文版AutoCAD2009基础教程10.1.1了解三维绘图的基本术语三维实体模型需要在三维实体坐标系下进行描述，在三维坐标系下，可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点。此外，在绘制三维图形时，还可使用柱坐标和球坐标来定义点。在创建三维实体模型前，应先对三维绘图的一些基本术语有所了解。中文版AutoCAD2009基础教程10.1.2建立用户坐标系前面章节已经详细介绍了平面坐标系的使用方法，其所有变换和使用方法同样适用于三维坐标系。例如，在三维坐标系下，同样可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点。此外，在绘制三维图形时，还可使用柱坐标和球坐标来定义点。中文版AutoCAD2009基础教程10.1.3设立视图观测点视点是指观察图形的方向。例如，绘制三维物体时，如果使用平面坐标系即Z轴垂直于屏幕，此时仅能看到物体在XY平面上的投影。如果调整视点至当前坐标系的左上方，将看到一个三维物体。中文版AutoCAD2009基础教程10.2绘制三维点和线在AutoCAD中，用户可以使用点、直线、样条曲线、三维多段线及三维螺旋线等命令绘制简单的三维图形。绘制三维点绘制三维直线和样条曲线绘制三维多段线绘制三维弹簧中文版AutoCAD2009基础教程10.2.1绘制三维点单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“点”|“单点”命令，然后在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三维点。由于三维图形对象上的一些特殊点，如交点、中点等不能通过输入坐标的方法来实现，可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。中文版AutoCAD2009基础教程10.2.2绘制三维直线和样条曲线在三维坐标系下，单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“样条曲线”命令，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“绘图”面板中单击“样条曲线”按钮，都可以绘制复杂3D样条曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点。中文版AutoCAD2009基础教程10.2.3绘制三维多段线二维坐标系下，在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“绘图”面板中单击“多段线”按钮，可以绘制多段线，此时可以设置各段线条的宽度和厚度，但它们必须共面。三维坐标系下，多段线的绘制过程和二维多段线基本相同，但其使用的命令不同，并且在三维多段线中只有直线段，没有圆弧段。单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“三维多段线”命令(3DPOLY)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“绘图”面板中单击“多段线”按钮，此时命令行提示依次输入不同的三维空间点，以得到一个三维多段线。例如，经过点(40,0,0)、(0,0,0)、(0,60,0)和(0,60,30)绘制的三维多段线如图所示。中文版AutoCAD2009基础教程10.2.4绘制三维弹簧单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“螺旋”命令，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“绘图”面板中单击“螺旋”按钮，都可以绘制三维弹簧。当分别指定了弹簧底面的中心点、底面半径(或直径)和顶面半径(或直径)后，命令行显示如下提示：指定螺旋高度或[轴端点(A)/圈数(T)/圈高(H)/扭曲(W)]1.0000:中文版AutoCAD2009基础教程10.3绘制三维网格在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击相关按钮，或单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”中的命令，可以绘制三维网格。中文版AutoCAD2009基础教程10.3.1绘制三维面与多边三维面单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“三维面”命令(3DFACE)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“三维面”按钮，都可以绘制三维面。三维面是三维空间的表面，它没有厚度，也没有质量属性。由“三维面”命令创建的每个面的各顶点可以有不同的Z坐标，但构成各个面的顶点最多不能超过4个。如果构成面的4个顶点共面，消隐命令认为该面是不透明的可以消隐。反之，消隐命令对其无效。中文版AutoCAD2009基础教程10.3.2控制三维面的边的可见性在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“边”按钮，或单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“边”命令(EDGE)，可以修改三维面的边的可见性。执行该命令时，命令行显示如下提示信息：指定要切换可见性的三维表面的边或[显示(D)]:中文版AutoCAD2009基础教程10.3.3绘制三维网格单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“三维网格”命令(3DMESH)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“三维网格”按钮，都可以根据指定的M行N列个顶点和每一顶点的位置生成三维空间多边形网格。M和N的最小值为2，表明定义多边形网格至少要4个点，其最大值为256。中文版AutoCAD2009基础教程10.3.4绘制旋转网格单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“旋转网格”命令(REVSURF)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“旋转曲面”按钮，都可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度，形成旋转网格。例如，当系统变量SURFTAB1=40、SURFTAB2=30时，将左图的样条曲线绕直线旋转360°后，将得到右图所示的效果。其中，旋转方向的分段数由系统变量SURFTAB1确定，旋转轴方向的分段数由系统变量SURFTAB2确定。中文版AutoCAD2009基础教程10.3.5绘制平移网格单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“平移网格”命令(RULESURF)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“平移曲面”按钮，都可以将路径曲线沿方向矢量进行平移后构成平移曲面。这时可在命令行的“选择用作轮廓曲线的对象:”提示下选择曲线对象，在“选择用作方向矢量的对象:”提示信息下选择方向矢量。当确定了拾取点后，系统将向方向矢量对象上远离拾取点的端点方向创建平移曲面。平移曲面的分段数由系统变量SURFTAB1确定。中文版AutoCAD2009基础教程10.3.6绘制直纹网格单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“直纹网格”命令(RULESURF)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“直纹曲面”按钮可以在两条曲线之间用直线连接从而形成直纹网格。这时可在命令行的“选择第一条定义曲线:”提示信息下选择第一条曲线，在命令行的“选择第二条定义曲线:”提示信息下选择第二条曲线。中文版AutoCAD2009基础教程10.3.7绘制边界网格单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“边界网格”命令(EDGESURF)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“边界曲面”按钮，可以使用4条首尾连接的边创建三维多边形网格。这时可在命令行的“选择用作曲面边界的对象1:”提示信息下选择第一条曲线，在命令行的“选择用作曲面边界的对象2:”提示信息下选择第二条曲线，在命令行的“选择用作曲面边界的对象3:”提示信息下选择第三条曲线，在命令行的“选择用作曲面边界的对象4:”提示信息下选择第四条曲线。中文版AutoCAD2009基础教程10.4绘制基本实体在AutoCAD中，最基本的实体对象包括多段体、长方体、楔体、圆锥体、球体、圆柱体、圆环体及棱锥面，可以在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击相应的按钮，或单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”子命令来创建。中文版AutoCAD2009基础教程10.4.1绘制多段体在AutoCAD2009中，单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“多段体”命令(POLYSOLID)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“多段体”按钮，可以创建多段体或将对象转换为多段体。绘制多段体时，命令行显示如下提示信息：指定起点或[对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J)]对象:中文版AutoCAD2009基础教程10.4.2绘制长方体与楔体单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“长方体”命令(BOX)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“长方体”按钮，都可以绘制长方体，此时命令行显示如下提示：指定第一个角点或[中心(C)]:中文版AutoCAD2009基础教程10.4.3绘制圆柱体与圆锥体单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“圆柱体”命令(CYLINDER)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“圆柱体”按钮，都可以绘制圆柱体或椭圆柱体。中文版AutoCAD2009基础教程10.4.4绘制球体与圆环体单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“球体”命令(SPHERE)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“球体”按钮，都可以绘制球体。这时只需要在命令行的“指定中心点或[三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]:”提示信息下指定球体的球心位置，在命令行的“指定半径或[直径(D)]:”提示信息下指定球体的半径或直径即可。中文版AutoCAD2009基础教程10.4.5绘制棱锥面单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“棱锥面”命令(PYRAMID)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“棱锥体”按钮，都可绘制棱锥面。中文版AutoCAD2009基础教程10.5通过二维图形创建实体在AutoCAD中，通过拉伸二维轮廓曲线或者将二维曲线沿指定轴旋转，可以创建出三维实体。将二维图形拉伸成实体将二维图形旋转成实体将二维图形扫掠成实体将二维图形放样成实体根据标高和厚度绘制三维图形中文版AutoCAD2009基础教程10.5.1将二维图形拉伸成实体在AutoCAD中，单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“拉伸”命令(EXTRUDE)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“拉伸”按钮，都可以将2D对象沿Z轴或某个方向拉伸成实体。拉伸对象被称为断面，可以是任何2D封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域，多段线对象的顶点数不能超过500个且不小于3个。中文版AutoCAD2009基础教程10.5.2将二维图形旋转成实体在AutoCAD中，可以单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“旋转”命令(REVOLVE)，或在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡，在“三维建模”面板中单击“旋转”按钮，都可以将二维对象绕某一轴旋转生成实体。用于旋转的二维对象可以是封闭多段线