1、第6章 三維繪圖,目前，三維圖形的繪制廣泛應(yīng)用在工程設(shè)計(jì)和繪圖過程中。三維模型可以直觀地表現(xiàn)出物體的實(shí)際形狀。,三維繪圖基礎(chǔ),繪制線框模型 繪制表面模型 繪制實(shí)體模型,三維建模工作空間 三維繪圖的基本術(shù)語 三維圖形分類 三維坐標(biāo)系 觀察三維對(duì)象,6.1 三維繪圖基礎(chǔ),在AutoCAD中，要?jiǎng)?chuàng)建和觀察三維圖形，就一定要使用三維坐標(biāo)系和三維坐標(biāo)。因此，了解并掌握三維坐標(biāo)系，樹立正確的空間觀念，是學(xué)習(xí)三維圖形繪制的基礎(chǔ)。,三維建模工作空間,切換至AutoCAD三維工作空間創(chuàng)建三維模型。在“工作空間”工具欄的下拉列表中選擇“三維建?！边x項(xiàng)或選取菜單命令“工具”/“工作空間”/“三維建?！?，即可切換至該

2、空間。,三維繪圖基礎(chǔ),所有二維基本繪圖命令，除點(diǎn)、直線、射線、構(gòu)造線可以在三維空間任意繪制以外，其他基本的二維繪圖命令只能在XY平面內(nèi)繪制。 所有的二維修改命令，只有打斷于點(diǎn)、倒角、圓角、刪除、分解、復(fù)制可以應(yīng)用于三維坐標(biāo)系中，其他的修改命令只能在XY平面上進(jìn)行操作。 在二維圖形繪制中經(jīng)常使用的對(duì)象捕捉、對(duì)象追蹤等輔助繪圖功能，在三維繪圖中同樣適用。,三維繪圖基本術(shù)語,三維實(shí)體模型需要在三維實(shí)體坐標(biāo)系下進(jìn)行描述，在三維坐標(biāo)系下，可以使用直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)的方法來定義點(diǎn)。此外，在繪制三維圖形時(shí)，還可使用柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)來定義點(diǎn)。在創(chuàng)建三維實(shí)體模型前，應(yīng)該首先了解三維繪圖的一些基本術(shù)語：,XY平面:

3、它是X軸垂直于Y軸組成的一個(gè)平面，此時(shí)Z軸的坐標(biāo)為0。 z軸: 它是三維坐標(biāo)系的第三軸，它總是垂直于XY平面 高度: 高度主要是Z軸上的坐標(biāo)值 厚度: 表示Z軸的長(zhǎng)度 和XY平面的夾角: 即視線與其在XY平面的投影線之間的夾角 XY平面角度: 即視線在XY平面的投影線與X軸之間的夾角。 ,三維圖形分類,根據(jù)幾何模型的構(gòu)造方法，可以將三維模型分為線框模型、表面模型和實(shí)體模型三類，它們的創(chuàng)建方法和可編輯特性均不相同。,表面模型: 用物體的表面表示三維物休，在該模型中不僅包括線的信息，而且包括面的信息。,實(shí)體模型: 是三種模型中最高級(jí)的一種，包括線、面和體的全部信息。是三維繪制中使用最多的一種方法。

4、,線框模型：用線來描繪三維對(duì)象的框架，用描繪對(duì)象邊界的點(diǎn)、直線和曲線來表示面的存在，而沒有實(shí)際意義上的面和體。繪制線框模型其實(shí)就是在三維空間中放置的二維對(duì)象，與繪制二維平面圖相似.只是在輸入坐標(biāo)時(shí)需同時(shí)指定Z軸的坐標(biāo)。構(gòu)成線框模型的每個(gè)對(duì)象必須單獨(dú)繪制和定位。,三維坐標(biāo)系,AutoCAD的坐標(biāo)系有世界坐標(biāo)系（WCS）和用戶坐標(biāo)系（UCS）兩種。AutoCAD默認(rèn)的坐標(biāo)系是世界坐標(biāo)系，主要在繪制二維圖形時(shí)使用。在三維圖形中，AutoCAD允許建立自己的坐標(biāo)系（即用戶坐標(biāo)系）。用戶坐標(biāo)系的原點(diǎn)可以放在任意位置上，坐標(biāo)系也可以傾斜任意角度。由于絕大多數(shù)二維繪圖命令只在XY或與XY平行的面內(nèi)有效，在繪

5、制三維圖形時(shí)，經(jīng)常要建立和改變用戶坐標(biāo)系來繪制不同基本面上的平面圖形。,世界坐標(biāo)系(WCS) 是AutoCAD的基本坐標(biāo)系。 繪圖期間，原點(diǎn)和坐標(biāo)軸保持不變。世界坐標(biāo)系由三個(gè)互相垂直并相交的坐標(biāo)軸X,Y,Z組成。 默認(rèn)情況下，X軸正向?yàn)槠聊凰较蛴遥琘軸正向?yàn)榇怪毕蛏?，Z軸正向?yàn)榇怪逼聊黄矫嬷赶蚴褂谜摺Ｗ鴺?biāo)原點(diǎn)在屏幕左下角。 用戶坐標(biāo)系(UCS) 用戶坐標(biāo)系(UCS)為 AutoCAD 軟件中可移動(dòng)坐標(biāo)系。移動(dòng) UCS 可以使設(shè)計(jì)者處理圖形的特定部分變得更加容易。旋轉(zhuǎn) UCS 可以幫助用戶在三維或旋轉(zhuǎn)視圖中指定點(diǎn)。用戶可以任意定義用戶坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)，也可以使UCS與WCS相重合。,三維笛卡爾

6、坐標(biāo)系 絕對(duì)坐標(biāo)： (X,Y,Z) 相對(duì)坐標(biāo)： (X,Y,Z) 柱面坐標(biāo)系 絕對(duì)坐標(biāo)：XY 平面距離XY 平面角度， Z 坐標(biāo) (r, Z) 相對(duì)坐標(biāo)：XY 平面距離XY 平面角度，Z 坐標(biāo) (r, Z) 球面坐標(biāo)系 絕對(duì)坐標(biāo)：XYZ 距離 XY 平面角度 和 XY 平面的夾角 (r) 相對(duì)坐標(biāo)：XYZ 距離 XY 平面角度 和 XY 平面的夾角 (r),右手定則,在三維坐標(biāo)系中，z軸的正軸方向是根據(jù)右手定則確定的。右手定則也決定三維空間中任一坐標(biāo)軸的正旋轉(zhuǎn)方向。要標(biāo)注X, Y和Z軸的正軸方向，就將右手背對(duì)著屏幕放置，拇指即指向X軸的正方向。伸出食指和中指，如右圖所示，食指指向Y軸的正方向，中

7、指所指示的方同即是Z軸的正方向。 要確定軸的正旋轉(zhuǎn)方向，如圖所示，用右手的大拇指指向軸的正方向，彎曲手指，那么手指所指示的方向即是軸的正旋轉(zhuǎn)方同。,創(chuàng)建用戶坐標(biāo)系,工具欄：在“UCS”工具欄中單擊 命令行：鍵盤輸入 “UCS” 菜單欄：“工具”“新建UCS”,命令輸入：,當(dāng)前 UCS 名稱: *沒有名稱* 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) : 指定 X 軸上的點(diǎn)或 : 指定 XY 平面上的點(diǎn)或 ,觀察三維對(duì)象,對(duì)于三維圖形來說，由于點(diǎn)、線、面不在同一個(gè)平面上，因此從一個(gè)角度，或者一個(gè)方向很難觀察整個(gè)三

8、維圖形。針對(duì)這個(gè)情況，Autocad提供了多種觀察三維圖像的工具。通過這些工具，用戶可以在觀察和創(chuàng)建三維對(duì)象的過程中快速定位到相應(yīng)的點(diǎn)、線、面，以更全面、更細(xì)致的觀察三維對(duì)象。,視點(diǎn),視點(diǎn)：就是觀察點(diǎn)，就是平常我們眼睛的方向。,工具欄：“視圖”/ “三維視圖”/“視點(diǎn)預(yù)設(shè)” 命令行：鍵盤輸入 “ddvpoint”,通過對(duì)話框設(shè)置視點(diǎn),通過設(shè)置與X軸以及與XY平面的夾角來設(shè)置視點(diǎn),絕對(duì)于WCS：我們的視線從視點(diǎn)向WCS的原點(diǎn)看； 相對(duì)于UCS：我們的視線從視點(diǎn)向UCS的原點(diǎn)看。,視圖,視圖：在某一視口中以某個(gè)視點(diǎn)觀察的圖形,菜單欄：“視圖”/ “三維視圖”/ 視圖工具欄,三維動(dòng)態(tài)觀察器,菜單欄：

9、“視圖”/ “動(dòng)態(tài)觀察” 工具欄：三維動(dòng)態(tài)觀察器/連續(xù)三維動(dòng)態(tài)觀察,6.2 繪制簡(jiǎn)單三維對(duì)象,繪制點(diǎn) 繪制直線 三維多段線,繪制點(diǎn),命令行：“POINT” 或 “PO”命令 菜單欄： “繪圖” “點(diǎn)” 工具欄：在“繪圖”面板點(diǎn)按鈕,繪制直線,菜單欄：選取“繪圖”菜單“直線”命令 工具欄：在“繪圖”工具欄中單擊“直線”按鈕 命令行：鍵盤輸入 “l(fā)ine” 或 “l(fā)”,命令輸入：,繪制三維多段線,菜單欄：選取“繪圖”菜單“直線”命令 工具欄：在“繪圖”工具欄中單擊“直線”按鈕 命令行：鍵盤輸入 “3DPOLY”,命令輸入：,6.3 繪制三維曲面,繪制三維基本面（長(zhǎng)方體表面、圓錐體表面、下半球面、上

10、半球面、網(wǎng)格棱錐面、球面、圓環(huán)表面、楔體表面） 繪制平面曲面 繪制三維網(wǎng)格面,長(zhǎng)方體表面,命令: 3d 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W): b 指定角點(diǎn)給長(zhǎng)方體: 指定長(zhǎng)度給長(zhǎng)方體: 50 指定長(zhǎng)方體表面的寬度或 立方體(C): 80 指定高度給長(zhǎng)方體: 60 指定長(zhǎng)方體表面繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的角度或 參照(R):,命令行：鍵盤輸入 “3d”,圓錐面,命令: 3d 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W)

11、: c 指定圓錐面底面的中心點(diǎn): 指定圓錐面底面的半徑或 直徑(D): 50 指定圓錐面頂面的半徑或 直徑(D) : 0 指定圓錐面的高度: 50 輸入圓錐面曲面的線段數(shù)目 :,下半球面,命令: 3d 輸入選項(xiàng) 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W): di 指定中心點(diǎn)給下半球面: 指定下半球面的半徑或 直徑(D): 50 輸入曲面的經(jīng)線數(shù)目給下半球面 : 32 輸入曲面的緯線數(shù)目給下半球面 : 16,上半球面,命令: 3D 輸入選項(xiàng) 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO

12、)/網(wǎng)格(M)/棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W): do 指定中心點(diǎn)給上半球面: 指定上半球面的半徑或 直徑(D): 50 輸入曲面的經(jīng)線數(shù)目給上半球面 : 16 輸入曲面的緯線數(shù)目給上半球面 :,網(wǎng)格,命令: 3d 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W): m 指定網(wǎng)格的第一角點(diǎn): 100,300,100 指定網(wǎng)格的第二角點(diǎn): 250,800,500 指定網(wǎng)格的第三角點(diǎn): 300,500,200 指定網(wǎng)格的第四角點(diǎn): 600,100,600 輸入 M 方向上的網(wǎng)格數(shù)量: 10

13、0 輸入 N 方向上的網(wǎng)格數(shù)量: 100,命令: 3d 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W): p 指定棱錐體底面的第一角點(diǎn): 指定棱錐體底面的第二角點(diǎn): 指定棱錐體底面的第三角點(diǎn): 指定棱錐體底面的第四角點(diǎn)或 四面體(T): 指定棱錐體的頂點(diǎn)或 棱(R)/頂面(T):,棱錐,球面,命令: 3d 輸入選項(xiàng) 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W): s 指定中心點(diǎn)給球面: 指定球面的半徑或 直徑(D):

14、50 輸入曲面的經(jīng)線數(shù)目給球面 : 16 輸入曲面的緯線數(shù)目給球面 : 16,圓環(huán)面,命令: 3D 輸入選項(xiàng) 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W): t 指定圓環(huán)面的中心點(diǎn): 指定圓環(huán)面的半徑或 直徑(D): 需要數(shù)值距離、第二點(diǎn)或選項(xiàng)關(guān)鍵字。 指定圓環(huán)面的半徑或 直徑(D): 50 指定圓管的半徑或 直徑(D): 7 輸入環(huán)繞圓管圓周的線段數(shù)目 : 輸入環(huán)繞圓環(huán)面圓周的線段數(shù)目 :,楔體表面,命令: 3D 輸入選項(xiàng) 長(zhǎng)方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網(wǎng)格(M)/

15、棱錐體(P)/球面(S)/圓環(huán)面(T)/楔體表面(W): w 指定角點(diǎn)給楔體表面: 指定長(zhǎng)度給楔體表面: 30 指定楔體表面的寬度: 50 指定高度給楔體表面: 20 指定楔體表面繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的角度:,繪制三維網(wǎng)格曲面,通過一個(gè)一個(gè)平面的網(wǎng)格拼湊出的一個(gè)完整的曲面。 由兩個(gè)變量surftab1和surftab2控制網(wǎng)格的大小，當(dāng)數(shù)值越大時(shí)，網(wǎng)格越小，越逼近于曲面。,三維網(wǎng)格曲面：,旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格 平移網(wǎng)格 直紋網(wǎng)格,邊界網(wǎng)格 三維面,旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄熬W(wǎng)格” “旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格” 命令行：鍵盤輸入 “revsurf”,軌跡曲面只能是線、弧、樣條曲線、二維多段線和三維多段線。旋轉(zhuǎn)軸必須

16、是直線、二維多段線或是三維多段線。若選多段線作為旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，則多段線的首尾點(diǎn)連線為旋轉(zhuǎn)軸。,在AutoCAD中，由一條軌跡曲線繞某一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)生成一個(gè)用三維網(wǎng)格表示的回轉(zhuǎn)面。,旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格：,命令: _revsurf 當(dāng)前線框密度: SURFTAB1=32 SURFTAB2=32 選擇要旋轉(zhuǎn)的對(duì)象: 選擇定義旋轉(zhuǎn)軸的對(duì)象: 指定起點(diǎn)角度 :30 指定包含角 (+=逆時(shí)針，-=順時(shí)針) :60,先設(shè)定SURFTAB1和SURFTAB2的值,指定旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，在軸上選取點(diǎn)的位置會(huì)影響軌跡的旋轉(zhuǎn)方向。旋轉(zhuǎn)方向用右手定則來判斷。,平移網(wǎng)格,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄熬W(wǎng)格” “平移網(wǎng)格” 命令行：鍵盤輸入 “t

17、absurf”,路徑曲線可以是線段、圓(弧)、橢圓(弧)和多段線等。,用于創(chuàng)建多邊形網(wǎng)格，通過指定的方向和距離（方向矢量）拉伸直線或曲線（輪廓曲線）定義的常規(guī)平移曲面。,平移網(wǎng)格：,方向矢量可以是線段或非閉合多段線。若選多段線，則多段線的首尾點(diǎn)連線為方向矢量。,命令: _tabsurf 當(dāng)前線框密度: SURFTAB1=32 選擇用作輪廓曲線的對(duì)象: 選擇用作方向矢量的對(duì)象:,指定方向矢量時(shí)，在軸上選取點(diǎn)的位置會(huì)影響軌跡的平移拉伸方向。,直紋網(wǎng)格,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄熬W(wǎng)格” “直紋網(wǎng)格” 命令行：鍵盤輸入 “rulesurf”,定義曲線可以是點(diǎn)、直線、樣條曲線、圓(弧)、橢圓(弧)和

18、多段線等。,用于創(chuàng)建在兩條直線或者曲線之間創(chuàng)建一個(gè)表示直紋曲面的多邊形網(wǎng)格。,直紋網(wǎng)格：,如果有一個(gè)定義曲線是閉合的，另一條定義曲線也必須閉合，點(diǎn)可以作為開放或閉合曲線。,命令: _rulesurf 當(dāng)前線框密度: SURFTAB1=32 選擇第一條定義曲線: 選擇第二條定義曲線:,指定定義曲線的位置時(shí)不同時(shí)，對(duì)創(chuàng)建出的圖形有影響，可創(chuàng)建出多邊形網(wǎng)格自交的多邊形網(wǎng)格。,邊界網(wǎng)格,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄熬W(wǎng)格” “邊界網(wǎng)格” 命令行：鍵盤輸入 “edgesurf”,曲面邊界可以是直線、樣條曲線、圓弧、開放的二維或三維多段線等。這些邊必須在端點(diǎn)處相交以形成一個(gè)矩形的閉合路徑。,用于創(chuàng)建在四條

19、鄰接變定義的多邊形網(wǎng)格。,邊界網(wǎng)格：,命令: _edgesurf 當(dāng)前線框密度: SURFTAB1=32 SURFTAB2=32 選擇用作曲面邊界的對(duì)象 1: 選擇用作曲面邊界的對(duì)象 2: 選擇用作曲面邊界的對(duì)象 3: 選擇用作曲面邊界的對(duì)象 4:,三維面,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄熬W(wǎng)格” “三維面” 命令行：鍵盤輸入 “3dface”,用于創(chuàng)建具有三邊或四邊的平面網(wǎng)格。,命令: 3dface 指定第一點(diǎn)或 不可見(I): 指定第二點(diǎn)或 不可見(I): 指定第三點(diǎn)或 不可見(I) : 指定第四點(diǎn)或 不可見(I) :,6.4 創(chuàng)建三維實(shí)體,長(zhǎng)方體 楔體 圓錐體表面,圓柱體 圓環(huán)體 球體,長(zhǎng)方

20、體,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄伴L(zhǎng)方體” 命令行：鍵盤輸入 “box”,命令: box 指定第一個(gè)角點(diǎn)或 中心(C): 指定其他角點(diǎn)或 立方體(C)/長(zhǎng)度(L): 指定高度或 兩點(diǎn)(2P) :,楔體,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄靶w” 命令行：鍵盤輸入 “wedge”,命令: wedge 指定第一個(gè)角點(diǎn)或 中心(C): 指定其他角點(diǎn)或 立方體(C)/長(zhǎng)度(L): 指定高度或 兩點(diǎn)(2P) :,椎體,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄白刁w” 命令行：鍵盤輸入 “cone”,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): 指定底面半徑或 直徑

21、(D): 指定高度或 兩點(diǎn)(2P)/軸端點(diǎn)(A)/頂面半徑(T) :,可以先預(yù)設(shè)isolines變量值，用于指定對(duì)象上每個(gè)面的輪廓線數(shù)目（0-2047）,球體,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄扒蝮w” 命令行：鍵盤輸入 “sphere”,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): 指定半徑或 直徑(D) :,圓柱體,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄皥A柱體” 命令行：鍵盤輸入 “cylinder”,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): 指定底面半徑或 直徑(D) : 指定高度或 兩點(diǎn)(2P)/軸端點(diǎn)(A) :,圓環(huán)體,菜單欄：“繪圖”菜單“建?！薄皥A環(huán)體” 命令行：鍵盤輸入 “torus”,命令: torus 指定中心點(diǎn)或三點(diǎn)(3P)/兩點(diǎn)(2P)/切點(diǎn)、切點(diǎn)、半徑(T) 指定半徑或 直徑(D) : 指定圓管半徑