观察与渲染三维图形

单击此处编辑母版标题样式,第二级,返回,第,12,章 观察与渲染三维图形,本章主要介绍动态观察视图，使用相机观察三维图形的方法，以及渲染三维图形的方法。通过本章的学习，应该完成以下,学习目标,：,熟悉,动态观察视图的方法,了解,相机定义三维视图的方法,掌握,查看三维图形效果,和,应用视觉样式的方法,掌握,光源,、,材质和贴图的使用方法,掌握,渲染三维对象的方法,在,AutoCAD 2008,中，选择,【,视图,】|【,动态观察,】,命令中的子命令，可以动态观察视图。,受约束的动态观察,自由动态观察,连续动态观察,动态观察,受约束的动态观察,选择,【,视图,】|【,三维动态观察器,】,命令,(BDORBIT),，可以在当前视口中激活三维动态观察视图。,当,【,受约束的动态观察,】,处于活动状态时，视图的目标将保持静止，而相机的位置（或视点）将围绕目标移动。但是，看起来好像三维模型正在随着鼠标光标的拖动而旋转。用户可以此方式指定模型的任意视图。此时，显示三维动态观察光标图标。如果水平拖动光标，相机将平行于世界坐标系,(WCS),的,XY,平面移动。如果垂直拖动光标，相机将沿,Z,轴移动，如图,12-1,所示。,图,12-1,受约束的动态观察,自由动态观察,选择,【,视图,】|【,动态观察,】|【,自由动态观察,】,命令,(3DFORBIT),，可以在当前视口中激活三维自由动态观察视图。如果用户坐标系,(UCS),图标为开，则表示当前,UCS,的着色三维,UCS,图标显示在三维动态观察视图中。,三维自由动态观察视图显示一个导航球，它被更小的圆分成四个区域，如图,12-2,所示。,图,12-2,自由动态观察,连续动态观察,选择,【,视图,】|【,动态观察,】|【,连续动态观察,】,命令,(3DCORBIT),，可以启用交互式三维视图并将对象设置为连续运动。,在绘图区域中单击并沿任意方向拖动鼠标，来使对象沿正在拖动的方向开始移动。释放鼠标，对象在指定的方向上继续进行它们的轨迹运动。为光标移动设置的速度决定了对象的旋转速度。,可通过再次单击并拖动来改变连续动态观察的方向。在绘图区域中单击鼠标右键并从快捷菜单中选择选项，也可以修改连续动态观察的显示。,使用相机,在,AutoCAD 2008,中，使用相机功能可以在模型空间放置一台或多台相机来定义,3D,透视图。可以指定的相机属性如下。,位置：用于指定查看,3D,模型的起始点。可以把该位置作为用户观看,3D,模型所在的位置，以及查看目标位置的点。,目标：用于通过在视图中心指定坐标来确定查看的点。,镜头长度：是传统相机术语，用于指定用度数表示的视野。镜头长度越大，视野越窄。,前向与后向剪裁平面：如果启用剪裁平面，可以指定它们的位置。在相机视图中，相机和前向剪裁平面之间的任何对象都是隐藏的。同样，后向剪裁平面与目标之间的任何对象也都是隐藏的。,漫游和飞行,在,AutoCAD 2008,中，用户可以在漫游或飞行模式下，通过键盘和鼠标可以控制视图显示或创建导航动画。,【,定位器,】,选项板,漫游和飞行设置,【,定位器,】,选项板,选择,【,视图,】|【,漫游和飞行,】|【,漫游,】,或,【,飞行,】,命令，将打开,【,定位器,】,选项板和,【,漫游和飞行导航映射,】,对话框，如图,12-12,所示。,图,12-12,【,定位器,】,选项板和,【,漫游和飞行导航映射,】,对话框,漫游和飞行设置,选择,【,视图,】|【,漫游和飞行,】|【,漫游和飞行设置,】,命令，打开,【,漫游和飞行设置,】,对话框。可以设置显示指令窗口的进入时间，窗口显示的时间，以及当前图形设置的步长和每秒步数，如图,12-13,所示。,图,12-13,【,漫游和飞行设置,】,对话框,查看三维图形效果,在,AutoCAD,中，使用,【,视图,】|【,缩放,】,、,【,视图,】|【,平移,】,子菜单中的命令可以缩放或平移三维图形，以观察图形的整体或局部。其方法与观察平面图形的方法相同。此外，在观测三维图形时，还可以通过旋转、消隐及着色等方法来观察三维图形。,消隐图形,改变三维图形的曲面轮廓素线,改变实体表面的平滑度,以线框形式显示实体轮廓,消隐图形,在绘制三维曲面及实体时，为了更好地观察效果，可选择,【,视图,】|【,消隐,】,命令,(HIDE),，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分，如图,12-14,所示。,图,12-14,消隐图形,改变三维图形的曲面轮廓素线,当三维图形中包含弯曲面时,(,如球体和圆柱体等,),，曲面在线框模式下用线条的形式来显示，这些线条称为网线或轮廓素线。使用,ISOLINES,系统变量可以设置显示曲面所用的网线条数，默认值为,4,，即使用,4,条网线来表达每一个曲面。该值为,0,时，表示曲面没有网线，如果增加网线的条数，则会使图形看起来更接近三维实物，如图,12-15,所示。,图,12-15 ISOLINES,设置对实体显示的影响,改变实体表面的平滑度,要改变实体表面的平滑度，可通过修改,FACETRES,系统变量来实现。该变量用于设置曲面的面数，取值范围为,0.0110,。其值越大，曲面越平滑，如图,12-16,所示。,图,12-16,改变实体表面的平滑度,以线框形式显示实体轮廓,使用,DISPSILH,系统变量可以以线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值设置为,1,，并用,【,消隐,】,命令隐藏曲面的小平面，如图,12-17,所示。,图,12-17,以线框形式显示实体轮廓,应用与管理视觉样式,在,AutoCAD 2008,中，可以使用,【,视图,】|【,视觉样式,】,菜单中的子命令或,【,视觉样式,】,工具栏来观察对象，如图,12-18,所示。,应用视觉样式,管理视觉样式,图,12-18,【,视觉样式,】,子菜单和工具栏,应用视觉样式,对对象应用视觉样式一般使用来自观察者左后方上面的固定环境光。而使用,【,视图,】|【,重生成,】,命令重新生成图像时，也不会影响对象的视觉样式效果，并且用户还可以在此模式下运行使用通常视图中进行的一切操作，如窗口的平移、缩放、绘图和编辑等。,管理视觉样式,在,AutoCAD 2008,中，选择,【,视图,】|【,视觉样式,】|【,视觉样式管理器,】,命令，打开,【,视觉样式管理器,】,选项板，可以对视觉样式进行管理，如图,12-22,所示。,图,12-22,【,视觉样式管理器,】,选项板,设置光源,当场景中没有用户创建的光源时，,AutoCAD,将使用系统默认光源对场景进行着色或渲染。默认光源是来自视点后面的两个平行光源，模型中所有的面均被照亮，以使其可见。用户可以控制其亮度和对比度，而无需创建或放置光源。,点光源,聚光灯,平行灯,查看光源列表,设置地理位置,点光源,点光源从其所在位置向四周发射光线，它不以某一对象为目标。使用点光源可以达到基本的照明效果。选择,【,视图,】|【,渲染,】|【,光源,】|【,新建点光源,】,命令，可以创建点光源，如图,12-23,所示。点光源可以手动设置为强度随距离线性衰减（根据距离的平方反比）或者不衰减。默认情况下，衰减设置为无。,聚光灯,聚光灯（例如闪光灯、剧场中的跟踪聚光灯或前灯）分布投射一个聚焦光束，发射定向锥形光，可以控制光源的方向和圆锥体的尺寸。选择,【,视图,】|【,渲染,】|【,光源,】|【,新建聚光灯,】,命令，可以创建聚光灯，,平行灯,平行光仅向一个方向发射统一的平行光光线。可以在视口中的任意位置指定,FROM,点和,TO,点，以定义光线的方向。选择,【,视图,】|【,渲染,】|【,光源,】|【,新建平行光,】,命令，可以创建平行光。,创建平行光时，当指定了光源的矢量方向后，还可以设置光源的名称、强度因子、状态、光度、阴影、过滤颜色等选项，此时命令行显示如下提示信息。,输入要更改的选项,名称,(N)/,强度因子,(I)/,状态,(S)/,光度,(P)/,阴影,(W)/,过滤颜色,(C)/,退出,(X):,查看光源列表,选择,【,视图,】|【,渲染,】|【,光源,】|【,光源列表,】,命令，将打开,【,模型中的光源,】,面板，其中显示了当前模型中的光源，单击光源即可在模型中选中它，如图,12-36,所示。,图,12-36,【,模型中的光源,】,选项板,设置地理位置,由于太阳光受地理位置的影响，因此在使用太阳光时，还需要选择,【,视图,】|【,渲染,】|【,光源,】|【,地理位置,】,命令，打开,【,地理位置,】,对话框，设置光源的地理位置，如纬度、经度、北向以及地区等。,使用材质和贴图,将材质添加到图形中的对象上，可以展现对象的真实效果。使用贴图可以增加材质的复杂性和纹理的真实性。,使用材质,将材质应用于对象和面,使用贴图,使用材质,选择,【,视图,】|【,渲染,】|【,材质,】,命令，打开,【,材质,】,选项板，可以快速访问与使用预设材质，如图,12-39,所示。,图,12-39 【,材质,】,选项板,将材质应用于对象和面,用户可以将材质应用到单个的面和对象，或将其附着到一个图层上的对象。要将材质应用到对象或面（曲面对象的三角形或四边形部分），可以将材质从工具选项板拖动到对象。,如果单击,【,材质,】,选项板中的,【,将材质应用到对象,】,按钮，可以将材质指定给对象,使用贴图,贴图是增加材质复杂性的一种方式，贴图使用多种级别的贴图设置和特性。附着带纹理的材质后，可以调整对象或面上纹理贴图的方向。,材质被映射后，用户可以调整材质以适应对象的形状。将合适的材质贴图类型应用到对象，可以使之更加适合对象。,AutoCAD,提供的贴图类型有以下几种。,平面贴图：将图像映射到对象上，就像将其从幻灯片投影器投影到二维曲面上一样。图像不会失真，但是会被缩放以适应对象，该贴图最常用于面。,长方体贴图：将图像映射到类似长方体的实体上，该图像将在对象的每个面上重复使用。,球面贴图：在水平和垂直两个方向上同时使图像弯曲。纹理贴图的顶边在球体的,【,北极,】,压缩为一个点；同样，底边在,【,南极,】,压缩为一个点。,柱面贴图：将图像映射到圆柱形对象上；水平边将一起弯曲，但顶边和底边不会弯曲。图像的高度将沿圆柱体的轴进行缩放。,渲染对象,渲染是基于三维场景来创建二维图像。它使用已设置的光源、已应用的材质和环境设置（例如背景和雾化），为场景的几何图形着色。,高级渲染设置,控制渲染,渲染并保存图像,高级渲染设置,选择,【,视图,】|【,渲染,】|【,高级渲染设置,】,命令，或在,【,面板,】,选项板的,【,渲染,】,控制台中单击,【,高级渲染设置,】,按钮，均可打开,【,高级渲染设置,】,选项板，可以设置渲染高级选项，如图,12-46,所示。,图,12-46 【,高级渲染设置,】,选项板,控制渲染,选择,【,视图,】|【,渲染,】|【,渲染环境,】,命令，或在,【,面板,】,选项板的,【,渲染,】,控制台中单击,【,渲染环境,】,按钮，均可打开,【,渲染环境,】,对话框，可以使用环境功能来设置雾化效果或背景图像，如图,12-48,所示。,图,12-48,【,渲染环境,】,对话框,渲染并保存图像,默认情况下，渲染过程为渲染图形内当前视图中的所有对象。如果没有打开命名视图或相机视图，则渲染当前视图。虽然在渲染关键对象或视图的较小部分时渲染速度较快，但渲染整个视图可以让用户看到所有对象之间是如何相互定位的。,