第15章計(jì)算機(jī)三維繪圖15.1

AutoCAD三維繪圖基礎(chǔ)

15.2

AutoCAD的實(shí)體建模技術(shù)

15.3

AutoCAD的明暗與渲染處理技術(shù)

15.1

AutoCAD三維繪圖基礎(chǔ)

一、三維坐標(biāo)系與三維點(diǎn)的輸入

1.用絕對(duì)坐標(biāo)輸入

(1)直角坐標(biāo)形式：直角坐標(biāo)用點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)表示，中間用逗號(hào)分開。輸入格式為“x，y，z”。

(2)柱面坐標(biāo)形式：柱面坐標(biāo)用三個(gè)參數(shù)表示，即空間點(diǎn)與原點(diǎn)的連線在XY面的投影長(zhǎng)度a、空間點(diǎn)與原點(diǎn)的連線在XY面內(nèi)的投影與X軸正方向的夾角q、空間點(diǎn)的z坐標(biāo)

值。其輸入格式為“a＜q，z”。

(3)球面坐標(biāo)形式：球面坐標(biāo)也用三個(gè)參數(shù)表示，即空間點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離S、空間點(diǎn)與原點(diǎn)的連線在XY面內(nèi)的投影與X軸正方向的夾角q、空間點(diǎn)與原點(diǎn)連線與XY面的夾角b。其輸入格式為“S＜q＜b”。

2.用相對(duì)坐標(biāo)輸入

上面介紹的直角坐標(biāo)、柱面坐標(biāo)和球面坐標(biāo)都有相對(duì)坐標(biāo)形式，其輸入格式是在相應(yīng)絕對(duì)坐標(biāo)輸入格式前加符號(hào)“@”。

3.用點(diǎn)過濾符輸入

點(diǎn)過濾符輸入方法是將三維點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)分兩次輸入，如先輸入點(diǎn)的x、y坐標(biāo)，然后再輸入z坐標(biāo)，若z≠0，就構(gòu)造一個(gè)三維點(diǎn)，用這種方法建立完整三維點(diǎn)的過程稱為

“X／Y／Z點(diǎn)過濾”。點(diǎn)的過濾輸入法在系統(tǒng)要求輸入三維點(diǎn)的任何地方均可使用。

過濾符的形式為“.坐標(biāo)符”，即“.x”、“.y”、“.z”、“.xy”、“.xz”、“.yz”，其分別表示要輸入相應(yīng)的一個(gè)或兩個(gè)坐標(biāo)。例如，在系統(tǒng)要求輸入三維點(diǎn)時(shí)先輸入“.xy”，系統(tǒng)給出“于”提示，等待用戶輸入x及y坐標(biāo)，輸入后系統(tǒng)提示“(需要z)”，再輸入z坐標(biāo)。過濾符通常與對(duì)象捕捉配合使用，系統(tǒng)會(huì)從捕捉到的點(diǎn)中過濾出一個(gè)坐標(biāo)或兩個(gè)坐標(biāo)。

二、用戶坐標(biāo)系UCS

通常在AutoCAD中繪制的二維圖形都是建立在世界坐標(biāo)系(WorldCoordinateSystem，簡(jiǎn)稱WCS)之上，該坐標(biāo)系恒定不變。使用世界坐標(biāo)系，圖形的生成和修改都是在單一、固定的坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行，對(duì)于二維繪圖已經(jīng)足夠。但在固定不變的世界坐標(biāo)系中繪制三維圖形時(shí)，會(huì)給用戶帶來很大的不便。為方便繪制三維圖形，AutoCAD允許用戶創(chuàng)建自己的坐標(biāo)系，即用戶坐標(biāo)系(UserCoordinateSystem，簡(jiǎn)稱UCS)。利用UCS，用戶可以方便地繪制各種三維對(duì)象。使用UCS命令可以建立數(shù)量不限的用戶坐標(biāo)系。從一個(gè)用戶坐標(biāo)系變換到另一個(gè)用戶坐標(biāo)系時(shí)，在每一個(gè)視區(qū)，AutoCAD都設(shè)計(jì)一個(gè)坐標(biāo)系圖標(biāo)用以觀察用戶坐標(biāo)系軸的

方位、當(dāng)前用戶坐標(biāo)系的原點(diǎn)在何位置等信息。通過此坐標(biāo)系圖標(biāo)，用戶可以區(qū)分世界坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系。如果當(dāng)前坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系，則坐標(biāo)系原點(diǎn)處有一個(gè)位于XY面上

的方框(□)；如果當(dāng)前坐標(biāo)系為用戶坐標(biāo)系，則坐標(biāo)系原點(diǎn)處有一個(gè)位于XY面上的加號(hào)(+)?？刂谱鴺?biāo)系圖標(biāo)的可見性及顯示位置的命令為UCSICON(用戶坐標(biāo)系圖標(biāo))命令，用其“OR”(原點(diǎn))和“ON”(顯示)選項(xiàng)可使UCS圖標(biāo)顯示在當(dāng)前坐標(biāo)系的原點(diǎn)，以便作圖。

UCS命令用來建立用戶坐標(biāo)系，命令操作為

命令：UCS↙

當(dāng)前

UCS名稱：×××

指定UCS的原點(diǎn)或［面(F)/命名(NA)/對(duì)象(OB)/上一個(gè)(P)/視圖(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z軸(ZA)］<世界>：

下面介紹幾個(gè)常用選項(xiàng)的用法。

(1)輸入點(diǎn)，則該點(diǎn)為新建UCS的原點(diǎn)，新建UCS的X、Y和Z軸的方向與當(dāng)前UCS的坐標(biāo)軸方向相同。這是一點(diǎn)方式建立UCS。系統(tǒng)提示：

指定X軸上的點(diǎn)或<接受>：

①按回車鍵，表示接受一點(diǎn)方式建立的UCS。②輸入點(diǎn)，新建的UCS的X軸正方向通過該點(diǎn)，Y軸和當(dāng)前UCS的XY平面平行，Z軸正方向由X軸正方向和Y軸正方向按右手法則確定。這是兩點(diǎn)方式建立UCS。系統(tǒng)接著提示：

指定XY面上的點(diǎn)或<接受>：

①按回車鍵，表示接受兩點(diǎn)方式建立的UCS。

②輸入點(diǎn)，表示使用三點(diǎn)方式建立UCS，第一點(diǎn)為新建UCS的原點(diǎn)，第二點(diǎn)為其X軸正方向上的點(diǎn)，第三點(diǎn)為其XY平面上的點(diǎn)，此三點(diǎn)決定了XY平面，該XY平面的外法

矢量方向即為Z軸正方向，Y軸正方向由Z軸正方向和X軸正方向按右手法則確定。

(2)輸入“F”，將新建的UCS的XY平面與三維物體上的面對(duì)齊。系統(tǒng)提示：

選擇實(shí)體對(duì)象的面：(通過鼠標(biāo)左鍵單擊面的邊界內(nèi)部或面的邊來選擇面)

選取物體面以后，系統(tǒng)建立一個(gè)UCS，該UCS的坐標(biāo)原點(diǎn)為所選物體面上離拾取點(diǎn)最近的頂點(diǎn)，X軸正方向與選定面上離拾取點(diǎn)最靠近的邊對(duì)齊，Z軸正方向?yàn)樗x物體面的外法矢量方向，Y軸正方向由Z軸正方向和X軸正方向按右手法則確定。系統(tǒng)接著提示：

輸入選項(xiàng)［下一個(gè)(N)/X軸反向(X)/Y軸反向(Y)］<接受>：①按回車鍵，表示接受建立的UCS。

②輸入“N”，將UCS定位于選取時(shí)所鄰接的面。

③輸入“X”，將UCS繞X軸旋轉(zhuǎn)180°。

④輸入“Y”，將UCS繞Y軸旋轉(zhuǎn)180°。

(3)輸入“X”，或“Y”，或“Z”，將原UCS繞X(或Y，或Z)軸旋轉(zhuǎn)指定的角度，得到新的UCS。

(4)輸入“ZA”，通過確定新坐標(biāo)系原點(diǎn)和Z軸正方向上的一點(diǎn)創(chuàng)建新的UCS，其原理同上述的兩點(diǎn)方式建立UCS，只不過新UCS的X軸和當(dāng)前UCS的XY平面平行。

(5)輸入“NA”，按名稱保存或恢復(fù)UCS。系統(tǒng)提示：

輸入選項(xiàng)［恢復(fù)(R)/保存(S)/刪除(D)/?］：

①輸入“S”，把當(dāng)前UCS按指定名稱保存。

②輸入“R”，恢復(fù)已保存的UCS，使它成為當(dāng)前UCS。

③輸入“D”，從已保存的UCS列表中刪除指定的UCS。

④輸入“？”，列出每個(gè)UCS的名稱，原點(diǎn)(相對(duì)于世界坐標(biāo)系WCS)及X軸、Y軸和Z軸方向的單位矢量。

(6)輸入“P”，恢復(fù)上一個(gè)UCS。

(7)輸入“W”或按回車鍵，將當(dāng)前UCS設(shè)置為世界坐標(biāo)系WCS。

［例15-1］用三點(diǎn)方式定義一個(gè)UCS(見圖15-1)。圖15-1三點(diǎn)方式定義的UCS

解命令操作如下：

命令：UCS↙

指定UCS的原點(diǎn)或［面(F)/…/X/Y/Z/Z軸(ZA)］<世界>：END↙

于

(光標(biāo)移至A處)↙

指定X軸上的點(diǎn)或<接受>：END↙

于(光標(biāo)移至B處)↙

指定XY面上的點(diǎn)或<接受>：END↙

于

(光標(biāo)移至C處)↙

命名并存儲(chǔ)新建的UCS，操作為

命令：UCS↙NA↙S↙UP↙

(UCS的名字取為UP)

三、模型觀察與生成視圖

模型觀察的目的一是檢查建模的正確性，二是讓模型處在較好的觀察位置以便于建模，三是便于生成視圖(如帶消隱的線框圖、明暗效果圖、渲染圖等)。模型觀察是在平行投影或透視投影模式下進(jìn)行的，模型觀察和生成視圖是密不可分的。

模型觀察和生成視圖的命令有：VPOINT命令(視點(diǎn)命令，產(chǎn)生平行投影視圖)、DVIEW命令(動(dòng)態(tài)視圖命令，使用相機(jī)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)產(chǎn)生平行投影視圖或透視圖)、3DORBIT命令(三維動(dòng)態(tài)觀察器命令，通過翻轉(zhuǎn)方式可全方位實(shí)時(shí)觀察模型，有平行投影模式和透視投影模式)、NAVSWHEEL命令(視圖控制盤命令，控制盤(SteeringWheels)是用于追蹤懸停在繪圖區(qū)上光標(biāo)的一種盤狀分布菜單，鼠標(biāo)左鍵單擊控制盤上的菜單按鈕不放，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)觀察、實(shí)時(shí)縮放與平移、環(huán)視、漫游、回放等功能)、視圖立方(ViewCube)導(dǎo)航工具、HIDE命令(生成不顯示隱藏線即不可見輪廓線的三維線框模型)等。

這里介紹控制模型視圖顯示的幾個(gè)系統(tǒng)變量，方便且功能較強(qiáng)的視圖立方導(dǎo)航工具和與其相關(guān)的VSCURRENT命令。

1.與模型視圖顯示有關(guān)的系統(tǒng)變量

(1)ISOLINES變量。此系統(tǒng)變量用于確定實(shí)體模型的輪廓線數(shù)量，有效范圍是0～2047，默認(rèn)值是4，即ISOLINES＝4。ISOLINES的值越大顯示的效果就越好，但運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)。如果要更改系統(tǒng)變量ISOLINES的值，則在更改后需要用REGEN命令重新生成圖形后，才能看到相應(yīng)的顯示效果。點(diǎn)擊菜單欄“工具”→“選項(xiàng)”，出現(xiàn)“選項(xiàng)”對(duì)話框，其“顯示”選項(xiàng)卡下的“每個(gè)曲面的輪廓素線”編輯框的值對(duì)應(yīng)著ISOLINES變量值的修改。

(2)FACETRES變量。當(dāng)實(shí)體模型以消隱、明暗或渲染模式顯示時(shí)，用系統(tǒng)變量FACETRES可控制模型表面的光滑程度(包括用輪廓線顯示模型時(shí)輪廓線的光滑程度)，其有效值范圍為0.01～10，默認(rèn)值為0.5，即FACETRES＝0.5。其值越大，則模型消隱、明暗或渲染后的表面越光滑，但系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)。點(diǎn)擊菜單欄“工具”→“選項(xiàng)”，出現(xiàn)“選項(xiàng)”對(duì)話框，其“顯示”選項(xiàng)卡下的“渲染對(duì)象的平滑度”編輯框的值對(duì)應(yīng)著FACETRES變量值的修改。

(3)DISPSILH變量。系統(tǒng)變量DISPSILH用于確定是否顯示實(shí)體模型的輪廓線，有效值為0和1，其默認(rèn)值是0。當(dāng)DISPSILH＝1時(shí)，為顯示模型輪廓線，否則不顯示。如果要更改DISPSILH的值，則在更改后需要用REGEN命令重新生成圖形，才能看到相應(yīng)的顯示效果。點(diǎn)擊菜單欄“工”→“選項(xiàng)”，出現(xiàn)“選項(xiàng)”對(duì)話框，其“顯示”選項(xiàng)卡下的“繪制實(shí)體和曲面的真實(shí)輪廓”編輯框的值對(duì)應(yīng)著DISPSILH變量值的修改。

2.視圖立方導(dǎo)航工具

視圖立方導(dǎo)航工具提供了模型在當(dāng)前觀察方向下的視圖，是對(duì)模型觀察的直觀反饋。視圖立方工具生成視圖時(shí)是在當(dāng)前坐標(biāo)系下進(jìn)行的。視圖立方工具的觀察方向(即投影時(shí)的投射線方向)是當(dāng)前視點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)的連線方向。視圖立方工具能夠幫助用戶動(dòng)態(tài)調(diào)整觀察模型時(shí)的視點(diǎn)，從而得到實(shí)時(shí)的視圖。

視圖立方導(dǎo)航工具可隨視覺樣式命令VSCURRENT的“三維線框”、“真實(shí)”、“概念”等選項(xiàng)的使用而啟動(dòng)顯示在繪圖區(qū)的右上角(菜單操作為：視圖→視覺樣式→三維線框或

真實(shí)或概念)，一開始它處于不活動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)光標(biāo)移至視圖立方導(dǎo)航工具區(qū)域時(shí)即變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)。圖15-2是處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)視圖立方導(dǎo)航工具的組成部分。下面介紹各部分的功能及用法。圖15-2視圖立方導(dǎo)航工具的組成

(1)坐標(biāo)系切換按鈕：?jiǎn)螕舸税粹o，用戶可在WCS和已定義的UCS之間切換，以產(chǎn)生相對(duì)于當(dāng)前坐標(biāo)系的觀察視圖。

(2)菜單按鈕：?jiǎn)螕舸税粹o，彈出一個(gè)包含“平行模式”、“透視模式”、“將當(dāng)前視圖設(shè)定為主視圖”、“ViewCube設(shè)置”等菜單項(xiàng)的菜單，用戶可以選擇視圖的投影方式(默認(rèn)為平行投影方式)、設(shè)定一個(gè)“主視圖”(這兒是指主要的視圖)以及設(shè)置視圖立方導(dǎo)航工具等。

(3)視圖立方：視圖立方表面標(biāo)注的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”六個(gè)觀察方向代表了視點(diǎn)的方位，它們分別與坐標(biāo)系的+Z軸、－Z軸、－X軸、+X軸、－Y軸、+Y軸相對(duì)應(yīng)。系統(tǒng)預(yù)設(shè)了26個(gè)視點(diǎn)，其所在視圖立方的區(qū)域分別與立方體的8個(gè)角、12條邊和6個(gè)面對(duì)應(yīng),如圖15-3(a)、(b)、(c)所示。其中，在平行投影模式下，視圖立方的“前”、“上”、“左”、“右”、“下”、“后”6個(gè)面區(qū)域分別代表模型的主視圖、俯視圖、左視圖、右視圖、仰視圖、后視圖，單擊視圖立方上相應(yīng)的面可產(chǎn)生該視圖；視圖立方的8個(gè)角區(qū)域代表模型的等軸測(cè)圖，單擊視圖立方上的一個(gè)角可產(chǎn)生該視圖，特別是“前”、“上”、“左”3個(gè)面的公共頂點(diǎn)代表著第6章所述的正等軸測(cè)圖；視圖立方的12條邊區(qū)域代表模型的兩面軸測(cè)圖(即投射線僅與兩個(gè)坐標(biāo)平面相交)，單擊視圖立方上的一條邊可產(chǎn)生該視圖。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊視圖立方不放并拖轉(zhuǎn)，表示與立方表面對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)在動(dòng)態(tài)變化，模型視圖也發(fā)生相應(yīng)變化。當(dāng)視圖立方轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)設(shè)視點(diǎn)位置時(shí)，視圖立方的輪廓將顯示為連續(xù)的實(shí)線，如圖15-3(a)、(b)、(c)所示；當(dāng)視圖立方轉(zhuǎn)動(dòng)到非預(yù)設(shè)視點(diǎn)位置時(shí)，視圖立方的輪廓將顯示為虛線，如圖15-3(d)所示。圖15-3視圖立方導(dǎo)航工具的幾種使用狀態(tài)當(dāng)單擊視圖立方的一個(gè)面查看模型時(shí)，視圖立方工具將顯示兩個(gè)彎箭頭按鈕和四個(gè)直角三角形按鈕，如圖15-3(c)所示。使用彎箭頭按鈕可以繞視圖中心將當(dāng)前視圖順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，使用三角形按鈕則可切換到其中一個(gè)相鄰面視圖。

(4)指南針：指南針上標(biāo)注的“東”、“南”、“西”、“北”四個(gè)觀察方向代表了視點(diǎn)的方位，它們分別與坐標(biāo)系的+X軸、－Y軸、－X軸、+Y軸相對(duì)應(yīng)。單擊“東”、“南”、“西”、“北”四個(gè)字，將分別產(chǎn)生右視圖、主視圖、左視圖和后視圖。單擊并拖動(dòng)這四個(gè)字之一或指南針圓環(huán)可繞視圖中心動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)模型。

(5)“主視圖”切換按鈕：?jiǎn)螕舸税粹o，屏幕顯示已定義的“主視圖”。若之前未定義“主視圖”，單擊此按鈕則顯示模型的透視圖。

NAVVCUBE命令可以控制視圖立方導(dǎo)航工具的顯示(默認(rèn)方式)、關(guān)閉和設(shè)置。

3.VSCURRENT(視覺樣式)命令

設(shè)置當(dāng)前視口的視覺(視圖)樣式。AutoCAD的視覺樣式有二維線框、三維線框、三維隱藏、真實(shí)、概念等幾種形式，這里先介紹前三種視覺形式，后兩種在15.3節(jié)中介紹。VSCURRENT命令操作為

命令：VSCURRENT↙輸入選項(xiàng)［二維線框(2)/三維線框(3)/三維隱藏(H)/真實(shí)(R)/概念(C)/其他(O)］<當(dāng)前樣式>：

(1)輸入“2”，采用二維線框樣式。二維線框樣式采用直線和曲線表示模型邊界，光柵圖像、OLE對(duì)象、線型和線寬都是可見的，坐標(biāo)系圖標(biāo)顯示為通常的單色圖標(biāo)。二維線框樣式是AutoCAD顯示三維模型的默認(rèn)方式，在此模式下執(zhí)行一些命令(如消隱命令HIDE)往往能得到較好的結(jié)果。

(2)輸入“3”，采用三維線框樣式。這時(shí)視圖立方導(dǎo)航工具啟動(dòng)并顯示，用戶用此工具可查看模型并生成需要的視圖。三維線框樣式也采用直線和曲線表示模型邊界，但光柵圖像、OLE對(duì)象、線型和線寬是不可見的，坐標(biāo)系圖標(biāo)顯示為著色的三色圖標(biāo)。

(3)輸入“H”，采用三維隱藏樣式。系統(tǒng)顯示用三維線框表示并隱藏了不可見輪廓線的模型視圖。

菜單操作：視圖→視覺樣式→二維線框或三維線框或三維隱藏

圖15-4是用視圖立方導(dǎo)航工具生成的支架模型的幾種三維線框樣式視圖(采用三維隱藏樣式)，其中圖15-4(a)為主視圖，圖15-4(b)為左視圖，圖15-4(c)為俯視圖，圖15-4(d)為正等軸測(cè)圖。

若要在圖形中保存視覺樣式，則可使用VSSAVE命令。用VSCURRENT命令的“O”選項(xiàng)可調(diào)出保存的視覺樣式。圖15-4用視圖立方導(dǎo)航工具生成的幾種三維線框樣式視圖

15.2

AutoCAD的實(shí)體建模技術(shù)

一、繪制體素

體素就是基本幾何體，分為基本體素和拓展體素?；倔w素包括長(zhǎng)方體、楔形體、圓柱體(含橢圓柱體)、圓錐體(含圓臺(tái)、橢圓錐體及橢圓臺(tái))、圓球體、圓環(huán)體和棱錐體(含棱臺(tái))，拓展體素包括多段體、拉伸體、旋轉(zhuǎn)體、掃掠體和放樣體(在若干橫截面之間的空間中創(chuàng)建的三維實(shí)體稱為放樣體)。圖15-5是AutoCAD的體素示例(圖中將影響曲面光滑度的系統(tǒng)變量FACETRES的值設(shè)為2；影響實(shí)體輪廓線數(shù)量的系統(tǒng)變量ISOLINES的值設(shè)為4；未按實(shí)體輪廓繪制即系統(tǒng)變量DISPSILH的值設(shè)為0；同時(shí)作了消隱處理)。圖15-5

AutoCAD的體素示例這里介紹幾個(gè)常用體素的繪制方法。特別要說明一點(diǎn)，凡是命令執(zhí)行要求輸入長(zhǎng)度尺寸(如長(zhǎng)度、寬度、高度、邊長(zhǎng)、半徑、直徑等)時(shí)，可以直接輸入數(shù)值，也可以輸入兩點(diǎn)(系統(tǒng)會(huì)把兩點(diǎn)之距作為長(zhǎng)度尺寸)。另外，命令執(zhí)行時(shí)提示中的“當(dāng)前值”默認(rèn)項(xiàng)在第一次使用體素繪制命令時(shí)是沒有的，一旦使用體素繪制命令后，命令提示會(huì)出現(xiàn)“當(dāng)前值”默認(rèn)項(xiàng)。

1.繪制長(zhǎng)方體

繪制長(zhǎng)方體的命令為BOX。長(zhǎng)方體的底面默認(rèn)定義為平行于當(dāng)前UCS的XY平面，長(zhǎng)方體的各邊平行于當(dāng)前UCS的各坐標(biāo)軸。BOX命令操作為

命令：BOX↙

指定第一個(gè)角點(diǎn)或［中心(C)］：

(1)輸入一點(diǎn)，此項(xiàng)為默認(rèn)選項(xiàng)，要求指定長(zhǎng)方體一個(gè)角點(diǎn)位置P1，執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD接著提示：

指定其他角點(diǎn)或［立方體(C)/長(zhǎng)度(L)］：

①輸入一點(diǎn)，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)，要求指定長(zhǎng)方體的另一角點(diǎn)P2，如果指定的角點(diǎn)P2與第一個(gè)角點(diǎn)P1的位置不在同一平面上，AutoCAD將這兩個(gè)角點(diǎn)P1、P2作為長(zhǎng)方體對(duì)角頂點(diǎn)，生成一個(gè)長(zhǎng)方體，如圖15-6所示；如果指定的第二個(gè)角點(diǎn)P2與第一個(gè)角點(diǎn)P1在一個(gè)平面上，AutoCAD將提示如下：

指定高度或［兩點(diǎn)(2P)］<當(dāng)前值>：高度或2P↙

可以直接輸入高度值，也可以輸入“2P”后再輸入兩個(gè)點(diǎn)完成高度值的輸入。輸入高度值后，AutoCAD生成的長(zhǎng)方體如圖15-7所示。圖15-6不在同一高度兩角點(diǎn)生成的長(zhǎng)方體圖15-7位于同一平面兩角點(diǎn)及高度生成的長(zhǎng)方體②輸入“C”，將生成正方體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定長(zhǎng)度<當(dāng)前值>：正方體的邊長(zhǎng)↙

輸入正方體的邊長(zhǎng)后，AutoCAD根據(jù)第一步輸入的一個(gè)角點(diǎn)和邊長(zhǎng)生成正方體。

③輸入“L”，AutoCAD將根據(jù)長(zhǎng)、寬、高生成長(zhǎng)方體(如圖15-8所示)。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定長(zhǎng)度<當(dāng)前值>：長(zhǎng)度↙

指定寬度<當(dāng)前值>：寬度↙

指定高度或［兩點(diǎn)(2P)］<當(dāng)前值>：高度↙圖15-8根據(jù)長(zhǎng)方體長(zhǎng)、寬、高生成長(zhǎng)方體

(2)輸入“C”，則以該點(diǎn)為長(zhǎng)方體的中心繪制長(zhǎng)方體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示：

指定中心：中心位置↙

指定角點(diǎn)或［立方體(C)/長(zhǎng)度(L)］：

①輸入一點(diǎn)，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)，要求確定長(zhǎng)方體的另一個(gè)角點(diǎn)位置。執(zhí)行此項(xiàng)后，如果該角點(diǎn)與中心點(diǎn)的z坐標(biāo)不相同，AutoCAD將根據(jù)中心點(diǎn)和該點(diǎn)生成一長(zhǎng)方體。如果

角點(diǎn)與中心點(diǎn)位置同一高度，即z坐標(biāo)相同，AutoCAD提示如下：

指定高度或［兩點(diǎn)(2P)］<當(dāng)前值>：高度↙②輸入“C”，將生成正方體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定長(zhǎng)度<當(dāng)前值>：正方體的邊長(zhǎng)↙

③輸入“L”，將根據(jù)長(zhǎng)、寬、高生成長(zhǎng)方體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定長(zhǎng)度<當(dāng)前值>：長(zhǎng)度↙

指定寬度<當(dāng)前值>：寬度↙

指定高度或［兩點(diǎn)(2P)］<當(dāng)前值>：高度↙

菜單操作：繪圖→建?！L(zhǎng)方體

2.繪制楔形體

繪制楔形體的命令為WEDGE。楔形體是長(zhǎng)方體沿X軸方向的對(duì)角平面切下的一半，系統(tǒng)繪制包含第一角點(diǎn)且過第一角點(diǎn)的高的那一半。WEDGE命令的提示及輸入?yún)?shù)與長(zhǎng)方體一樣，這里略去。如繪制圖15-9所示的楔形體,WEDGE命令操作為

命令：WEDGE↙

指定第一個(gè)角點(diǎn)或［中心(C)］：100，50，0

指定其他角點(diǎn)或［立方體(C)/長(zhǎng)度(L)］：L↙

指定長(zhǎng)度：60↙

指定寬度：40↙

指定高度或［兩點(diǎn)(2P)］：50↙

菜單操作：繪圖→建模→楔體圖15-9用WEDGE命令生成的楔形體

3.繪制圓柱體

繪制圓柱體的命令為CYLINDER。該命令也可繪制橢圓柱體。CYLINDER命令操作為

命令：CYLINDER↙

指定底面的中心點(diǎn)或［三點(diǎn)(3P)/兩點(diǎn)(2P)/切點(diǎn)、切點(diǎn)、半徑(T)/橢圓(E)］：

(1)輸入一點(diǎn)，則該點(diǎn)為圓柱體底面中心。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定底面半徑或［直徑(D)］：半徑或鍵入D后指定直徑↙

指定高度或［兩點(diǎn)(2P)/軸端點(diǎn)(A)］：①輸入高度值，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)。執(zhí)行該項(xiàng)后，即可繪制圓柱體，該圓柱體的兩底面與當(dāng)前UCS的XY面平行，如圖15-10所示(圖中未顯示輪廓線，將系統(tǒng)變量DISPSILH的值改為1并執(zhí)行HIDE命令就可顯示出輪廓線，這樣處理對(duì)圓錐體、圓球體等曲面立體均適應(yīng))。

②輸入“2P”，兩點(diǎn)方式確定高度。

③輸入“A”，指定軸端點(diǎn)亦即圓柱體另一底面的中心位置來繪制圓柱體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定軸端點(diǎn)：

輸入端點(diǎn)后，AutoCAD繪制圓柱體如圖15-11所示。用此方法可以繪制軸線任意放置的圓柱體。圖15-10根據(jù)底面中心位置和高繪制圓柱體圖15-11根據(jù)兩底面的中心位置繪制圓柱體

(2)輸入“3P”或“2P”或“T”，分別表示用三點(diǎn)、兩點(diǎn)、公切圓方式畫圓，繪制完底面圓后再輸入高度或軸端點(diǎn)便可繪制出圓柱體。

(3)輸入“E”，繪制橢圓柱體。按畫橢圓的方式繪制橢圓后再輸入高度或軸端點(diǎn)便可繪制出橢圓柱體，這里略。

菜單操作：繪圖→建模→圓柱體

4.繪制圓錐體

繪制圓錐體的命令為CONE。該命令也可繪制圓臺(tái)和橢圓錐體。CONE命令操作為

命令：CONE↙

指定底面的中心點(diǎn)或［三點(diǎn)(3P)/兩點(diǎn)(2P)/切點(diǎn)、切點(diǎn)、半徑(T)/橢圓(E)］：

(1)輸入一點(diǎn)，則該點(diǎn)為圓錐底面中心。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定底面半徑或［直徑(D)］：半徑或鍵入D后指定直徑↙

指定高度或［兩點(diǎn)(2P)/軸端點(diǎn)(A)/頂面半徑(T)］：①輸入高度值，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)。執(zhí)行該項(xiàng)后，即可繪制圓錐體，該圓錐體的軸線與當(dāng)前UCS的Z軸平行，如圖15-12所示。

②輸入“2P”，兩點(diǎn)方式確定高度。

③輸入“A”，指定軸端點(diǎn)亦即錐頂來繪制圓錐體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定軸端點(diǎn)：

輸入端點(diǎn)后，圓錐體底面中心點(diǎn)與圓錐體頂點(diǎn)的連線為該圓錐體的軸線，AutoCAD繪制的圓錐體如圖15-13所示。用此方法可以繪制軸線任意放置的圓錐體。圖15-12根據(jù)底面中心和高度繪制圓錐體圖15-13根據(jù)底面中心和錐頂繪制圓錐體④輸入“T”，指定頂面半徑來繪制圓臺(tái)。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定頂面半徑<當(dāng)前值>：半徑↙

指定高度或［兩點(diǎn)(2P)/軸端點(diǎn)(A)］：

輸入高度值，或采用“2P”方式，或采用“A”方式完成圓臺(tái)的繪制。

(2)輸入“3P”或“2P”或“T”，分別表示用三點(diǎn)、兩點(diǎn)、公切圓方式畫圓，繪制完底面圓后再輸入高度或軸端點(diǎn)或“T”便可繪制出圓錐體或圓臺(tái)。

(3)輸入“E”，繪制橢圓錐體或橢圓臺(tái)，這里略。

菜單操作：繪圖→建?！鷪A錐體

5.繪制圓球體

繪制圓球體的命令為SPHERE。其命令操作為

命令：SPHERE↙

指定中心點(diǎn)或［三點(diǎn)(3P)/兩點(diǎn)(2P)/切點(diǎn)、切點(diǎn)、半徑(T)］：

繪制圓球體的關(guān)鍵是要確定出一個(gè)空間大圓(包括圓心和半徑)，大圓確定后，球心和球半徑隨之確定，圓球體就得以繪制。上述提示給出了四種繪制空間大圓的方式：圓心方式、三點(diǎn)方式、直徑兩端點(diǎn)方式和公切圓方式。以圓心方式為例，輸入圓球中心點(diǎn)即球心后，AutoCAD接著提示：

指定半徑或［直徑(D)］：半徑或鍵入D后指定直徑↙

繪制的圓球體如圖15-14所示。

菜單操作：繪圖→建?！蝮w圖15-14圓球體實(shí)體模型

6.繪制拉伸體

使用EXTRUDE命令可將一些二維對(duì)象拉伸成三維實(shí)心體。在拉伸過程中不但可以指定實(shí)心體高度，而且還可以使對(duì)象截面沿著拉伸方向變化(拉伸的角度不斷減小)。此外，還可以沿著指定的路徑拉伸二維對(duì)象，路徑可以是封閉的，也可以是不封閉的。在AutoCAD中，可以拉伸的二維對(duì)象包括圓、封閉的多段線、多邊形、橢圓、封閉的樣條曲線、面域(REGION)和圓環(huán)等。由于多段線可以是各種各樣的形狀，因此EXTRUDE命令可以拉伸出各種不同形狀的物體。EXTRUDE命令操作為

命令：EXTRUDE↙

選擇要拉伸的對(duì)象：選擇用于拉伸的二維對(duì)象↙↙

指定拉伸的高度或［方向(D)/路徑(P)/傾斜角(T)］：

(1)輸入高度，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)，系統(tǒng)按照指定高度等截面拉伸對(duì)象成為拉伸體。

(2)輸入“D”，沿指定方向(方向由兩點(diǎn)決定)拉伸對(duì)象成為拉伸體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定方向的起點(diǎn)：起點(diǎn)↙

指定方向的端點(diǎn)：終點(diǎn)↙

(3)輸入“P”，沿指定路徑(作為路徑的對(duì)象包括直線、圓、圓弧、橢圓、橢圓弧、多段線或樣條曲線等)拉伸對(duì)象成為拉伸體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

選擇拉伸路徑或［傾斜角(T)］：

直接選擇拉伸路徑，則系統(tǒng)按等截面進(jìn)行拉伸；輸入“T”，指定傾斜角度，則系統(tǒng)按截面線性變小進(jìn)行拉伸。

(4)輸入“T”，指定傾斜角度，系統(tǒng)按截面線性變小進(jìn)行拉伸。如將圓拉伸成圓臺(tái)、將矩形拉伸成四棱臺(tái)等。角度值的允許范圍在－90°～90°之間。用負(fù)角度值響應(yīng)，拉伸的實(shí)心體截面沿拉伸方向由小變大(即沿UCS的Z軸負(fù)方向拉伸)；用正角度值響應(yīng)，實(shí)心體截面則由大變小(即沿UCS的Z軸正方向拉伸)。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定拉伸的傾斜角度：角度↙

指定拉伸的高度或［方向(D)/路徑(P)/傾斜角(T)］：

對(duì)此提示的操作同上。

菜單操作：繪圖→建?！?/p>

圖15-15所示為兩個(gè)二維圓，求差運(yùn)算(AutoCAD的布爾運(yùn)算對(duì)二維對(duì)象和三維實(shí)體都適用，只不過二維對(duì)象布爾運(yùn)算前先要用面域命令REGION進(jìn)行面域轉(zhuǎn)換)后沿著多段線拉伸成空心管的情形。圖15-16所示的彈簧是拉伸建模的一個(gè)應(yīng)用。圖15-15沿多段線路徑拉伸的實(shí)心體圖15-16

EXTRUDE命令建模的應(yīng)用[BG)W]

7.繪制旋轉(zhuǎn)體

使用REVOLVE命令可以將一些二維對(duì)象繞指定的軸旋轉(zhuǎn)，從而繪制回轉(zhuǎn)體。用于旋轉(zhuǎn)的二維對(duì)象包括圓、圓弧、多邊形、封閉的多段線、圓環(huán)、面域以及封閉樣條曲線等，即旋轉(zhuǎn)對(duì)象是封閉的。但自相交的對(duì)象不能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。REVOLVE命令操作為

命令：REVOLVE↙

選擇要旋轉(zhuǎn)的對(duì)象：選擇用于旋轉(zhuǎn)的二維對(duì)象↙↙

指定軸起點(diǎn)或根據(jù)以下選項(xiàng)之一定義軸［對(duì)象(O)/X/Y/Z］<對(duì)象>：

(1)輸入一點(diǎn)，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)，通過指定起點(diǎn)和終點(diǎn)定義旋轉(zhuǎn)軸(起點(diǎn)指向終點(diǎn)的方向?yàn)檗D(zhuǎn)軸的正方向)。旋轉(zhuǎn)方向符合右手法則。給定起點(diǎn)后，AutoCAD提示如下：

指定軸端點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)軸的另一端點(diǎn)↙

指定旋轉(zhuǎn)角度或［起點(diǎn)角度(ST)］<360>：

①輸入角度或按回車鍵(采用默認(rèn)值)完成旋轉(zhuǎn)角的指定，系統(tǒng)將二維對(duì)象從繪制位置按指定的角度旋轉(zhuǎn)成旋轉(zhuǎn)體。

②輸入“ST”，指定旋轉(zhuǎn)的起點(diǎn)角度(即離開二維對(duì)象繪制位置的角度)和旋轉(zhuǎn)角生成旋轉(zhuǎn)體。

(2)輸入“O”，指定一個(gè)對(duì)象作為旋轉(zhuǎn)軸線，該旋轉(zhuǎn)軸線只能是LINE和PLINE命令繪制的直線段，多段線也必須是直線段。再輸入旋轉(zhuǎn)角度便可生成旋轉(zhuǎn)體。

(3)輸入“X”，將當(dāng)前UCS的X軸作為旋轉(zhuǎn)軸，X軸的正向就是旋轉(zhuǎn)軸的正向。再輸入旋轉(zhuǎn)角度便可生成旋轉(zhuǎn)體。

(4)輸入“Y”，將當(dāng)前UCS的Y軸作為旋轉(zhuǎn)軸，Y軸的正向就是旋轉(zhuǎn)軸的正向。再輸入旋轉(zhuǎn)角度便可生成旋轉(zhuǎn)體。

(5)輸入“Z”，將當(dāng)前UCS的Z軸作為旋轉(zhuǎn)軸，Z軸的正向就是旋轉(zhuǎn)軸的正向。再輸入旋轉(zhuǎn)角度便可生成旋轉(zhuǎn)體。

菜單操作：繪圖→建?！D(zhuǎn)

［例15-2］通過旋轉(zhuǎn)繪制如圖15-17(b)所示的實(shí)心體模型。

解參見圖15-17(a)，建模步驟如下：

(1)繪制多段線。

命令：PLINE↙(點(diǎn)1)↙(點(diǎn)2)↙(點(diǎn)3)↙(點(diǎn)4)↙(點(diǎn)5)↙(點(diǎn)6)↙(點(diǎn)7)↙(點(diǎn)8)↙C↙

(2)繪制旋轉(zhuǎn)軸。

命令：LINE↙(轉(zhuǎn)軸上第一點(diǎn)A)↙(轉(zhuǎn)軸上另一點(diǎn)B)↙↙

(3)將多段線旋轉(zhuǎn)形成實(shí)心體。

命令：REVOLVE↙(選擇已繪制多段線)↙↙(捕捉轉(zhuǎn)軸A點(diǎn))↙(捕捉轉(zhuǎn)軸B點(diǎn))↙－180↙

對(duì)旋轉(zhuǎn)后生成的實(shí)心體使用視圖立方導(dǎo)航工具觀察，進(jìn)行消隱后的效果圖如圖15-17(b)所示。圖15-17旋轉(zhuǎn)生成實(shí)心體

二、布爾運(yùn)算

1.并運(yùn)算

并運(yùn)算的命令為UNION。其命令操作為

命令：UNION↙

選擇對(duì)象：選擇進(jìn)行求并的實(shí)心體↙

選擇對(duì)象：↙

在選擇過程中，可以選擇兩個(gè)或多個(gè)實(shí)心體進(jìn)行求并，各實(shí)心體可以相互重疊、鄰接或不相鄰。

菜單操作：修改→實(shí)體編輯→并集

2.交運(yùn)算

交運(yùn)算的命令為INTERSECT。其命令操作為

命令：INTERSECT↙

選擇對(duì)象：選擇進(jìn)行求交的實(shí)心體↙

選擇對(duì)象：↙

菜單操作：修改→實(shí)體編輯→交集

3.差運(yùn)算

差運(yùn)算的命令為SUBTRACT。其命令操作為

命令：SUBTRACT↙

選擇要從中減去的實(shí)體、曲面和面域...

選擇對(duì)象：選擇被減的一組實(shí)心體↙

選擇對(duì)象：↙以上提示下可以選擇一個(gè)或多個(gè)實(shí)心體作為被減對(duì)象，如果選擇了不止一個(gè)實(shí)心體，AutoCAD將自動(dòng)對(duì)它們進(jìn)行合并。

選擇要減去的實(shí)體、曲面和面域...

選擇對(duì)象：選擇一組要減去的實(shí)心體↙

選擇對(duì)象：↙

上述提示下可以選擇一個(gè)或多個(gè)從被減對(duì)象中要減去的實(shí)心體。如果選擇的實(shí)心體不止一個(gè)，則在從被減對(duì)象中減去之前，這些選中的實(shí)心體將自動(dòng)合并。

菜單操作：修改→實(shí)體編輯→差集

三、模型編輯

1.倒角

CHAMFER命令可用來對(duì)已有的實(shí)心體進(jìn)行倒角處理。其命令操作為

命令：CHAMFER↙

(“修剪”模式)當(dāng)前倒角距離1=0.0000，距離2=0.0000

選擇第一條直線或［放棄(U)/多段線(P)/距離(D)/角度(A)/修剪(T)/方式(E)/多個(gè)(M)］：選擇一條邊↙

如果選擇了兩個(gè)面所共有的邊，AutoCAD將變虛顯示其中一個(gè)面，接著提示如下：

基面選擇...

輸入曲面選擇選項(xiàng)［下一個(gè)(N)/當(dāng)前(OK)］<當(dāng)前(OK)>：選擇基面↙要求選擇用于倒角的基面。所謂基面是指構(gòu)成所選邊的兩個(gè)面中的其中一個(gè)面。如果要選擇當(dāng)前已變虛顯示的面作為基面，則直接按回車鍵。否則，輸入“N”，這時(shí)AutoCAD

將變虛顯示與邊相連的另一個(gè)面，按回車鍵結(jié)束選擇。之后，AutoCAD提示如下：

指定基面的倒角距離：距離值↙

指定其他曲面的倒角距離<默認(rèn)值>：另一距離值↙或↙(采用默認(rèn)值，即與基面的倒角距離相等)

選擇邊或［環(huán)(L)］：

此提示的兩選項(xiàng)含義如下：

①鼠標(biāo)拾取邊，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)。指定邊后，即可對(duì)基面上的指定邊實(shí)現(xiàn)倒角。②輸入“L”，該項(xiàng)對(duì)基面上的各邊進(jìn)行倒角。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示：

選擇邊環(huán)或［邊(E)］：

在該提示下選擇基面上一條邊，即實(shí)現(xiàn)對(duì)該面上的各邊倒角。也可以通過“E”選項(xiàng)切換到對(duì)基面上的指定邊倒角。

菜單操作：修改→倒角

圖15-18所示軸兩端的倒角就是用CHAMFER命令做出的。圖15-18軸的實(shí)體模型

2.倒圓角

FILLET命令可用來對(duì)實(shí)心體進(jìn)行倒圓角處理。其命令操作為

命令：FILLET↙

當(dāng)前設(shè)置：模式=修剪，半徑=0.0000

選擇第一個(gè)對(duì)象或［放棄(U)/多段線(P)/半徑(R)/修剪(T)/多個(gè)(M)］：選擇將要倒角的邊來指定實(shí)體模型↙

輸入圓角半徑：倒角圓半徑↙

選擇邊或［鏈(C)/半徑(R)］：

此提示的各選項(xiàng)含義如下：

(1)鼠標(biāo)拾取邊，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)，選擇角邊倒圓角。在此重復(fù)提示下可選擇多個(gè)邊后回車，AutoCAD將對(duì)它們分別倒出圓角。

(2)輸入“C”，選擇多個(gè)邊進(jìn)行倒圓角。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示：

選擇邊鏈或［邊(E)/半徑(R)］：

如果將要倒圓角的多條邊彼此首尾相接，這時(shí)依次選擇要相連的各邊。確定邊后，AutoCAD將對(duì)它們進(jìn)行倒圓角。此外，在該提示下也可依次選擇多條邊倒圓角。

(3)輸入“R”，重設(shè)圓角半徑。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示：

輸入圓角半徑<當(dāng)前值>：新的圓角半徑↙

選擇邊或［鏈(C)/半徑(R)］：

操作與前相同。

菜單操作：修改→圓角

圖15-18所示軸的A處圓角就是用FILLET命令做出的。

3.截切實(shí)心體

在AutoCAD中，所謂截切實(shí)心體是指用一個(gè)指定的平面將一個(gè)實(shí)心體切為兩半，從而生成一個(gè)新的實(shí)心體。切開后的兩個(gè)部分可以只保留一半，也可以兩部分都保留。被切開的實(shí)心體保持原實(shí)心體的圖層和顏色。

截切實(shí)心體的命令是SLICE。其命令操作為

命令：SLICE↙

選擇要剖切的對(duì)象：選擇將要切開的實(shí)心體↙↙

指定切面的起點(diǎn)或［平面對(duì)象(O)/曲面(S)/Z軸(Z)/視圖(V)/XY(XY)/YZ(YZ)/ZX(ZX)/三點(diǎn)(3)］<三點(diǎn)>：

此提示中的各選項(xiàng)用于確定截切平面的位置，主要選項(xiàng)說明如下：

(1)輸入一點(diǎn)，此項(xiàng)為默認(rèn)項(xiàng)，表示用與當(dāng)前UCS的XY平面垂直的平面(用垂面的投影直線表示垂面位置)截切實(shí)心體。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示：

指定平面上的第二個(gè)點(diǎn)：第二點(diǎn)↙(此兩點(diǎn)決定了截切平面位置)

在所需的側(cè)面上指定點(diǎn)或［保留兩個(gè)側(cè)面(B)］<保留兩個(gè)側(cè)面>：

若輸入一點(diǎn)，則保留截切后位于該點(diǎn)這一側(cè)的截切體；若輸入“B”，則保留兩側(cè)的截切體。以下各選項(xiàng)都出現(xiàn)此提示，響應(yīng)方法相同。

(2)輸入“3”或直接按回車鍵，提示用戶輸入三個(gè)點(diǎn)，用此三個(gè)點(diǎn)確定截切平面。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定平面上的第一個(gè)點(diǎn)：第一點(diǎn)↙

指定平面上的第二個(gè)點(diǎn)：第二點(diǎn)↙

指定平面上的第三個(gè)點(diǎn)：第三點(diǎn)↙

在所需的側(cè)面上指定點(diǎn)或［保留兩個(gè)側(cè)面(B)］<保留兩個(gè)側(cè)面>：

(3)輸入“O”，將一個(gè)二維對(duì)象所在的平面作為截切平面。這些二維對(duì)象包括圓、橢圓、圓弧、二維樣條曲線和二維多段線。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

選擇用于定義剖切平面的圓、橢圓、圓弧、二維樣條線或二維多段線：選擇二維對(duì)象↙在所需的側(cè)面上指定點(diǎn)或［保留兩個(gè)側(cè)面(B)］<保留兩個(gè)側(cè)面>：

(4)輸入“XY”或“YZ”或“ZX”，分別表示用與當(dāng)前UCS的XY、YZ、ZX面平行的平面作為截切平面。選擇某一選項(xiàng)如“XY”選項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

指定XY平面上的點(diǎn)<0，0，0>：XY面上的點(diǎn)↙

在所需的側(cè)面上指定點(diǎn)或［保留兩個(gè)側(cè)面(B)］<保留兩個(gè)側(cè)面>：

菜單操作：修改→三維操作→剖切

圖15-19是用SLICE命令對(duì)圓錐體截切的5種情況。圖15-19圓錐體的截切

4.生成斷(剖)面

在AutoCAD中，可以用指定的剖切平面(可以是單個(gè)平面或組合平面)對(duì)實(shí)心體進(jìn)行剖切，生成斷面(只含截面形狀)或剖面(含截面形狀和剖切平面后面的形狀)。SECTION命令生成斷面，而通過SECTIONPLANE命令創(chuàng)建截面(即剖切平面)對(duì)象并配合快捷菜單可移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)剖切平面實(shí)時(shí)生成剖面。這里介紹生成斷面的SECTION命令。

SECTION命令用指定的剖切平面對(duì)實(shí)心體進(jìn)行剖切,所得到的斷面為若干個(gè)面域。這些面域建立在當(dāng)前層上，并且可插入到斷面所在實(shí)心體的位置。若有必要，還可以使用

MOVE命令對(duì)斷面進(jìn)行移動(dòng)，也可以在斷面上建立UCS并用填充命令填充圖案。SECTION命令操作為命令：SECTION↙

選擇對(duì)象：選擇將生成斷面的實(shí)心體↙↙

指定截面上的第一個(gè)點(diǎn)，依照［對(duì)象(O)/Z軸(Z)/視圖(V)/XY(XY)/YZ(YZ)/ZX(ZX)/三點(diǎn)(3)］<三點(diǎn)>：

以上各選項(xiàng)用法同SLICE命令，不再贅述。

用上述方法確定剖切平面后，便可得到用該剖切平面剖切實(shí)心體后的斷面。

四、造型舉例

圖15-20為一個(gè)零件的兩個(gè)視圖，根據(jù)這兩個(gè)視圖建立該零件的實(shí)體模型。

我們可以根據(jù)俯視圖先作出8個(gè)封閉的二維圖形實(shí)體(4個(gè)圓(CIRCLE)和4個(gè)多段線(PLINE))，如圖15-21所示；然后通過拉伸、求并、求差等操作完成該零件的建模。下面是利用AutoCAD實(shí)體建模命令建立該零件實(shí)體模型的操作過程(假定圖15-21中8個(gè)二維圖形實(shí)體已繪制好)。圖15-20零件的兩個(gè)視圖圖15-21根據(jù)俯視圖形成的二維圖形

1.拉伸及求并生成一個(gè)組合實(shí)心體

(1)拉伸。

命令：EXTRUDE↙(選擇對(duì)象1)↙↙30↙

命令：EXTRUDE↙(選對(duì)象2、3)↙↙10↙

(2)求并。

命令：UNION↙(選對(duì)象1、2、3之實(shí)心體)↙↙

2.拉伸及求差形成三個(gè)通孔

(1)拉伸。

命令：EXTRUDE↙(選對(duì)象4、6)↙↙10↙

命令：↙(選對(duì)象5)↙↙30↙

(2)求差。

命令：SUBTRACT↙(選1、2、3之組合實(shí)心體)↙↙(選對(duì)象4、5、6之實(shí)心體)↙↙

3.移動(dòng)、拉伸、求差形成切割后的組合體

因?yàn)閳D15-21畫在xy坐標(biāo)平面上，其z坐標(biāo)為零。而實(shí)際上對(duì)象7的z坐標(biāo)為15，對(duì)象8的z坐標(biāo)為20。所以用MOVE命令將對(duì)象7和8分別沿z軸上移15、20。通過拉伸最后用兩次求差命令形成切割。操作過程如下：

(1)移動(dòng)。

命令：MOVE↙(選對(duì)象7)↙↙0，0，15↙↙

命令：↙(選對(duì)象8)↙↙0，0，20↙↙

(2)拉伸。

命令：EXTRUDE↙(選對(duì)象7)↙↙15↙

命令：↙(選對(duì)象8)↙↙10↙

(3)求差。

命令：SUBTRACT↙(選1、2、3、4、5、6之組合實(shí)心體)↙↙(選對(duì)象7、8之實(shí)心體)↙↙

(4)用視點(diǎn)命令顯示立體的軸測(cè)圖。

命令：VPOINT↙－1，－1，1↙

(5)用倒角命令對(duì)f20孔進(jìn)行倒角處理。

命令：CHAMFER↙(選f20圓柱孔)↙↙1↙1↙(選f20圓)↙↙

上述建模結(jié)果用命令HIDE消隱后如圖15-22所示。

圖15-23是我們綜合運(yùn)用AutoCAD的實(shí)體建模功能構(gòu)造的減速器箱體的幾何模型(采用輪廓線顯示，并作了消隱處理)。實(shí)踐表明，AutoCAD的建模能力是很強(qiáng)的。圖15-22零件的三維模型圖15-23減速器箱體的幾何模型

15.3

AutoCAD的明暗與渲染處理技術(shù)

物體能被人看到，是物體反射的光線進(jìn)入人的視線的結(jié)果。在計(jì)算機(jī)圖學(xué)中，為了描述物體表面朝某方向輻射光能的顏色，常使用一個(gè)既能表示光能大小又能表示其色彩組成的物理量，這就是光亮度。采用光亮度可以正確描述光在物體表面的反射、透射(折射)和吸收現(xiàn)象，因而可以正確計(jì)算出物體表面在空間給定方向上的光能顏色。影響物體表面光亮度的因素有：物體方面——透明度、表面光滑度、顏色、表面紋理、物體的陰影、表面的方位；光源方面——光源的種類(如點(diǎn)光源、平行光源等)、光源的光強(qiáng)度、光源的個(gè)數(shù)、光源的位置、光源的顏色、環(huán)境光；觀察者方面——視點(diǎn)的位置等。光照明模型就是依據(jù)光學(xué)的有關(guān)定律，能計(jì)算出物體表面各點(diǎn)投射到觀察者眼中的光線的光亮度的計(jì)算公式?？紤]物體不透明且光只有漫反射和鏡面反射，由此得到的光照明模型稱為局部光照明模型或基本光照明模型?？紤]物體之間的相互影響、光在物體之間的多重吸收且光具有反射和透射，此時(shí)得到的光照明模型稱為整體光照明模型或光線跟蹤模型。AutoCAD利用光照明模型能使以表面模式或?qū)嶓w模式表示的物體以明暗或者渲染的方式顯示。在進(jìn)行明暗或渲染處理時(shí)，可以對(duì)模型定義材質(zhì)(包括貼圖)和加光照條件。明暗處理使用局部光照明模型，計(jì)算量小，圖像生成速度快，適合于動(dòng)態(tài)觀察模型使用。渲染處理使用整體光照明模型，計(jì)算量大，圖像生成速度較慢，適合于靜態(tài)觀察模型使用。

用AutoCAD制作明暗或渲染圖的步驟為：幾何建?！O(shè)置模型顏色或定義模型材質(zhì)→設(shè)置光源→形成模型觀察視圖→明暗或渲染處理→存圖。下面介紹與明暗和渲染處理有

關(guān)的概念、命令及操作。

一、光源、反射與材質(zhì)

1.光源

AutoCAD中用于明暗和渲染處理的光源分為默認(rèn)光源和用戶設(shè)置光源兩種形式。用戶可設(shè)置的光源類型有：陽光與天光、點(diǎn)光源、平行光、聚光燈。

(1)默認(rèn)光源：默認(rèn)光源是系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定的，該光源是跟隨視點(diǎn)變化的兩個(gè)平行光源，在觀察模型時(shí)，它能照亮模型中的所有面，以便從視覺上辨別這些面。在明暗或渲染處理中，可以使用默認(rèn)光源，也可以使用用戶設(shè)置的光源，但兩者不能同時(shí)使用。缺省情況下，系統(tǒng)使用默認(rèn)光源。

(2)陽光與天光：陽光與天光是AutoCAD中自然照明的主要來源。陽光的光線相互平行，并且在任何距離處都具有相同強(qiáng)度。天光(即自然光)是大氣投射的光線，來自所有方向。用戶可以使用SUNPROPERTIES命令(菜單操作：視圖→渲染→光源→陽光特性)設(shè)置陽光與天光特性，如設(shè)置狀態(tài)(打開或關(guān)閉)、強(qiáng)度、顏色、是否計(jì)算陰影、太陽角度、地理位置等。其中，用戶為模型指定的地理位置、日期和當(dāng)日時(shí)間控制著陽光的角度。

(3)點(diǎn)光源：點(diǎn)光源(可模擬白熾燈)從其所在位置向四周發(fā)射光線，且光線傳播會(huì)隨距離增加而衰減。使用點(diǎn)光源可獲得基本照明效果。點(diǎn)光源的特性主要有：位置、光強(qiáng)度、顏色(默認(rèn)顏色為白色)、衰減方式等。用戶可以用POINTLIGHT命令(菜單操作：視圖→渲染→光源→新建點(diǎn)光源)建立點(diǎn)光源，建立成功后，系統(tǒng)會(huì)在光源位置處顯示一個(gè)點(diǎn)光源圖標(biāo)。POINTLIGHT命令操作為

命令：POINTLIGHT↙

指定源位置<0，0，0>：光源位置坐標(biāo)↙

輸入要更改的選項(xiàng)［名稱(N)/強(qiáng)度因子(I)/狀態(tài)(S)/光度(P)/陰影(W)/衰減(A)/過濾顏色(C)/退出(X)］<退出>：主要選項(xiàng)介紹如下：

①輸入“N”，指定光源名。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

輸入光源名稱：P1↙

(名稱可自由命名)

②輸入“I”，設(shè)置光源的強(qiáng)度，取值范圍為0到系統(tǒng)支持的最大值。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

輸入強(qiáng)度(0.00－最大浮點(diǎn)數(shù))<1>：2↙

③輸入“S”，打開或關(guān)閉點(diǎn)光源。若打開點(diǎn)光源，則系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉默認(rèn)光源；若關(guān)閉點(diǎn)光源，則系統(tǒng)自動(dòng)啟用默認(rèn)光源。執(zhí)行此項(xiàng)后，AutoCAD提示如下：

輸入狀態(tài)［開(N)/關(guān)(F)］<開>：N↙或F↙

④輸入“W”，關(guān)閉陰影計(jì)算或者打開并設(shè)置陰影計(jì)算和顯示方式。使用陰影可獲得真實(shí)的光照模擬效果。關(guān)閉陰影則可以提高圖形生成速度。

⑤輸入“A”，光線衰減設(shè)置。根據(jù)需要可將衰減類型設(shè)置為“無”(缺省情況)、“線性反比”或“平方反比”。

若要修改光源設(shè)置，可執(zhí)行LIGHTLIST命令(菜單操作：視圖→渲染→光源→光源列表)，系統(tǒng)彈出圖15-24所示的對(duì)話框，該對(duì)話框列出了當(dāng)前圖中用戶已設(shè)置的所有光源(可以是多個(gè)同種光源，也可以是不同種光源)。鼠標(biāo)右鍵單擊光源名稱可刪除光源；鼠標(biāo)左鍵雙擊要修改的光源名稱，則系統(tǒng)彈出圖15-25所示的光源特性對(duì)話框，單擊每項(xiàng)特性值,便可編輯修改。若在明暗處理模式下，光源特性值的修改會(huì)實(shí)時(shí)反映在明暗效果圖上?？赏ㄟ^不斷調(diào)整光源特性值來獲得滿意的明暗效果圖或渲染效果圖。圖15-24光源列表對(duì)話框圖15-25光源特性對(duì)話框

(4)平行光：平行光僅向一個(gè)方向發(fā)射統(tǒng)一的平行光光線。平行光的強(qiáng)度并不隨距離的增加而衰減，對(duì)于每個(gè)照射的面，平行光的亮度都與其在光源處相同。統(tǒng)一照亮模型或照亮背景時(shí)，平行光十分有用。平行光光源的特性主要有：方向、光強(qiáng)度、顏色(默認(rèn)顏色為白色)等。其中光源方向有兩種輸入方式：指定光源位置點(diǎn)和投向點(diǎn)的兩點(diǎn)方式、光源方向矢量的坐標(biāo)分量方式。用戶可以用DISTANTLIGHT命令(菜單操作：視圖→渲染→光源→新建平行光)建立平行光光源。DISTANTLIGHT命令有同POINTLIGHT命令類似的“名稱(N)”、“強(qiáng)度(I)”、“狀態(tài)(S)”、“陰影(W)”等選項(xiàng)。

修改平行光光源設(shè)置的方法同點(diǎn)光源。

(5)聚光燈：聚光燈(例如閃光燈、劇場(chǎng)中的跟蹤聚光燈或前燈)發(fā)射定向圓錐形光，其方向和圓錐體的尺寸可以控制。聚光燈的光強(qiáng)度隨距離、聚光角角度和照射角角度而衰減。聚光燈可用于亮顯模型中的特定特征和區(qū)域。聚光燈光源的特性主要有：位置(對(duì)應(yīng)錐頂)和方向(對(duì)應(yīng)軸線，由錐頂和目標(biāo)點(diǎn)確定)、光強(qiáng)度、聚光角(對(duì)應(yīng)最亮光錐的錐頂角亦即光束角，0～160°)、照射角(對(duì)應(yīng)完整光錐的錐頂角，其值大于聚光角，0～160°)、顏色(默認(rèn)顏色為白色)、衰減方式(同點(diǎn)光源)等。用戶可以用SPOTLIGHT命令(菜單操作：視圖→渲染→光源→新建聚光燈)建立聚光燈光源，建立成功后，系統(tǒng)會(huì)在光源位置處顯示一個(gè)聚光燈光源圖標(biāo)。SPOTLIGHT命令有同POINTLIGHT命令類似的“名稱(N)”、“強(qiáng)度(I)”、“狀態(tài)(S)”、“陰影(W)”、“衰減(A)”等選項(xiàng)。

修改聚光燈光源設(shè)置的方法同點(diǎn)光源。

2.反射

物體表面呈現(xiàn)的顏色僅由其反射光決定。通常，人們把反射光考慮成三個(gè)分量的組合。這三個(gè)分量分別是環(huán)境反射、漫反射和鏡面反射(即高光)。環(huán)境反射分量假定入射光均勻地從周圍環(huán)境入射至物體表面并等量地向各個(gè)方向反射，漫反射分量表示特定光源在物體表面的反射光中那些向空間各方向均勻反射出去的光，鏡面反射光為一定方向的反射光，它遵