4.1三維建模工作界面

用戶在標題欄左側(cè)的工作空間下拉列表框中選擇“三維建?！?，即可切換到“三維建模”工作空間，如圖4.1所示。圖4.1“三維建模”工作界面三維建模工作界面

“三維建?！苯缑妗俺Ｓ谩薄ⅰ皩嶓w”、“曲面”、“網(wǎng)格”、“渲染”、“參數(shù)化”等選項卡，每個選項卡下都包含了多種選項（圖4.2），每個選項都以圖標的形式呈現(xiàn)，便于用戶查找使用。圖4.2“常用”選項卡三維建模工作界面

如果用戶需要使用菜單欄，用戶可以點擊“工作空間”下拉框右側(cè)圖標，在下拉列表中勾選“顯示菜單欄”，即可顯示菜單欄，如圖4.3所示。圖4.3顯示菜單欄三維建模工作界面4.2三維模型分類

（1）線框模型

線框模型是實際上是利用線條來描述三維實體的輪廓。一般其主要組成包含點、直線、曲線等，線框模型最大的特點是其沒有表面，不具有面和體的特征。例如圖4.2所示。三維模型分類圖4.2線框模型

（2）表面模型表面模型是用面來描述三維物體如圖4.3所示。一般是在線框模型的基礎(chǔ)上，經(jīng)過進一步加工處理，不僅為三維對象的定義了邊界，而且定義了表面，使其具有面的特征，可以顯示出表面輪廓的同時，也可以顯示出表面的真實形狀。三維模型分類圖4.3表面模型

（3）實體模型

實體模型是三種模型中最高級的一種，可以認為是前兩種的升級版。實體模型同時兼顧前兩種模型的線和面的特征，同時還具有體的特征。如圖4.4所示。三維模型分類圖4.4

實體模型4.3三維坐標系

在三維坐標系中，除了可以使用直角坐標外，還可以使用柱面坐標、球面坐標來定義位置，三種坐標系的坐標表示形式如表4.1所示。三維坐標系表4.1坐標表示方法

（1）世界坐標系坐標系坐標表示形式三維直角坐標系絕對坐標X,Y,Z相對坐標@X,Y,Z柱面坐標系絕對坐標XY距離<角度,Z距離相對坐標@XY距離<角度,Z距離球面坐標系絕對坐標XYZ距離<XY平面內(nèi)投影角度<與XY平面夾角相對坐標@XYZ距離<XY平面內(nèi)投影角度<與XY平面夾角

用戶坐標系不同于世界坐標系，用戶可以根據(jù)自身需求設(shè)置坐標系。

1）建立用戶坐標系三維坐標系在繪制三維實體時，建立用戶坐標系方法如表4.2所示。（2）用戶坐標系表4.2建立用戶坐標系的方法序號執(zhí)行方式1定義新原點、新XY平面或Z軸。2設(shè)置當前UCS繞任意軸旋轉(zhuǎn)。3設(shè)置新的UCS與當前視圖方向?qū)R4設(shè)置UCS與已有的對象對齊5設(shè)置UCS與實體表面對齊

2）UCS對話框設(shè)置已有用戶坐標系三維坐標系●

命名選項卡（如圖4.6）列表框中顯示已有的UCS，利用“置為當前”按鈕，可將所選擇UCS設(shè)置為當前UCS坐標系。

圖4.6命名選項卡

2）UCS對話框設(shè)置已有用戶坐標系三維坐標系●

“UCS”對話框中的“正交UCS”選項卡，可將UCS設(shè)置為某一投影類型，如圖4.7。

圖4.7“正交UCS”選項卡

3）恢復(fù)世界坐標系三維坐標系●

“工具”菜單→“命名UCS”→打開“UCS”對話框→在“命名UCS”選項卡→“世界”選項→單擊“置為當前”按鈕，即可將當前坐標系恢復(fù)為世界坐標系（WCS）（圖4.8）。

圖4.8“命名UCS”法

3）恢復(fù)世界坐標系三維坐標系●

從“工具”菜單→選擇“新建UCS”子菜單→選擇“世界”選項，坐標系即恢復(fù)為世界坐標系（WCS）。

圖4.9“新建UCS”法4.4三維觀察

三維實體不同于二維圖形，它是立體模型，需要多角度觀察物體，為了滿足用戶觀察三維實體的需求，AutoCAD2014為用戶提供了一些三維觀察功能。三維觀察圖4.10三維視圖

（1）視點設(shè)置視點是用戶觀察圖形的視角。1）視圖模式●“視圖”菜單→“三維視圖”，在子級菜單中可選擇所需視圖模式，如圖4.10。

三維觀察圖4.11“視圖”選項卡1）視點模式●“視圖”選項卡中直接點擊下拉鍵，進行選擇，如圖4.11所示。

三維觀察圖4.12視點預(yù)設(shè)2）“視點預(yù)設(shè)”對話框設(shè)置●“視圖”菜單→三維視圖→視點預(yù)設(shè)或命令行中輸入DDVPIONT，如圖4.12。

三維觀察圖4.13“視點預(yù)設(shè)”對話框2）“視點預(yù)設(shè)”對話框設(shè)置●打開“視點預(yù)設(shè)”對話框，如圖4.13所示。

三維觀察圖4.14與X軸正方向的夾角2）“視點預(yù)設(shè)”對話框設(shè)置●設(shè)置觀察角度可以選取“絕對于WCS”或“相對于UCS”的方式，“自：X軸”表示視點與X軸正方向的夾角（圖4.14），“自：XY平面”表示視點與其在XY平面投影的夾角（圖4.15）。圖4.15與XY平面投影的夾角

三維觀察圖4.16視點3）羅盤確定視點●“視圖”菜單→三維視圖→視點或命令行中輸入VPIONT，圖4.16所示。

三維觀察圖4.17羅盤和三軸架

3）羅盤確定視點●打開“視點”命令后，繪圖區(qū)出現(xiàn)了羅盤和三軸架，如圖4.17所示。

三維觀察（2）動態(tài)觀察器AutoCAD2014為了方便用戶實時控制三維視圖，提供了具有交互控制功能的動態(tài)觀察器。圖4.18三維動態(tài)觀察器1）三維中的動態(tài)觀察分類●

受約束的動態(tài)觀察?！?/p>

自由動態(tài)觀察?！?/p>

連續(xù)動態(tài)觀察。2）打開命令方式●

“視圖”菜單→“動態(tài)觀察”子菜單→在子級菜單中選擇所需的動態(tài)觀察模式?！?/p>

“視圖”選下卡→“動態(tài)觀察”選項下拉鍵，如圖4.18所示?！?/p>

命令行中輸入“3DORBIT”。

三維觀察

表4.3視覺樣式（3）設(shè)置三維對象的視覺樣式使用“視圖”→“視覺樣式”命令中的子命令或“視覺樣式”工具欄來觀察對象。AutoCAD提供的視覺樣式如表4.3所示。4.5面域的創(chuàng)建與運算執(zhí)行“面域”命令有三種方法，如表4.4所示。

面域的外觀與平面圖形外觀相同，但面域是一個單獨對象。面域?qū)儆趯嶓w模型。面域與面域之間可以進行并、差、交等布爾運算，因此使用面域可創(chuàng)建邊界較為復(fù)雜的圖形。面域的創(chuàng)建與運算表4.4執(zhí)行“面域”

1．創(chuàng)建面域執(zhí)行“面域”命令有三種方法，如表4.4所示。序號執(zhí)行方式1選擇“繪圖”菜單→“面域”命令2單擊“繪圖”工具欄中→“面域”按鈕3輸入命令REGION(REG)面域的創(chuàng)建與運算圖4.23布爾運算

2．面域的布爾運算

布爾運算的對象只針對實體和共面的面域，對于普通的線條構(gòu)成的二維圖形對象無法使用布爾運算。1）執(zhí)行布爾運算的操作方法（1）使用“修改”→“實體編輯”子菜單中的相關(guān)命令，如圖4.23所示。（2）使用“建模”工具欄“并、交、差”圖標，可以對面域進行“并、交、差”布爾運算。面域的創(chuàng)建與運算圖4.24并集

2．面域的布爾運算2）并集（1）可以連續(xù)選擇要進行并集操作的面域。（2）按回車鍵確認選擇結(jié)束，此時面域合并為一個整體面域。如圖4.24所示，左圖是并集操作前的面域，包含一個矩形和一個圓，“并集”操作后成為右圖的一個完整的面域。面域的創(chuàng)建與運算圖4.25差集

2．面域的布爾運算3）差集（1）先選擇要保留的面域。（2）按回車鍵結(jié)束選擇。（3）選擇要減去的面域。（4）按下回車鍵，結(jié)束操作。如圖4.25所示，先選擇矩形面域，再選擇圓形面域，執(zhí)行“差集”后，圓形部分被減去。面域的創(chuàng)建與運算圖4.26交集

2．面域的布爾運算4）交集（1）選擇所有需要做交集的面域。（2）按回車鍵完成操作。如圖4.26所示，“交集”操作后只保留兩面域的交集部分。4.6二維平面生成三維實體

AutoCAD2014中用戶可以運用一些二維轉(zhuǎn)換命令，將已經(jīng)繪制好的二維圖形轉(zhuǎn)換生成三維實體模型。二維平面生成三維實體圖4.27拉伸效果圖

1）創(chuàng)建面域?qū)⒍S圖形創(chuàng)建為面域。2）執(zhí)行“拉伸”命令執(zhí)行“拉伸”命令來創(chuàng)建三維實體有三種方法：（1）選擇“繪圖”菜單→“建?！薄袄臁泵睢＃?）單擊“建?！惫ぞ邫诨颉叭S制作”面板中的“拉伸”按鈕，顯示屏外面的矩形面域拉伸5毫米，里面的矩形面域拉伸8毫米。如圖4.27顯示屏伸圖。（3）輸入命令EXTRUDE。1.拉伸通過“拉伸”將繪制的二維圖生成三維實體的操作步驟如下：二維平面生成三維實體圖4.28差集后顯示屏

對拉伸后的顯示屏做布爾運算，運用差集求得如圖4.28所示的顯示屏。二維平面生成三維實體圖4.29旋轉(zhuǎn)

可以“旋轉(zhuǎn)”閉合多段線和面域等成為三維立體模型，將一個閉合對象按照指定角度，繞X軸或Y軸旋轉(zhuǎn)即可生成實體，也可以繞指定的兩個點、直線或多段線旋轉(zhuǎn)對象。2.旋轉(zhuǎn)執(zhí)行“旋轉(zhuǎn)”命令來創(chuàng)建三維實體的方法如下所示：（1）選擇“繪圖”菜單→“建模”→“旋轉(zhuǎn)”命令（圖4.29a）。（2）實體選項卡中的“旋轉(zhuǎn)”命令按鈕，如圖4.29b所示。（3）“常用”選項中的“旋轉(zhuǎn)”命令按鈕，如圖4.29c所示。（4）命令行輸入REVOLVE。二維平面生成三維實體圖4.31“掃掠”

掃掠是指平面圖形沿著指定的路徑掃描后，形成的軌跡構(gòu)成了三維實體。操作過程中，以路徑為主體。3.掃掠執(zhí)行方式以下幾種：（1）“繪圖”菜單下→“建?！薄皰呗印?，如圖4.31a所示。（2）“常用”選項卡下選擇“掃掠”，如圖4.31b所示。（3）“實體”選項卡下“掃掠”，如圖4.31c所示。（4）命令行中輸入sweep命令。二維平面生成三維實體

放樣是指定平面圖形形狀，并按照指定的導向線形成實體的過程。4.放樣二維圖形繪制三維實體執(zhí)行命令方式：（1）“繪圖”菜單下→“建?！薄胺艠印薄＃?）工具欄“建?！薄胺艠印?。（3）命令行中輸入loft命令。圖4.32

放樣二維平面生成三維實體【實例】按圖4.33a繪制三個橢圓形，對圖形進行“放樣”構(gòu)成三維實體。（1）“橢圓”命令繪制三個橢圓。（2）“面域”命令將三個橢圓創(chuàng)建為面域。（3）“三維移動”命令將三個面域分別沿Z軸移動，調(diào)整為不同的高度，如圖4.33b所示。（4）“放樣”命令，實現(xiàn)三維實體，如圖4.33c所示。4.放樣二維圖形繪制三維實體4.7基本三維實體模型

AutoCAD為用戶提供了如多段體、長方體、楔形體、圓錐體、球體、圓柱體、圓環(huán)體、棱錐體等簡單的三維實體模型命令，用戶可以方便的調(diào)用些命令來完成三維實體模型的創(chuàng)建?；救S實體模型多段體可以看作是帶矩形輪廓的三維實體，包含曲線線段，默認情況下是矩形輪廓。執(zhí)行“繪制多段體”的命令有三種方法：（1）“繪圖”→“建模”→“多段體”。（2）“實體”選項卡中“多段體”的按鈕。（3）命令行中執(zhí)行POLYSOLID命令，如圖4.34所示。1.繪制多段體圖4.34啟動“繪制多段體”的命令

基本三維實體模型【實例4.4】繪制多段體，依次執(zhí)行如下操作：命令：POLYSOLID指定高度：100指定寬度：10指定起點：鼠標在屏幕上指定繪制水平直線a長度：80繪制垂直于a的直線b長度：80繪制垂直于b的直線c長度:80動態(tài)觀察后，繪制的多段體如圖4.35所示。1.繪制多段體圖4.35多段體

AutoCAD為用戶提供了如多段體、長方體、楔形體、圓錐體、球體、圓柱體、圓環(huán)體、棱錐體等簡單的三維實體模型命令，用戶可以方便的調(diào)用些命令來完成三維實體模型的創(chuàng)建?；救S實體模型執(zhí)行繪制“長方體”的命令有如下三種方法。（1）“繪圖”→“建?！薄伴L方體”（圖4.36）。（2）“建?！惫ぞ邫谥小伴L方體”的按鈕。（3）命令行中輸入BOX。2.繪制長方體長方體是三維實體中最基本的實體模型之一，應(yīng)用廣泛。圖4.36長方體基本三維實體模型【實例4.5】如圖4.37所示示波器面板。命令：BOX指定第一個角點或[中心（C）]：0，0，0指定其他角點或[立方體（C）/長度(L)]：L指定長度：320指定寬度：130指定高度：102.繪制長方體圖4.37示波器面板

基本三維實體模型執(zhí)行繪制“楔體”的命令有三種方法：（1）“繪圖”→“建?！薄靶w”，如圖4.38所示。（2）單擊“建?！惫ぞ邫谥小靶w”的按鈕。（3）輸入命令WEDGE。3.創(chuàng)建楔體圖4.38楔體基本三維實體模型【實例4.6】繪制楔體實體模型，如圖4.39所示。命令：WEDGE指定第一個角點或[中心（C）]：（鼠標指定）指定其他的角點或[長方體（C）長度（L）]：80,60指定高度：303.創(chuàng)建楔體圖4.39

楔體實體模型

基本三維實體模型執(zhí)行繪制“圓柱體”的命令有三種方法：（1）“繪圖”→“建?！薄皥A柱體”。（2）“建?！惫ぞ邫谥小皥A柱體”的按鈕，如圖4.40所示。（3）命令行輸入CYLINDER命令。4.創(chuàng)建圓柱體圖4.40圓柱體基本三維實體模型【實例4.7】如圖4.41所示調(diào)節(jié)旋鈕。命令：CYLINDER指定底面圓心（鼠標指定）指定底面半徑：10指定高度：104.創(chuàng)建圓柱體圖4.41調(diào)節(jié)旋鈕

基本三維實體模型執(zhí)行“繪制圓柱體”的命令有三種方法：（1）“繪圖”→“建模”→“圓錐體”，如圖4.42所示。（2）單擊“建?！惫ぞ邫谥小皥A錐體”的按鈕。（3）命令行輸入CONE命令。5.創(chuàng)建圓錐體圖4.42圓錐體基本三維實體模型【實例4.8】繪制圓錐體，如圖4.43所示。命令：CONE指定底面的中心點（鼠標指定）指定底面半徑或[直徑（D）]：10指定高度：105.創(chuàng)建圓錐體圖4.43圓錐體模型

基本三維實體模型執(zhí)行“繪制球體”的命令有三種方法：（1）“繪圖”→“建?！薄扒蝮w”。（2）單擊“建?！惫ぞ邫谥小扒蝮w”的按鈕，如圖4.44所示。（3）命令行輸入SPHERE命令。6.創(chuàng)建球體圖4.44球體基本三維實體模型【實例4.9】如圖4.45所示指示燈。命令：SPHERE指定球心：（鼠標指定）指定球半徑：2.56.創(chuàng)建球體圖4.45指示燈

基本三維實體模型執(zhí)行繪制“圓環(huán)體”的命令有三種方法：（1）“繪圖”→“建模”→“圓環(huán)體”，如圖4.46所示。（2）單擊“建?！惫ぞ邫谥小皥A環(huán)體”的按鈕。（3）命令行輸入TORUS命令。7.創(chuàng)建圓環(huán)體圖4.46圓環(huán)體基本三維實體模型【實例4.10】如圖4.47所示圓環(huán)體。命令：TORUS指定中心點[三點（3P）兩點（2P）切點、切點、半徑（T）]：（鼠標指定）指定半徑或[直徑（D）]：10指定圓管半徑或[兩點（2P）直徑（D）]：27.創(chuàng)建圓環(huán)體圖4.47圓環(huán)體模型4.8三維實體的編輯三維實體的編輯1）執(zhí)行“三維旋轉(zhuǎn)”命令的方法（1）“修改”菜單→“三維操作”→“三維旋轉(zhuǎn)”命令。（2）單擊“實體編輯”工具欄中的“三維旋轉(zhuǎn)”按鈕。（3）“常用”選項卡下→“修改”選項→“三維旋轉(zhuǎn)”按鈕。（4）輸入命令3DROTATE或ROTATE3D。2）旋轉(zhuǎn)三維實體的操作步驟（1）出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)夾點后，指定基點，如圖4.48所示。1.旋轉(zhuǎn)三維實體圖4.48旋轉(zhuǎn)夾點

三維實體的編輯（2）光標懸停在旋轉(zhuǎn)夾點上，直到光標變?yōu)辄S色（圖4.49），移動光標時出現(xiàn)紅色（或綠色或藍色）的長軸線，此時單擊鼠標左鍵，即確認該軸為旋轉(zhuǎn)軸。圖4.49選擇旋轉(zhuǎn)軸

用戶可以通過“三維移動”，實現(xiàn)三維實體在三維空間中的移動。將對象沿指定方向移動指定的距離，執(zhí)行“三維移動”命令時，首先需要指定一個基點，然后指定第二點即可移動三維對象。三維實體的編輯1）執(zhí)行“三維移動”命令方法有：（1）“修改”菜單→“三維操作”→“三維移動”命令。（2）單擊“實體編輯”工具欄中的“三維移動”按鈕。（3）“常用”選項卡下→“修改”選項→“三維移動”按鈕。（4）命令行輸入3DMOVE命令。2）移動三維實體的操作步驟：（1）出現(xiàn)移動夾點后，指定基點，如圖4.50所示。2．移動三維實體圖4.50移動夾點

三維實體的編輯（2）光標懸停在移動坐標上，直到光標變?yōu)辄S色（圖4.51），移動光標時出現(xiàn)紅色（或綠色或藍色）的長軸線，此時單擊鼠標左鍵，即確認該軸為移動方向。圖4.51三維移動

3．三維實體圓角

使用“圓角”命令，可以使三維實體指定處的尖拐角變?yōu)閳A角。

對顯示屏做圓角命令，圓角半徑設(shè)置為5毫米。結(jié)果如圖4.52所示。三維實體的編輯圖4.52圓角實例

4．三維對齊

使用“三維對齊”命令，可以使當前對象與其他對象對齊。在對齊三維對象時，則需要指定3對對齊點如圖4.53所示。

執(zhí)行“對齊”命令有二種方法：

（1）選擇“修改”→“三維操作”→“對齊”菜單命令。

（2）輸入命令A(yù)LIGN（AL）。三維實體的編輯

5.三維陣列在大圓柱體上繪制長1.5毫米、寬1.5毫米、高10毫米的長方體，如圖4.54a所示。執(zhí)行“三維陣列”的方法：（1）“修改”菜單→“三維操作”→“三維陣列”。（2）命令行中輸入3DARRAY。三維陣列后，調(diào)節(jié)旋鈕如圖4.54b所示。三維實體的編輯4.9利用布爾運算

創(chuàng)建復(fù)雜實體模型利用布爾運算創(chuàng)建復(fù)雜實體模型1.并集運算

通過并集繪制組合體，首先需要創(chuàng)建基本實體，然后再通過基本實體的并集產(chǎn)生新的組合體。小圓柱體尺寸（底面半徑5毫米，高5毫米），大圓柱體（底面半徑10毫米，高10毫米）。圖4.55并集后成為一個整體。AutoCAD中可以通過對三維實體模型進行布爾運算，實現(xiàn)挖孔、開槽等操作，從而創(chuàng)建出形狀復(fù)雜的三維實體。圖4.55并集后旋鈕

利用布爾運算創(chuàng)建復(fù)雜實體模型2.差集運算和并集相類似，也可以通過差集創(chuàng)建組合面域或?qū)嶓w。通常用來繪制帶有槽、孔等結(jié)構(gòu)的組合實體。給完成三維陣列操作的調(diào)節(jié)旋鈕（圖4.56a）做差集運算，得到如圖4.56b所示。利用布爾運算創(chuàng)建復(fù)雜實體模型3.交集與并集和差集一樣，可以通過交集產(chǎn)生多個面域或?qū)嶓w相交的部分。如圖4.57a所示，里面圓柱體底面半徑5毫米，高15毫米；外面圓柱體底面半徑10毫米，高10毫米，兩個圓柱體進行交集運算后，如圖4.57b所示將只保留相交部分，底面半徑是5毫米，高10毫米的圓柱體。4.10渲染渲

染1.光源1）命令執(zhí)行方式（1）命令行輸入LIGHT。（2）“視圖”菜單→渲染→光源，如圖4.58所示。（3）“渲染”工具欄→光源，如圖4.59所示。三維實體輸出圖紙前需要進行“渲染”增強圖紙效果，也就是對圖形對象進行顏色、材質(zhì)、燈光、背景等操作。圖4.58“光源”菜單

圖4.59“渲染”工具欄中的“光源”

渲

染2）輸入光源類型（1）“點光源”用于創(chuàng)建點光源，首先需指定源位置，然后設(shè)置選項。各選項說明如表4.5所示。

（2）創(chuàng)建聚光燈，其選項與“點光源”選項基本相同，兩項除外。

（3）創(chuàng)建平行光，各選項與點光源和聚光燈類似。序號選項用途備注1名稱（N）指定光源名稱可以使用大寫字母、小寫字母、數(shù)字、空格、連字符(-)和下劃線(__)。最大長度為256個字符2強度因子（I）設(shè)置光源的強度和亮度取值范圍為0.00到系統(tǒng)支持的最大值。3狀態(tài)（S）打開和關(guān)閉光源沒有啟用光源時，此設(shè)置無影響。4陰影（W）光源投影關(guān)：關(guān)閉光源的陰影顯示和計算已映射柔和：顯示柔和邊界的真實投影已采樣柔和：真是投影和擴展光源較柔和的陰影5衰減（A）設(shè)置系統(tǒng)的衰減特性衰減類型：控制光線隨距離增加而衰減衰減起始界限：指定一個點，光線的亮度相對于光源中心的衰減于該點開始。默認值為0。衰減結(jié)束界限：指定一個點，光線的亮度相對于光源中心的衰減于該點結(jié)束。6過濾顏色控制光源的顏色顏色設(shè)置表4.5“點光源”選項說明

渲

染3）光源列表執(zhí)行方式如下：（1）命令行輸入：LIGHTLIST。（2）“視圖”菜單→渲染→光源→光源列表。（3）“渲染”工具欄→光源→光源列表。以上三種方式均可打開光源列表，如圖4.60所示。圖4.60光源列表渲

染4）陽光特性執(zhí)行方式如下：（1）命令行輸入：SUNPROPERTIES。（2）“視圖”菜單→渲染→光源→陽光特性，如圖4.61所示。圖4.61陽光特性渲

染2.渲染環(huán)境“渲染環(huán)境”的執(zhí)行方式有如下三種：（1）命令行輸入RENDERENVIRONMENT。（2）“視圖”菜單→渲染→渲染環(huán)境，如圖4.62所