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第十二章 三维图形绘制

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本课要点:
(1)三维坐标系统
(2)三维图形观察
(3)三维点线及曲面的绘制
(4)绘制基本三维表面
AutoCAD 可以利用3种方式来创建三维图形,即线框造型方式、曲面模型方式和实体模型方式。线框造型方式为一种轮廓模型,它由三维的直线和曲线组成,没有面和体的特征。曲面模型用面描述三维对象,它不仅定义了三维对象的边界,而且还定义了表面即具有面的特征。实体模型不仅具有线、面的特征,而且还具有体的特征,各实体对象间可以进行各种布尔运算操作,从而创建复杂的三维实体图形。
布尔运算
布尔运算是数学上的一种逻辑运算,在AutoCAD绘图中对提高绘图效率具有很大作用,尤其当绘制比较复杂的图形时。布尔运算的对象只包括实体和共面的面域,对于普通的线条图形对象无法使用布尔运算。
通常的布尔运算包括并集、交集和差集3种,操作方法类似。
执行方式
下拉菜单:【修改】|【实体编辑】|【并集】/【交集】/【差集】
命令行:UNION(并集)/INTERSECT(交集)/SUBTRACT(差集)
工具栏:
并集可以合并两个或多个实体(或面域),构成一个组合对象。
差集可以删除两个实体间(或面域)的公共部分。
交集可以用两个或多个重叠实体(或面域)的公共部分创建组合实体。
12..1 三维绘图术语及坐标系
一、术语
用户在创建三维实体模型前,应先了解一些基本术语:
1、XY 平面:它是由 X 轴垂直于 Y 轴组成的一个平面,此时 Z 轴的坐标是0。
2、Z 轴:Z 轴是三维坐标系的第三轴,它总是垂直于 XY 平面。
3、高度:高度主要是 Z 轴上的坐标值。
4、厚度:主要是 Z 轴方向上的长度。
5、相机位置:在观察三维模型时,相机的位置相当于视点。
6、目标点:当用户眼睛通过照相机看某物体的时候,用户聚焦在一个清晰点上,该点就是所谓的目标点。
7、视线:假想的线,它是将视点和目标点连接起来的线。
8、和 XY 平面的夹角:即视线与其在 XY 平面的投影线之间的夹角。
9、XY 平面角度:即视线在 XY 平面的投影线与 X 轴之间的夹角。
二、三维坐标系
AutoCAD 2010 使用的是笛卡儿坐标系。AutoCAD 2010 使用的直角坐标系有两种类型,一种是绘制二维图形时常用的坐标系,即世界坐标系(WCS),由系统默认提供。世界坐标系又称通用坐标系或绝对坐标系。对于二维绘图来说,世界坐标系足以满足要求。另一种是用户坐标(UCS),为了方便创建三维模型,AutoCAD 2010 允许用户根据自己的需要设定坐标系,即用户坐标系(UCS)。合理的创建 UCS,可以方便地创建三维模型。
执行方式
下拉菜单:【工具】|【命名 UCS 】
命令行: UCSMAN 
工具栏:
12..2 观察三维图形
AutoCAD 2010 提供了具有交互控制功能的三维动态观察器,用三维动态观察器,用户可以实时地控制和改变当前视口中创建的三维视图,以得到用户期望的效果。
执行方式
下拉菜单:【视图】|【三维动态观察器】
命令行: 3DORBIT
工具栏:
12..3 绘制简单三维图形
一、绘制三维点
执行方式
下拉菜单:【绘图】|【点】|【单点】
命令行: POINT
由于在三维图形对象上的一些特殊点,如交点、中点等不能通过输入坐标的方法来实现,因此可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。
在二维图形方式下的所有目标捕捉方式在三维图形环境中可以继续使用。不同之处在于,在三维环境下只能捕捉三维对象的顶面和底面的一些特殊点,而不能捕捉柱体等实体侧面的特殊点,即在柱状体侧面竖线上无法捕捉目标点,因为柱体的侧面上的竖线只是帮助显示的模拟曲线。在三维对象的平面视图中也不能捕捉目标点,因为在顶面上的任意一点都对应着底面上的一点,此时的系统无法辨别所选的点究竟在那个面上。
在 AutoCAD 中,三维图形的目标捕捉模式为 APPOINT 模式。通过该模式可选择当前视图中具有不同高度,且彼此重叠的两个对象明显相交的点,然后用所选择对象的最小 Z 值作为交点的 Z 坐标。
二、绘制三维面
执行方式
下拉菜单:【绘图】|【曲面】|【三维面】
命令行: 3DFACE
工具栏:
12..4 绘制三维网格曲面
一、直纹曲面
执行方式
下拉菜单:【绘图】|【曲面】|【直纹曲面】
命令行: RULESURF
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