三维绘图的基础操作ppt课件

AutoCAD 2015,中文版,实用教程,1,第13章 三维绘图的基础操作,本章导读： AutoCAD不仅具有强大的二维绘图功能，而且还具备同样强大的三维绘图功能。使用三维绘图功能可以绘制三维的线、实体、平面以及曲面等。在进行三维绘图之前，需要了解设置三维坐标系、视点设置、三维实体显示控制、三维曲面和三维网格的绘制等内容。,2,学习目标：,了解三维建模工作空间的基础知识 熟悉三维坐标系的设置方法 掌握视点的设置方法 熟悉三维实体的显示控制方法 掌握三维曲面的绘制方法 掌握三维网格的绘制方法,3,13.1 三维建模工作空间,AutoCAD三维建模空间是一个三维立体空间，其界面与草图与注释空间的相似，在此空间中可以在任意位置构建三维模型，三维建模功能区的选项卡有：【常用】、【网格建模】、【渲染】、【插入】、【注释】、【视图】、【管理】、和【输出】，每个选项卡下都有与之对应的内容。由于此空间侧重的是实体建模，所以功能区中还提供了【三维建模】、【视觉样式】、【光源】、【材质】、【渲染】和【导航】等面板，这些都为创建、观察三维图形，以及对附着材质、创建动画、设置光源等操作，提供了非常便利的环境。 在AutoCAD 2015中，单击打开默认工作界面上的【工作空间】列表框，在下拉列表中选择【三维建模】工作空间，切换AutoCAD 2015默认空间到【三维基础】工作空间。,4,13.2 三维坐标系的设置,AutoCAD的三维坐标系由原点引出的相互垂直的3个坐标轴构成，这三个坐标轴分别称为X轴、Y轴、Z轴，交点为坐标系的原点，也就是各个坐标轴的坐标零点。从原点出发，沿坐标轴正方向上的点用正坐标值度量，沿坐标轴负方向上的点用负的坐标值度量。在三维空间中，任意一点的位置由它的三维坐标（x,y,z）唯一确定。,5,13.2.1 世界坐标系,【世界坐标系】是系统默认的初始坐标系，它的原点及各个坐标轴方向固定不变，对于二维图形绘制，世界坐标系能够满足要求。在【常用】选项卡中，单击【坐标】面板中的【世界】按钮 ，可以用来切换回模型或视图的世界坐标系。,6,13.2.2 用户坐标系,在AutoCAD中，用户坐标系为坐标输入、操作平面和观察提供一种可变动的坐标系。用户坐标系（User coordinate System）是指当前可以实施绘图操作的默认的坐标系，在任何情况下都有且仅有一个当前用户坐标系。用户坐标系由用户来指定，定义一个用户坐标系即改变原点（0，0，0）的位置以及XY平面和Z轴的方向，成一个坐标系。它的建立使得三维建模绘图变得很方便。 为了更好地辅助绘图，经常需要修改坐标系的原点位置和坐标方向，这就需要使用可变的用户坐标系。在默认情况下，用户坐标系统和世界坐标系统重合，用户可以在绘图过程中根据具体需要来定义UCS。 用户坐标系具有很大的灵活性和适应性。在创建过程中，某些特征的生成方向是固定的，并且特征之间的相对位置不可更改。例如，在创建螺纹时，螺纹实体总是沿Z轴方向生成，这时候需要灵活变换坐标系的位置和方向来满足设计要求。,7,13.2.3 控制坐标系图标,使用【坐标系图标】功能可以控制坐标系图标的可见性。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【坐标系图标】命令： 命令行：在命令行中输入UCSICON命令。 功能区：在【视图】选项卡中，单击【坐标】面板中的【UCS图标，特性】按钮 。,8,13.2.4 课堂实例新建UCS坐标系,打开文件。单击【快速访问】工具栏中的【打开】按钮 ，打开本书配套光盘中的“第13章/13.2.4 课堂实例新建UCS坐标系.dwg”素材文件，如图136所示。 新建坐标系。在命令行中输入UCS【坐标系】命令并回车，创建坐标系。,9,13.3 视点的设置,三维视图的设置主要包括视点、平面视图以及视觉样式三个方面，变换视图和视觉样式主要有两种作用：一是为了将观察方向定位在模型的某一角度，以便创建下一个特征；另一方面是为了修改实体模型的显示效果。在三维建模环境中，为了创建和编辑三维图形各部分的结构特征，需要不断的调整显示方式和视图位置，以方便绘图和模型编辑。,10,13.3.1 设置视点,视点用于在三维模型空间中观察模型的位置。建立三维视图时离不开观察视点的调整，通过不同的观察视点，可以观察立体模型的不同侧面效果。视点的设置包含有【视点预设】和【设置视点】命令两种设置方式。,11,13.3.2 设置UCS平面视图,平面视图是从Z轴正方向垂直向下观察模型的一种方式，此时观察方向垂直指向XY平面，X轴指向右，Y轴指向上。创建平面视图时，选取的平面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，且平面视图仅能影响当前视口中的视图。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【设置平面视图】命令： 菜单栏：执行【视图】|【平面视图】命令。 命令行：在命令行中输入PLAN命令。,12,13.3.3 快速设置特殊视点,AutoCAD 2015提供了三维视图命令，用于三维视图与二维视图之间的转换。在进行三维绘图时，经常要用到一些特殊的视点（俯视、左视等），使用【视点】命令进行相应坐标值的输入会比较麻烦。AutoCAD将这些常用的特殊视点列出来，用户可以在使用时对这些视点进行快速设置。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法快速设置特殊视点： 菜单栏：执行【视图】|【三维视图】命令。 功能区：切换至【视图】选项卡，单击【视图】面板中的各个工具按钮。 视图快捷控件：在绘图区中，展开视图快捷控件。,13,13.3.4 ViewCube（视角立方）,使用ViewCube可以调整视图方向以及在标准视图与等距视图间进行切换。ViewCube工具是一种可单击、可拖动的常驻界面，用户可以用它在模型的标准视图和等轴测视图之间切换。ViewCube工具打开以后，以不活动状态和活动状态显示在窗口一角。单击【ViewCube】工具的预定义区域或拖动工具，界面图形就会自动转换到相应的方向视图。单击ViewCube工具旁边的两个弯箭头按钮，可以绕视图中心将当前视图顺时针或逆时针旋转90。,14,13.3.5 课堂实例利用ViewCube工具切换视图,打开文件。单击【快速访问】工具栏中的【打开】按钮 ，打开本书配套光盘中的“第13章/13.3.5 课堂实例利用ViewCube工具切换视图.dwg”素材文件。 单击平面。在ViewCube工具上，单击【上】平面。 调整视图。模型的视图方向调整到俯视的方向。 单击角点。在ViewCube工具上，单击【上】平面的右下角点。 调整视图。模型的视图方向调整到东南等轴测的方向。 单击边线。在ViewCube工具上，单击【前】、【右】两平面相交边线。 调整视图。模型的视图方向调整到自定义视图的方向。 调整视图。在ViewCube工具上，单击【右】平面，模型的视图方向调整到右视图的方向。,15,13.4 三维实体的显示控制,使用三维网格编辑工具可以优化三维网格，调整网格平滑度、编辑网格面和控制实体显示模型质量等。,16,13.4.1 控制曲面光滑度,当使用【消隐】、【视觉样式】等命令时，AutoCAD将会使用很多的小矩形面来替代三维实体的真实曲面，这时可以通过设置【渲染对象的平滑度】功能来控制三维实体的曲面光滑度，平滑度越高，显示将越平滑，但是系统也需要更长的时间来运行重生成、平移或缩放对象的操作。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法设置曲面的光滑度： 功能区：在【常用】选项卡中，单击【网格】面板上的【提高平滑度】按钮 或【降低平滑度】按钮 。 执行以上命令后，可以对曲面的光滑度进行调整。,17,13.4.2 控制曲面网格数量,在AutoCAD中，每个实体的曲面都是由曲面轮廓线表示的，轮廓曲面素线越多，其显示效果越好，但渲染图形时所需时间也越长。曲面轮廓素线的数目默认值是4，如果需要对其进行设置。使用ISOLINES系统变量可以控制对象上每个曲面的轮廓线数目。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法控制曲面网格数量： 命令行：在命令行中输入ISOLINES命令。,18,13.4.3 控制曲面网格密度,网格密度控制曲面上镶嵌面的数量，它包含M乘N个顶点的矩阵定义，类似于由行和列组成的栅格。SURFTAB1为【直纹曲面】、【平移曲面】设置要生成的列表数目，同时为【旋转曲面】和【边界曲面】设置在M方向上的网格密度。SURFTAB2为【旋转曲面】和【边界曲面】设置在M方向上的网格密度。,19,13.4.4 控制实体模型显示质量,在二维线框模式下，三维实体的曲面用曲线来表示，并称这些曲面为网格。用户可以在【选项】对话框中来控制三维实体的显示质量，在绘图区单击鼠标右键，在右键快捷菜单中，选择【选项】选项，打开【选项】对话框，切换至【显示】选项卡，在【显示精度】选项组中修改各参数，可以控制实体模型的显示质量。,20,13.4.5 绘制三维螺旋线,【螺旋线】是指一个固定点向外以底面所在平面的法线方向，以指定的半径、高度或圈数旋绕而形成的规律曲线，一般常用作切除螺栓螺纹特征的扫描路径。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【螺旋线】命令： 菜单栏：执行【绘图】【螺旋】命令。 命令行：在命令行中输入HELIX命令。 功能区：在【常用】选项卡中，单击【绘图】面板中的【螺旋】按钮 。,21,13.5 三维曲面的绘制,在二维模型空间和三维模型空间中可以创建三维曲面图形，该曲面主要在三维空间中使用。曲面使用平面镶嵌面来表示对象的曲面，不仅定义了三维对象的边界，而且还定义了表面，类似于使用行和列组成的栅格。常见的曲面模型有旋转曲面、直纹曲面、边界曲面和平移曲面。,22,13.5.1 绘制旋转曲面,使用【旋转曲面】命令可以将曲线或轮廓（如直线、圆弧、椭圆、椭圆弧、多边形和闭合多段线等）绕指定的旋转轴旋转一定的角度，从而创建出旋转曲面。旋转轴可以是直线，也可以是开放的二维或三维多段线。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【旋转曲面】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【旋转网格】命令。 命令行：在命令行中输入REVSURF命令。 功能区：切换至【网格】选项卡，单击【图元】面板中的【建模，网格，旋转曲面】按钮 。,23,13.5.2 绘制平移曲面,使用【平移曲面】命令可以创建多边形曲面，该曲面表示通过指定的方向和距离（方向矢量）拉伸直线或曲面（路径曲线）定义的常规平移曲面。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【平移曲面】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【平移网格】命令。 命令行：在命令行中输入TABSURF命令。 功能区：切换至【网格】选项卡，单击【图元】面板中的【建模，网格，平移曲面】按钮 。,24,13.5.3 绘制直纹曲面,使用【直纹曲面】命令，可以在两条直线或曲线之间创建一个曲面的多边形网格。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【直纹曲面】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【直纹网格】命令。 命令行：在命令行中输入RULESURF命令。 功能区：切换至【网格】选项卡，单击【图元】面板中的【建模，网格，直纹曲面】按钮 。,25,13.5.4 绘制边界曲面,使用【边界曲面】命令可以把由4条首尾相连的线创建一个三维多边形曲面。创建边界曲面时，需要依次选择4条边界。边界可以是圆弧、直线、多段线、样条曲线和椭圆弧，并且必须形成闭合环和共享端点。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【边界曲面】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【边界网格】命令。 命令行：在命令行中输入EDGESURF命令。 功能区：切换至【网格】选项卡，单击【图元】面板中的【建模，网格，边界曲面】按钮 。,26,13.5.5 课堂实例绘制相机外壳模型,新建图层。新建空白文件。调用LA【图层】命令，打开【图层特性管理器】选项板，新建【轮廓线】和【中心线】图层。 绘制图形。将【中心线】图层置为当前。调用L【直线】命令，绘制两条中心线。 偏移图形。调用O【偏移】命令，将新绘制的垂直中心线向左右两侧进行偏移操作。 偏移图形。调用O【偏移】命令，将新绘制的水平中心线向上进行偏移操作。 绘制图形。将【轮廓线】图层置为当前。调用SPL【样条曲线】命令，结合【端点捕捉】功能，绘制样条曲线。 修改图形。调用E【删除】命令，删除多余的图形；调用L【直线】命令，结合【端点捕捉】功能，连接直线。,27,13.6 三维网格的绘制,三维模型除了规则的几何体之外，还有许多不规则的形体，如曲面等，使用【三维网格】命令可以绘制这些非规则的曲面。可以创建的三维网格包含有网格长方体、网格圆柱体、网格球体、网格棱锥体和网格圆锥体等。,28,13.6.1 绘制网格特性,在创建网格对象之前和之后可以设定各种网格特性的控制参数。在创建网格对象及其子对象之后，如果要修改其特性，可以在该对象上双击，打开【特性】面板，修改选定的网格对象的平滑度；应用或删除锐化面和边，修改锐化保留级别。创建的网格图元对象平滑度默认值为0，可以使用MESH命令的【设置】选项更改此默认设置。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法设置网格特性： 功能区：在【网格】选项卡中，单击【图元】面板中的【网格图元选项】。 执行以上命令，可以打开【网格图元选项】对话框，在该对话框中，可以对网格的各个参数进行修改。,29,13.6.2 绘制网格长方体,绘制网格长方体时，其底面将绘制为与当前UCS的XY平面平行，并且其初始位置的长、宽、高分别与当前UCS的X、Y、Z轴平行。在指定长方体的长、宽、高时，正值表示向相应的坐标值正方形延伸，负值表示向相应的坐标值的负方向延伸。最后，需要指定长方体表面绕Z轴的旋转角度，以确定其最终位置。 在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【网格长方体】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【图元】|【长方体】命令。 命令行：在命令行中输入MESH命令。 功能区：在【网格】选项卡中，单击【图元】面板中的【网格长方体】按钮 。,30,13.6.3 绘制网格圆柱体,在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【网格圆柱体】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【图元】|【圆柱体】命令。 命令行：在命令行中输入MESH命令。 功能区：在【网格】选项卡中，单击【图元】面板中的【网格圆柱体】按钮 。,31,13.6.4 绘制网格锲体,在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【网格楔体】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【图元】|【楔体】命令。 命令行：在命令行中输入MESH命令。 功能区：在【网格】选项卡中，单击【图元】面板中的【网格楔体】按钮 。 在命令执行过程中，需要指定第一角点、其他角度和高度。,32,13.6.5 绘制网格球体,在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【网格球体】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【图元】|【球体】命令。 命令行：在命令行中输入MESH命令。 功能区：在【网格】选项卡中，单击【图元】面板中的【网格球体】按钮 。,33,13.6.6 绘制网格棱锥体,在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【网格棱锥体】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【图元】|【棱锥体】命令。 命令行：在命令行中输入MESH命令。 功能区：在【网格】选项卡中，单击【图元】面板中的【网格棱锥体】按钮 。,34,13.6.7 绘制网格圆锥体,在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【网格圆锥体】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【图元】|【圆锥体】命令。 命令行：在命令行中输入MESH命令。 功能区：在【网格】选项卡中，单击【图元】面板中的【网格圆锥体】按钮 。,35,13.6.8 绘制网格圆环体,在AutoCAD 2015中可以通过以下几种方法启动【网格圆环体】命令： 菜单栏：执行【绘图】|【建模】|【网格】|【图元】|【圆环体】命令。 命令行：在命令行中输入MESH命令。 功能区：在【网格】选项卡中，单击【图元】面板中的【网格圆环体】按钮 。 在命令执行过程中，需要指定中心点、半径和圆管半径。,36,13.6.9 课堂实例创建基本三维网格,绘制网格长方体。新建文件。调用MESH【图元网格】命令，激活【长方体】选项，绘制网格长方体。 绘制网格球体。调用MESH【图元网格】命令，激活【球体】选项，绘制网格球体。 镜像图形。调用MI【镜像】命令，将新绘制的网格球体进行镜像操作。 绘制网格圆锥体。调用MESH【图元网格】命令，激活【圆锥体】选项，绘制网格圆锥体。,37,13.7 课后习题,设置三维实体的显示,切换视图,38,