第十六課時 繪製三維圖形
重點與難點:本節重點講解了三維坐標表示及三維圖形觀察方法;使用直線、樣條曲線、三維多段線和各種曲面繪製命令繪製三維圖形;使用基本命令繪製三維實體以及通過對二維圖形進行拉伸、旋轉等操作創建各種各樣的複雜實體。
在工程設計和繪圖過程中,三維圖形應用越來越廣泛。AutoCAD可以利用3種方式來創建三維圖形,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,沒有面和體的特徵。曲面模型用面描述三維對象,它不僅定義了三維對象的邊界,而且還定義了表面即具有面的特徵。實體模型不僅具有線和面的特徵,而且還具有體的特徵,各實體對象間可以進行各種布爾運算操作,從而創建複雜的三維實體圖形。
如何將單個視口變成四個視口方法
視口工具欄中點擊顯示“視口”對話框,選四個相等視圖,改為三維,在左上角為俯視圖,右上角為主視圖(前視圖),左下角為左視圖,右下角為--—等軸測。
觀察三維圖形
在AutoCAD中,使用“視圖”菜單下的“縮放”、“視圖”菜單下的“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、消隱及著色等方法來觀察三維圖形。
消隱圖形
在繪製三維曲面及實體時,為了更好地觀察效果,可選擇“視圖”菜單下的“消隱”命令(HIDE),暫時隱藏位於實體背後而被遮擋的部分。
著色圖形
在AutoCAD中,使用“視圖”菜單下的“著色”子菜單中的命令,可生成“二維線框”、“三維線框”、“消隱”、“平面渲染”、“體渲染”、“帶邊框平面渲染”和“帶邊框體渲染”多種視圖。例如,選擇“視圖”----“著色”---“平面著色”命令,以圖形的線框顏色著色圖形。
著色工具欄:可在立體表面塗上單一顏色,還可根椐立體面所處方位的不同而表現出對光線折射的差別。
1、 二維線框:顯示用直線和曲線表示邊界的對象
2、 三維線框:顯示用直線和曲線表示邊界的對象,這是UCS為一個著色的三維圖標。
3、 消隱:顯示用三維線框表示的對象,同時消隱表示後向面的線。
4、 平面著色:用於在多邊形面之間著色對象,但平面著色的對象不加體著色的對象那樣細緻、光滑。
5、 體著色:用於對多邊形平面之間的對象進行著色,並使其邊緣平滑,給對象一個光滑,具有真實感的外觀。
6、 帶邊框平面著色:合併平面著色和線框選項。
7、 帶邊框體著色:合併體著色和線框選項。
下面我們講一個“三維動態觀察器”和“三維連續觀察器”命令。
1、選擇“視圖”菜單下“三維動態觀察器”命令(BDORBIT)或單擊中的三維動態觀察按紐,可通過單擊和拖動的方式,在三維空間動態觀察對象。移動游標時,其形狀也將隨之改變,以指示視圖的旋轉方向。
2、單擊中的三維連續觀察按紐,是滑鼠拖動的方向就是旋轉的方向,滑鼠拖動的快與慢就是模型旋轉速度的快與慢。
繪製三維點和線
選擇“繪圖”---“點”命令,或在“繪圖”工具欄中單擊“點”按鈕,然後在命令行中直接輸入三維坐標即可繪製三維點。由於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,可以採用三維坐標下的目標捕捉法來拾取點。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“樣條曲線”命令,可以繪製複雜3D樣條曲線,這時定義樣條曲線的點不是共面點。
在二維坐標系下,使用“繪圖”---“多段線”命令繪製多段線,儘管各線條可以設置寬度和厚度,但它們必須共面。三維多線段的繪製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,沒有圓弧段。選擇“繪圖”----“三維多段線”命令(3DPOLY),此時命令行提示依次輸入不同的三維空間點,以得到一個三維多段線。
繪製三維曲面
在AutoCAD中,不僅可以繪製球面、圓錐面、圓柱面等基本三維曲面,還可以繪製旋轉曲面、平移曲面、直紋曲面和邊界曲面。使用“繪圖”---“曲面”子菜單中的命令或“曲面”工具欄可以繪製這些曲面
選擇“繪圖”---“曲面”---“三維曲面”命令,利用打開的“三維對象”對話框,可以繪製大部分三維曲面,如長方體表面、稜錐面、楔體表面及球面等。
選擇“繪圖”---“曲面”---“三維面”命令(3DFACE),可以繪製三維面。三維面是三維空間的表面,它沒有厚度,也沒有質量屬性。由“三維面”命令創建的每個面的各頂點可以有不同的Z坐標,但構成各個面的頂點最多不能超過4個。
選擇“繪圖”---“曲面”---“三維網格”命令(3DMESH),可以根據指定的M行N列個頂點和每一頂點的位置生成三維空間多邊形網格。M和N的最小值為2,表明定義多邊形網格至少要4個點,其最大值為256。
選擇“繪圖”----“曲面”---“旋轉曲面”命令(REVSURF),可以將曲線繞旋轉軸旋轉一定的角度,形成旋轉曲面。
選擇“繪圖”----“曲面”----平移曲面”命令(RULESURF),可以將路徑曲線沿方向矢量進行平移后構成平移曲面。
選擇“繪圖”|“曲面”|“直紋曲面”命令(RULESURF),可以在兩條曲線之間用直線連接從而形成直紋曲面。
選擇“繪圖”---“曲面”---“邊界曲面”命令(EDGESURF),可以使用4條首尾連接的邊創建三維多邊形網格。
繪製基本實體
在AutoCAD中,使用“繪圖”--“實體”子菜單中的命令,或使用“實體”工具欄,可以繪製長方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體及圓環體等基本實體模型。
A、選擇“繪圖”---“實體”----“長方體”命令(BOX),或在“實體”工具欄中單擊“長方體”按鈕,都可以繪製長方體,此時命令行顯示如下提示。
指定長方體的角點或 [中心點(CE)] <0,0,0>:
在創建長方體時,其底面應與當前坐標系的XY平面平行,方法主要有指定長方體角點和中心兩種。
B、選擇“繪圖”---“實體”----“楔體”命令(WEDGE),或在“實體”工具欄中單擊“楔體”按鈕,都可以繪製楔體。由於楔體是長方體沿對角線切成兩半后的結果,因此可以使用與繪製長方體同樣的方法來繪製楔體。
C、選擇“繪圖”----“實體”---“圓柱體”命令(CYLINDER),或在“實體”工具欄中單擊“圓柱體”按鈕,可以繪製圓柱體或橢圓柱體。
D、選擇“繪圖”----“實體”---“圓錐體”命令(CONE),或在“實體”工具欄中單擊“圓錐體”按鈕,即可繪製圓錐體或橢圓形錐體。
E、選擇“繪圖”---“實體”---“球體”命令(SPHERE),或在“實體”工具欄中單擊“球體”按鈕,都可以繪製球體。
F、選擇“繪圖”---“實體”---“圓環體”命令(TORUS),或在“實體”工具欄中單擊“圓環體”按鈕,都可以繪製圓環實體,此時需要指定圓環的中心位置、圓環的半徑或直徑,以及圓管的半徑或直徑。
通過二維圖形創建實體
在AutoCAD中,選擇“繪圖”--“實體”---“拉伸”命令(EXTRUDE),可以將2D對象沿Z軸或某個方向拉伸成實體。拉伸對象被稱為斷面,可以是任何2D封閉多段線、圓、橢圓、封閉樣條曲線和面域,多段線對象的頂點數不能超過500個且不小於3個。
對二維線進行拉伸方法
1. 在命令欄中輸入快捷鍵為EXT
2. 指定位伸的高度
3. 指定拉伸的傾斜角度
4. 確定
使用“繪圖”|“實體”|“旋轉”命令,將二維對象繞某一軸旋轉生成實體。用於旋轉的二維對象可以是封閉多段線、多邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環及封閉區域。三維對象、包含在塊中的對象、有交叉或自干涉的多段線不能被旋轉,而且每次只能旋轉一個對象。
課後練習:利用本節所學內容完成二層樓梯和電腦桌的製作。