第十三章-三维建模课件

第十三章 AutoCAD R2004AutoCAD R2004 三维图形绘制三维图形绘制制作人：魏旭三维图形三维图形三维设计展现了建筑模型在三维空间中的真实形状，表达了设计思想，验证了布局的合理性、建筑体量关系和建筑空间的尺度感。三维图形绘制主要分三部分：三维模型的创建、三维模型的观察和三维模型的效果表达二、三维模型的创建三维模型的创建(1)(1)1、如何指定三维坐标X、Y、Z三维坐标右手法则确定三维Z轴正方向如何输入X/Y/Z坐标输入(.)和字母确定未知点（点过滤器）相对坐标x,y,z柱面坐标距离角度，距离(后一个距离是沿Z轴的变化量）球面坐标距离角度视口命名视口；新建视口等轴测视图(3)3、引入UCS简化三维图形绘制定义用户坐标系UCS重新指定坐标原点（0，0，0）的位置以及XY平面和Z轴的方向使用UCS命令中“三点”选项在三维空间定义UCS配合多视口使用正交UCS(4)4、表面建模（曲面）构造三维模型的外表面特点：简单易用，占用资源最小，构造复杂洞口困难，使用到3dsVIZ中，某些命令会导致正反面颠倒，须调整。使用Properties（对象特性）、Change(修改）、和Chprop(修改对象特性）命令中的厚度和高度即可将二维线变为三维面。3DFace命令表面建模的基础命令(5)矩形网格命令3DMESH直纹曲面RULSURF平移曲面TABSURF旋转曲面REVSURF边定曲面EDGESURF予定义曲面:长方体、圆锥体、上半球面、下半球面、网格、棱锥面、球体、园环和楔体SURFTAB1和SURFTAB2控制曲面圆滑度(6)Pline线设置宽度和厚度，生成方体表面常用在建筑墙体、窗框、柱等；Circle设置厚度生成圆柱体，方便修改；Pline线宽为0，闭合生成的空心表面体，可在3dsVIZ软件中自动封面；insertdwg(7)5、实体建模（曲面）表示整个对象的体积特点：信息最完整，复杂的实体形较网格对象容易构造。灵活方便但占用资源多，建筑建模能采用Pline就不用实体。实体建模分三种方法：构造基本实体形、组合基本实体成复杂实体、对实体作圆角、倒角和其他编辑处理。ISOLINES变量控制模型光滑程度，FACETRES变量控制着色和消隐对象光滑程度。5.1、构造基本实体使用标准体素:长方体、球体、园柱体、圆锥体、园环体和楔体；Extrude沿Z轴方向或路径拉伸拉伸Pline绘制2维闭合图形成实体；被拉伸的图形必须是封闭的图形，图形没有自交叉。Revolve沿指定2D对象或指定轴，按指定的角度旋塑旋塑Pline绘制的2维闭合图形成实体；Slice按指定的“三点”平面、2D对象、轴或平面将实体剖切剖切成新实体。Section按指定的“三点”平面、2D对象、轴或平面创建实体的相交截面截面。截面为面域，可填充或消隐。5.2、组合基本实体成复杂实体-使用布尔运算将现有实体实行并、交、差运算成复杂实体；-Union并集并集合并两个或多个实体（或面域），构成一个复合实体；-Subtract差集差集删除两实体间的公共部分；-Intersect交集交集将两个实体以上的重叠部分创建成新的实体。5.3、编辑复合实体-使用Fillet、Chamfer对实体实行圆角和倒角；-运用Solidedit实体编辑命令中“删除面”去掉圆角和倒角；-Solidedit编辑实体常用选项：-拉伸(E)/移动(M)/偏移(O)/删除(D)/复制(C)三、三维图形观察三、三维图形观察l透视的基本基本概念l一点、二点和三点透视l透视角度的选择l一点和三点透视的运用l优秀的透视能力被赋予在AutoCAD环境中-Dview命令模拟单镜头反光照相机获得真实的透视效果；-Dview命令使用套路：“Po”设置相机点和相机目标点（过滤器）；“D”打开透视选项；“Z”调整相机镜头焦距；“D”再调整相机与相机目标点距离。-关键关键：“Po”决定是否一点、二点还是三点透视效果。lVpoint使用轴三角架和罗盘选择三维视点-DDVpoint予置视点-Vpoint特殊视点：1,0,0东立面；-1,0,0西立面0,1,0北立面；0,-1,0南立面0,0,1平面l3Dorbit三维动态观察器lPlan平面命令lView视图存盘命令lHide消隐-隐藏被前景对象遮掩的背景对象消隐图形不能编辑Shade着色消隐四、三维图形图纸表达四、三维图形图纸表达l模型空间和图纸空间-模型空间:创建和编辑图形的工作空间，是三维空间；-图纸空间：模拟图纸的页面，是二维空间。一、三维命令介绍1、CHANGE命令、功能改变选定对象的性质，包括厚度、标高、图层、颜色、线型等、操作CHANGE回车选择图形输入P回车表示改变选定对象的性质输入T回车改变选定对象的厚度（Z高度）输入高度值在计算机提示后输入E回车表示改变标高输入标高值。输入LA可以改变图层，输入LT改变线型等2、VPOINT、功能按照用户指定的视点生成轴测图。、操作VPOINT回车确定视点，用三种方式确定视点A、直接输入视点的三维坐标1，0，0东立面-1，0，0西立面0，1，0北立面0，-1，0南立面0，0，1平面1，1，1东北等轴测图-1，1，1西北等轴测图1，-1，1东南等轴测图-1，-1，1西南等轴测图B、输入R回车使用两个角度指定新的观察方向。输入XY平面中与X轴的夹角:指定一个角度第一个角度指定为在XY平面中与X轴的夹角。输入XY平面中与X轴的夹角:指定一个角度第二个角度指定为与XY平面的夹角，位于XY平面的上方或下方。C、回车 使用罗盘方式3、UCS命令功能定义及管理用户坐标系统。用户坐标系(UCS)为坐标输入、操作平面和观察提供一种可变动的坐标系。命令ucs定义新坐标系方式l可用不同的方法定义UCS：l指定新原点、新XY平面或新Z轴l使新UCS与现有的对象对齐l使新UCS与当前视图方向对齐l绕任意一个轴旋转当前的UCSl为现有的UCS提供新的Z深度l选择一个面以应用UCS缺省：X、Y、Z轴方向不变，改变当前UCS的原点定义新的UCS；nZA：由原点及Z轴正向的一点定义新的UCS；n3：由原点、X轴正向一点、Y轴正向一点定义新的UCS；nOB：基于被选择的对象定义新的UCS，新的UCS与被选择的对象的正Z轴方向相同；nF：将 UCS 与选定实体对象的面对正。要选择一个面，在此面的边界内或面的边上单击即可，被选中的面将高亮显示。UCS 的 X 轴将与找到的第一个面上的最近的边对正。nV：新的UCS原点不变，XY平面与视图方向垂直（与屏幕平行）nX：相对于X轴旋转当前UCS形成新的UCS；Y：相对于Y轴旋转当前UCS形成新的UCS；nZ：相对于Z轴旋转当前UCS形成新的UCS；P：恢复前一UCS，AutoCAD分别存储了在图纸空间和模型空间中最近建立的10个UCS。nR：恢复存储的UCS为当前UCS；nS：将当前UCS命名存储。nD：从存储的UCS列表中删除指定的UCS；nA：其他视口保存有不同的 UCS 时将当前 UCS 设置应用到指定的视口或所有活动视口。n？：列出定义的UCS名、相对于当前UCS的原点坐标和X、Y、Z轴方向。定义用户坐标常用方法：3点定义用户坐标UCS3确定X轴的方向确定Y轴的方向4、PLAN功能PLAN命令提供了一种从平面视图查看图形的便捷方式。选择的平面视图可以是基于当前用户坐标系、以前保存的用户坐标系或世界坐标系。命令PLAN操作PLAN回车输入选项当前ucs(C)/Ucs(U)/世界(W):A、直接回车切换到当前UCS平面B、输入U切换到指定的UCS平面C、输入W切换到世界坐标平面5、3DFACE功能3DFACE在三维空间中的任意位置创建一个三边或四边曲面。命令3DFACE操作3DFACE回车指定第一点或不可见(I):指定第二点或不可见(I):指定第三点或不可见(I):指定第四点或不可见(I):指定第三点或不可见(I):6、region面域 功能面域是用闭合的形状或环创建的二维面片。闭合的图形必须用PL命令绘制，或者是矩形、椭圆。l命令REGION操作REGION回车选择对象回车8、立方体 BOXl功能：使用BOX创建实体长方体。长方体的底面总与当前UCS的XY平面平行。l操作：“实体”工具栏：l“绘图”菜单:实体长方体l命令行：boxl生成立方体有几种方式，下面依次介绍：l（1）确定对角点的方式该方式先确定立方体底面的对角点坐标，然后确定立方体的高度来建立立方体BOX回车确定两个对角点输入高度（2）生成正立方体方式该方式先输入CE，表示确定立方体底面的中心点，输入C表示要建立正立方体，输入正立方体的一条边的长度，具体操作如下：BOXCEC输入立方体的边长（3）通过输入立方体的长、宽、高建立立方体该方法输入CE后确定立方体的底面中心，然后输入L，再输入立方体的长、宽、高。BOX回车CE回车分别输入立方体的长、宽、高的值9、球体 SPHEREl功能：建立球体l操作：SPHERE回车l当前线框密度:ISOLINES=4l指定球体球心:l指定球体半径或直径(D):10、圆柱体 CYLINDERl功能：该命令既可以建立圆柱体也可以l建立椭圆柱体。l操作：（1）圆柱体lCYLINDERl指定圆柱体底面的中心点或椭圆(E):l指定圆柱体底面的半径或直径(D):l指定圆柱体高度或另一个圆心(C):（2）椭圆柱体指定圆柱体底面的中心点或椭圆(E):e指定圆柱体底面椭圆的轴端点或中心点(C):指定圆柱体底面椭圆的第二个轴端点:指定圆柱体底面的另一个轴的长度:指定圆柱体高度或另一个圆心(C):11、圆锥体 CONEl功能：建立圆锥体，也可以建立椭圆锥l体。l操作：与建立圆柱体相同12、楔形 wedge功能：创建一个象木楔形状的三维实体操作：与建立立方体一样下面给大家介绍三个很有用的三维实体编辑命令。13、实体拉伸 EXTRUDEl功能：Extrude沿Z轴方向或路径拉伸拉伸Pline绘制2维闭合图形成实体；被拉伸的图形必须是封闭的图形，图形没有自交叉。该命令是三维实心体建模的核心命令。l操作：（1）沿Z轴拉伸EXTRUDE回车选择对象:指定拉伸高度或路径(P):（2）沿路径放样选择对象:指定拉伸高度或路径(P):p选择拉伸路径:路径已移动到轮廓中心。轮廓垂直于路径。14、实体旋塑 revolvel功能：Revolve沿指定2D对象或指定轴，按指定的角度旋塑旋塑Pline绘制的2维闭合图形成实体；l操作：revolve选择对象确定旋转轴输入旋转角度15、实体剖切 SLICEl功能：可以切开现有实体，并移去指定部分，从而创建新的实体。可以保留剖切实体的一半或全部。剖切实体保留原实体的图层和颜色特性。剖切实体的默认方法是：先指定三点定义剪切平面，然后选择要保留的部分。也可以通过其他对象、当前视图、Z轴或XY、YZ或ZX平面来定义剪切平面。操作：SLICE回车选择对象确定剖切面在要保留的一侧指定点或保留两侧(B):下面介绍组合基本实体为复杂实体的命令，既布尔运算的命令16、并运算 UNIONl功能：合并两个对象并把两对象的公共部分取掉。操作：UNION回车选择要合并的对象回车17、差运算 SUBTRACTl功能：两个对象相交，把一个对象减去另一对象相交的部分，相当挖掉一块。操作：SUBTRACT回车选择求差一个对象回车选择求差另一个对象回车18、交运算 INTERSECTl功能：求交运算保留两个相交对象的公共部分。操作：INTERSECT回车选择对象19、ROTATE3D三维旋转命令功能：按照指定的面在三维空间中旋转图形。操作:(1)ROTATE3D回车(2)选择要旋转的对象(3)计算机出现如下提示(4)选择旋转轴（5）确定基点（6）输入旋转角度20、MIRROR3D三维镜像命令功能：按照指定的面在三维空间中镜像图形。操作:(1)MIRROR3D回车(2)选择要镜像的对象(3)计算机出现如下提示(4)选择镜像面（5）是否删除源对象？是(Y)/否(N)21、DVIEW 生成透视图命令功能DVIEW命令使用相机拍照的原理生成透视图。通常采用PO方式，首先确定目标点的位置，然后确定相机点的位置，确定三维点用过滤器方式。输入.XY确定点，然后输入Z的高度。根据两点的高差就可生成通常的一点透视、二点透视、三点透视命令DVIEW操作DVIEW回车选择对象或:相机(CA)/目标(TA)/距离(D)/点(PO)/平移(PA)/缩放(Z)/扭曲(TW)/剪裁(CL)/隐藏(H)/关(O)/放弃(U):用定点设备指定点，或输入选项下面详细说明每个选项的功能。qDVIEWBLOCK：如果在提示“选择对象”时按ENTER键，AutoCAD将使用DVIEWBLOCK作为预览图像。可以在一个1x1x1单位区域内创建自己的DVIEWBLOCK块，其原点在左下角。下图显示了使用默认DVIEWBLOCK设置视图（移动图形光标调整视图）的示例。q相机相机：通过围绕目标点旋转相机来指定新的相机位置。旋转的量由两个角度决定。q距离距离：确定相机点与目标点之间的距离同时打开透视开关。q点点：使用X、Y、Z坐标定位相机和目标点。可以使用XYZ点过滤器。通过两个点的高差生成通常的一点透视、两点透视、三点透视q平移平移：不改变放大比例而移动图像。指定位移基点:指定点指定第二点:指定点q缩放缩放：如果透视图是关闭的，“缩放”将在当前视口中动态地增大或缩小对象的外观尺寸。如果透视视图是打开的，“缩放”可以调整相机镜头长度。改变镜头长度总结：生成透视图的步骤DVIEW回车选择生成透视图的图形输入PO回车使用点过滤器.XY输入D确定目标点与相机点距离同时打开透视输入Z调整透视图焦距22、建立多视窗（1）用DVIEW命令生成透视图（2）保存视图：视图命名视图新建出现如下对话框命名，定义窗口（3）生成轴测图，用（2）保存视图（4）生成平面图图，用（2）保存视图（5）点布局1进入布局设置纸张大小，打印设备出图比例等（6）删除自动生成的视窗（7）点视图命名视口四个视口（8）双击第一个视口点视图命名视图选择一个视窗名置为当前,以后的视窗恢复以此类推。五、表面法建立小别墅三维模型1、用PLINE命令画建筑的外轮廓线2、把外轮廓线复制两份3、建立建筑室外台阶三维模型（1）用CHANGE改变轮廓线高度为600（2）画矩形的档墙，用CHANGE改变挡墙的高度为900（3）用UCS命令把用户坐标定义在挡墙的侧面。（4）用PLINE命令画楼梯的踏步（5）用CHANGE改变踏步侧面厚度4、建立一层的三维模型（1）用修剪命令修剪墙线（2）用CHANGE命令改变墙的高度（3）转到轴测图，在窗洞口上、下画线用CHANGE命令分别改变窗下线的高度为900，窗上线的高度为600（4）用3DFACE建立三维面（5）在正立面图的状态下用PL命令画门、窗立面5、建立二层的三维模型建立的方法与一层基本一致，与一层不同的是二层有阳台，现在说一下阳台的建立方法（1）用PLINE命令画阳台的外轮廓线（2）用CHANGE改变高度（3）阳台封底，用PLINE命令画阳台底部，用面域命令建立一个面封底6、坡屋顶的建立（1）用PLINE命令画屋顶平面（2）画屋脊线（3）用3DFACE命令封面，用STRETCH命令拉伸面，拉伸三此。（4）最后用MOVE命令组装图形五、实心体法建立小别墅三维模型1、用PLINE命令画建筑的外轮廓线2、把外轮廓线复制两份3、建立建筑室外台阶三维模型（1）用EXTRUDE拉伸轮廓线高度为600（2）画矩形的档墙，EXTRUDE拉伸挡墙的高度为900（3）用UCS命令把用户坐标定义在挡墙的侧面。（4）用PLINE命令画楼梯的踏步（5）用EXTRUDE拉伸4、建立一层的三维模型（1）用EXTRUDE拉伸，高度为3000（2）用布耳运算的减运算把实心体挖空（3）定义用户坐标（4）画门窗矩形（5）用EXTRUDE向内拉伸，高度为-240（6）用布耳运算的减运算形成门、窗洞口（7）在正立面图的状态下画门、窗立面（8）使用三维旋转命令使门窗以X轴作为旋转轴旋转90度。5、建立二层的三维模型建立的方法与一层基本一致，与一层不同的是二层有阳台，现在说一下阳台的建立方法（1）用PLINE命令画阳台的外轮廓线（2）用EXTRUDE拉伸（3）阳台封底，用PLINE命令画阳台底部，用面域命令建立一个面封底6、坡屋顶的建立（1）用PLINE命令画屋顶平面（2）画屋脊线（3）用3DFACE命令封面，用STRETCH命令拉伸面，拉伸三此。（4）最后用MOVE命令组装图形六、三维建模实例六、三维建模实例1、玻璃幕墙（1）用PL命令画幕墙的轮廓线：PL0,0A,A-80360,95650，270（2）原地复制一份（3）改变轮廓线的厚度和宽度值都为5，颜色改为254改变另外的轮廓线厚度600，颜色为141（3）在平面图的状态下在轮廓线的两端画圆柱圆柱半径2.5,高600，颜色为8号色，然后制作成图块。用ME命令定距等分，等分距离为100.5（4）转到正面状态把颜色为254的轮廓线阵列8行，行距为595/72、三维沙发（1）画半径为15的圆，矩形60X20矩形修剪（2）建立面域（3）以距离沙发扶手140竖线作为镜像线镜像扶手（4）画矩280X30矩形（5）EXTRUDE拉伸高度为120（6）转西南等轴测（7）定义用户坐标（3点）（8）画135X30矩形（9）EXTRUDE拉伸高度280（10）用F命令到圆角半径30（11）三维旋转，靠背绕Z轴旋转15度（12）所有对象绕Z轴旋转90度（13）用BOX画沙发座垫L=140W=125H=25(14)圆角半径为20（15）三维镜像（16）并运算（17）赋材质渲染