1、第13章 三維繪制基礎(chǔ)與簡單圖形的繪制,在工程設(shè)計和繪圖過程中，三維圖形應(yīng)用越來越廣泛。AutoCAD可以利用3種方式來創(chuàng)建三維圖形，即線架模型方式、曲面模型方式和實體模型方式。線架模型方式為一種輪廓模型，它由三維的直線和曲線組成，沒有面和體的特征。,教學目標 通過本章的學習，讀者應(yīng)了解視圖觀測點的設(shè)立方法 。并掌握坐標系以及簡單圖形的繪制方法 。 教學重點與難點 視圖觀測點的設(shè)立方法 掌握坐標系 簡單圖形的繪制方法,本章知識點,建立用戶坐標系 設(shè)立視圖觀測點 動態(tài)觀察 使用相機 漫游與飛行 觀察三維圖形 繪制三維點 繪制三維直線和樣條曲線 繪制三維多段線 繪制螺旋線,13.2.1 建立用戶坐

2、標系,在三維坐標系下，同樣可以使用直角坐標或極坐標方法來定義點。此外，在繪制三維圖形時，還可使用柱坐標和球坐標來定義點。 柱坐標系：使用XY平面的角和沿Z軸的距離來表示，其格式如下。 XY平面距離XY平面角度，Z坐標(絕對坐標) XY平面距離XY平面角度，Z坐標(相對坐標) 球坐標系：具有點到原點的距離、在XY平面上的角度及和XY平面的夾角3個參數(shù)，其格式如下。 XYZ距離XY平面角度和XY平面的夾角(絕對坐標) XYZ距離XY平面角度和XY平面的夾角(相對坐標),13.2.2 設(shè)立視圖觀測點,視點是指觀察圖形的方向。例如，繪制三維零件圖時，如果使用平面坐標系即Z軸垂直于屏幕，此時僅能看到物體

3、在XY平面上的投影。如果調(diào)整視點至當前坐標系的左上方，將看到一個三維物體。 使用“視點預置”對話框設(shè)置視點 使用羅盤確定視點 使用“三維視圖”菜單設(shè)置視點,使用“視點預置”對話框設(shè)置視點,選擇“視圖”|“三維視圖”|“視點預置”命令(DDVPOINT)，打開“視點預置”對話框，為當前視口設(shè)置視點。 對話框中的左圖用于設(shè)置原點和視點之間的連線在XY平面的投影與X軸正向的夾角；右面的半圓形圖用于設(shè)置該連線與投影線之間的夾角，在圖上直接拾取即可。也可以在“X軸”、“XY平面”兩個文本框內(nèi)輸入相應(yīng)的角度。 單擊“設(shè)置為平面視圖”按鈕，可以將坐標系設(shè)置為平面視圖。默認情況下，觀察角度是相對于WCS坐標系

4、的。選擇“相對于UCS”單選按鈕，可相對于UCS坐標系定義角度。,使用羅盤確定視點,選擇“視圖”|“三維視圖”|“視點”命令(VPOINT)，可以為當前視口設(shè)置視點。該視點均是相對于WCS坐標系的。這時可通過屏幕上顯示的羅盤定義視點。 三軸架的3個軸分別代表X軸、Y軸和Z軸的正方向。當光標在坐標球范圍內(nèi)移動的時候，三維坐標系通過繞Z軸旋轉(zhuǎn)可調(diào)整X、Y軸的方向。坐標球中心及兩個同心圓可定義視點和目標點連線與X、Y、Z平面的角度。,使用“三維視圖”菜單設(shè)置視點,選擇“視圖”|“三維視圖”子菜單中的“俯視”、“仰視”、“左視”、“右視”、“主視”、“后視”、“西南等軸測”、“東南等軸測”、“東北等軸

5、測”和“西北等軸測”命令，從多個方向來觀察圖形 。,13.2.3 動態(tài)觀察,在AutoCAD 2010中，選擇“視圖”|“動態(tài)觀察”命令中的子命令，可以動態(tài)觀察視圖 。,13.2.4 使用相機,在AutoCAD 2010中，相機是新引入的一個對象，用戶可以在模型空間放置一臺或多臺相機來定義3D透視圖。 創(chuàng)建相機 相機預覽 運動路徑動畫,創(chuàng)建相機,選擇“視圖”|“創(chuàng)建相機”命令，可以在視圖中創(chuàng)建相機，當指定了相機位置和目標位置后，命令行顯示如下提示信息。 輸入選項 ?/名稱(N)/位置(LO)/高度(H)/目標(T)/鏡頭(LE)/剪裁(C)/視圖(V)/退出(X) : 在該命令提示下，可以指定

6、創(chuàng)建的相機名稱、相機位置、高度、目標位置、鏡頭長度、剪裁方式以及是否切換到相機視圖。,相機預覽,在視圖中創(chuàng)建了相機后，當選中相機時，將打開“相機預覽”窗口。其中，在預覽框中顯示了使用相機觀察到的視圖效果。在“視覺樣式”下拉列表框中，可以設(shè)置預覽窗口中圖形的三維隱藏、三維線框、概念、真實等視覺樣式 。,運動路徑動畫,在AutoCAD 2010中，可以選擇“視圖”|“運動路徑動畫”命令，創(chuàng)建相機沿路徑運動觀察圖形的動畫，此時將打開“運動路徑動畫”對話框。 在“運動路徑動畫”對話框中，“相機”選項組用于設(shè)置相機鏈接到的點或路徑，使相機位于指定點觀測圖形或沿路徑觀察圖形；“目標”選項組用于設(shè)置相機目標

7、鏈接到的點或路徑；“動畫設(shè)置”選項組用于設(shè)置動畫的幀頻、幀數(shù)、持續(xù)視覺、分辨率、動畫輸出格式等選項。 當設(shè)置完動畫選項后，單擊預覽按鈕，將打開“動畫預覽”窗口，可以預覽動畫播放效果。,13.2.5 漫游與飛行,在AutoCAD 2010中，用戶可以在漫游或飛行模式下，通過鍵盤和鼠標可以控制視圖顯示，或創(chuàng)建導航動畫。 “定位器”選項板 漫游和飛行設(shè)置,“定位器”選項板,選擇“視圖”|“漫游”或“視圖”|“飛行”命令，打開“定位器”選項板和“三維漫游導航映射”對話框。,漫游和飛行設(shè)置,選擇“視圖”|“漫游和飛行”命令，打開“漫游和飛行設(shè)置”對話框。可以設(shè)置顯示指令窗口的時機，窗口顯示的時間，以及當

8、前圖形設(shè)置的步長和每秒步數(shù) 。,13.2.6 觀察三維圖形,在AutoCAD中，使用“視圖”|“縮放”、“視圖”|“平移”子菜單中的命令可以縮放或平移三維圖形，以觀察圖形的整體或局部。其方法與觀察平面圖形的方法相同。此外，在觀測三維圖形時，還可以通過旋轉(zhuǎn)、消隱及設(shè)置視覺樣式等方法來觀察三維圖形。 消隱圖形 使用“視覺樣式”菜單觀察三維圖形 改變?nèi)S圖形的曲面輪廓素線 以線框形式顯示實體輪廓 改變實體表面的平滑度,消隱圖形,在繪制三維曲面及實體時，為了更好地觀察效果，可選擇“視圖”|“消隱”命令(HIDE)，暫時隱藏位于實體背后而被遮擋的部分。 執(zhí)行消隱操作之后，繪圖窗口將暫時無法使用“縮放”和

9、“平移”命令，直到選擇“視圖”|“重生成”命令重生成圖形為止。,使用“視覺樣式”菜單觀察三維圖形,戶還可以通過選擇“視圖”|“視覺樣式”子命令更加真實的觀察三維圖形，例如選擇“概念”命令觀察三維圖形。,改變?nèi)S圖形的曲面輪廓素線,當三維圖形中包含彎曲面時(如球體和圓柱體等)，曲面在線框模式下用線條的形式來顯示，這些線條稱為網(wǎng)線或輪廓素線。使用系統(tǒng)變量ISOLINES可以設(shè)置顯示曲面所用的網(wǎng)線條數(shù)，默認值為4，即使用4條網(wǎng)線來表達每一個曲面。該值為0時，表示曲面沒有網(wǎng)線，如果增加網(wǎng)線的條數(shù)，則會使圖形看起來更接近三維實物。,以線框形式顯示實體輪廓,使用系統(tǒng)變量DISPSILH可以以線框形式顯示實

10、體輪廓。此時需要將其值設(shè)置為1，并用“消隱”命令隱藏曲面的小平面 。,改變實體表面的平滑度,要改變實體表面的平滑度，可通過修改系統(tǒng)變量FACETRES來實現(xiàn)。該變量用于設(shè)置曲面的面數(shù)，取值范圍為0.0110。其值越大，曲面越平滑 。 如果DISPSILH變量值為1，那么在執(zhí)行“消隱”、“渲染”命令時并不能看到FACETRES設(shè)置效果，此時必須將DISPSILH值設(shè)置為0。,13.2.7 繪制三維點,選擇“繪圖”|“點”命令，或在“繪圖”工具欄中單擊“點”按鈕，然后在命令行中直接輸入三維坐標即可繪制三維點。 由于三維圖形對象上的一些特殊點，如交點、中點等不能通過輸入坐標的方法來實現(xiàn)，可以采用三維

11、坐標下的目標捕捉法來拾取點。 二維圖形方式下的所有目標捕捉方式在三維圖形環(huán)境中可以繼續(xù)使用。不同之處在于，在三維環(huán)境下只能捕捉三維對象的頂面和底面的一些特殊點，而不能捕捉柱體等實體側(cè)面的特殊點即在柱狀體側(cè)面豎線上無法捕捉目標點，因為主體的側(cè)面上的豎線只是幫助顯示的模擬曲線。在三維對象的平面視圖中也不能捕捉目標點，因為在頂面上的任意一點都對應(yīng)著底面上的一點，此時的系統(tǒng)無法辨別所選的點究竟在哪個面上。,13.2.8 繪制三維直線和樣條曲線,兩點決定一條直線。當在三維空間中指定兩個點后，如點(0,0,0)和點(1,1,1)，這兩個點之間的連線即是一條3D直線。 同樣，在三維坐標系下，使用“繪圖”|“樣條曲線”命令，可以繪制復雜3D樣條曲線，這時定義樣條曲線的點不是共面點。例如，經(jīng)過點(0,0,0)、(10,10,10)、(0,0,20)、(-10,-10,30)、(0,0,40)、(10,10,50)和(0,0,60)繪制的樣條曲線。,13.2.9 繪制三維多段線,在二維坐標系下，使用“繪圖”|“多段線”命令繪制多段線，盡管各線條可以設(shè)置寬度和厚度，但它們必須共面。三維多線段的繪制過程和二維多線段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三維多線段中只有直線段