三维绘图的基础操作

AutoCAD2021中文版实用教程1精选课件第13章三维绘图的根底操作本章导读：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精选课件学习目标：了解三维建模工作空间的根底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精选课件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，这些都为创立、观察三维图形，以及对附着材质、创立动画、设置光源等操作，提供了非常便利的环境。在AutoCAD2021中，单击翻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AutoCAD2021默认空间到【三维根底】工作空间。4精选课件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精选课件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精选课件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〔UsercoordinateSystem〕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。在创立过程中，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，在创立螺纹时，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精选课件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AutoCAD2021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精选课件13.2.4课堂实例——新建UCS坐标系翻开文件。单击【快速访问】工具栏中的【翻开】按钮，翻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13‑6所示。新建坐标系。在命令行中输入UCS【坐标系】命令并回车，创立坐标系。9精选课件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，以便创立下一个特征；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，为了创立和编辑三维图形各局部的结构特征，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精选课件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精选课件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。创立平面视图时，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AutoCAD2021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精选课件13.3.3快速设置特殊视点AutoCAD2021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AutoCAD2021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精选课件13.3.4ViewCube〔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工具翻开以后，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开工具，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精选课件13.3.5课堂实例—利用ViewCube工具切换视图翻开文件。单击【快速访问】工具栏中的【翻开】按钮，翻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精选课件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精选课件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AutoCAD2021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精选课件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AutoCAD2021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精选课件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精选课件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，翻开【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精选课件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AutoCAD2021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精选课件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立三维曲面图形，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，而且还定义了外表，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精选课件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，从而创立出旋转曲面。旋转轴可以是直线，也可以是开放的二维或三维多段线。在AutoCAD2021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精选课件13.5.2绘制平移曲面使用【平移曲面】命令可以创立多边形曲面，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AutoCAD2021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精选课件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立一个曲面的多边形网格。在AutoCAD2021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精选课件13.5.4绘制边界曲面使用【边界曲面】命令可以把由4条首尾相连的线创立一个三维多边形曲面。创立边界曲面时，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AutoCAD2021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精选课件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，翻开【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精选课件13.6三维网格的绘制三维模型除了规那么的几何体之外，还有许多不规那么的形体，如曲面等，使用【三维网格】命令可以绘制这些非规那么的曲面。可以创立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精选课件13.6.1绘制网格特性在创立网格对象之前和之后可以设定各种网格特性的控制参数。在创立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，翻开【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，修改锐化保存级别。创立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AutoCAD2021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，可以翻开【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精选课件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，需要指定长方体外表绕Z轴的旋转角度，以确定其最终位置。在AutoCAD2021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精选课件13.6.3绘制网格圆柱体在AutoCAD2021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精选课件13.6.4绘制网格锲体在AutoCAD2021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精选课件13.6.5绘制网格球体在AutoCAD2021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】