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第十二章 三維圖形繪制

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本課要點:
(1)三維坐標系統
(2)三維圖形觀察
(3)三維點線及曲面的繪制
(4)繪制基本三維表面
AutoCAD 可以利用3種方式來創建三維圖形,即線框造型方式、曲面模型方式和實體模型方式。線框造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。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征。實體模型不僅具有線、面的特征,而且還具有體的特征,各實體對象間可以進行各種布爾運算操作,從而創建復雜的三維實體圖形。
布爾運算
布爾運算是數學上的一種邏輯運算,在AutoCAD繪圖中對提高繪圖效率具有很大作用,尤其當繪制比較復雜的圖形時。布爾運算的對象只包括實體和共面的面域,對于普通的線條圖形對象無法使用布爾運算。
通常的布爾運算包括并集、交集和差集3種,操作方法類似。
執行方式
下拉菜單:【修改】|【實體編輯】|【并集】/【交集】/【差集】
命令行:UNION(并集)/INTERSECT(交集)/SUBTRACT(差集)
工具欄:
并集可以合并兩個或多個實體(或面域),構成一個組合對象。
差集可以刪除兩個實體間(或面域)的公共部分。
交集可以用兩個或多個重疊實體(或面域)的公共部分創建組合實體。
12..1 三維繪圖術語及坐標系
一、術語
用戶在創建三維實體模型前,應先了解一些基本術語:
1、XY 平面:它是由 X 軸垂直于 Y 軸組成的一個平面,此時 Z 軸的坐標是0。
2、Z 軸:Z 軸是三維坐標系的第三軸,它總是垂直于 XY 平面。
3、高度:高度主要是 Z 軸上的坐標值。
4、厚度:主要是 Z 軸方向上的長度。
5、相機位置:在觀察三維模型時,相機的位置相當于視點。
6、目標點:當用戶眼睛通過照相機看某物體的時候,用戶聚焦在一個清晰點上,該點就是所謂的目標點。
7、視線:假想的線,它是將視點和目標點連接起來的線。
8、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。
9、XY 平面角度:即視線在 XY 平面的投影線與 X 軸之間的夾角。
二、三維坐標系
AutoCAD 2010 使用的是笛卡兒坐標系。AutoCAD 2010 使用的直角坐標系有兩種類型,一種是繪制二維圖形時常用的坐標系,即世界坐標系(WCS),由系統默認提供。世界坐標系又稱通用坐標系或絕對坐標系。對于二維繪圖來說,世界坐標系足以滿足要求。另一種是用戶坐標(UCS),為了方便創建三維模型,AutoCAD 2010 允許用戶根據自己的需要設定坐標系,即用戶坐標系(UCS)。合理的創建 UCS,可以方便地創建三維模型。
執行方式
下拉菜單:【工具】|【命名 UCS 】
命令行: UCSMAN 
工具欄:
12..2 觀察三維圖形
AutoCAD 2010 提供了具有交互控制功能的三維動態觀察器,用三維動態觀察器,用戶可以實時地控制和改變當前視口中創建的三維視圖,以得到用戶期望的效果。
執行方式
下拉菜單:【視圖】|【三維動態觀察器】
命令行: 3DORBIT
工具欄:
12..3 繪制簡單三維圖形
一、繪制三維點
執行方式
下拉菜單:【繪圖】|【點】|【單點】
命令行: POINT
由于在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,因此可以采用三維坐標下的目標捕捉法來拾取點。
在二維圖形方式下的所有目標捕捉方式在三維圖形環境中可以繼續使用。不同之處在于,在三維環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面的特殊點,即在柱狀體側面豎線上無法捕捉目標點,因為柱體的側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著底面上的一點,此時的系統無法辨別所選的點究竟在那個面上。
在 AutoCAD 中,三維圖形的目標捕捉模式為 APPOINT 模式。通過該模式可選擇當前視圖中具有不同高度,且彼此重疊的兩個對象明顯相交的點,然后用所選擇對象的最小 Z 值作為交點的 Z 坐標。
二、繪制三維面
執行方式
下拉菜單:【繪圖】|【曲面】|【三維面】
命令行: 3DFACE
工具欄:
12..4 繪制三維網格曲面
一、直紋曲面
執行方式
下拉菜單:【繪圖】|【曲面】|【直紋曲面】
命令行: RULESURF
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