10.1 三维绘图基础（教案）-高二《Auto+CAD》同步课堂（机工社）

第10章绘制三维图形10.1三维绘图基础教案【教材版本】杨旺功主编，AutoCAD2014从入门到精通，机械工程出版社，2014.07【教学目标与要求】一、知识目标了解三维对象的三种类型；二、能力目标树立正确的空间观念；掌握坐标系变换方法。三、素质目标培养学生实事求是的学习态度和综合应用能力，正确掌握“学会学习”的方法，激发学生的学习兴趣，提高学生实际绘图技术素质。四、教学要求通过教学，使学生树立正确的空间观念，灵活建立和使用三维坐标系。【教学重点】树立正确的空间观念【难点分析】坐标系变换方法【教学设计思路】教学方法：讲演结合、讲练结合，分享比较，归纳提升。【教学资源】数字化电教媒体、网络课程等。【教学安排】2课时（课时分配根据内容和教学实际合理调控与分配）【教学过程】导入新课在AutoCAD中，树立正确的空间观念，灵活建立和使用三维坐标系，准确地在三维空间拾取点事整个三维绘图的基础。新课教学初识三维图形“三维”是指在平面二维坐标系（X、Y）中又加入了一个方向向量（Z）所构成的空间系，而三维图形可以理解为在X、Y、Z三个方向上具有增量值的图形。在AutoCAD中，可以创建3中类型的三维对象，即线框模型、曲面模型和实体模型。其中，只是通过绘制一些条线绘制的三维模型即为线框模型，虽然线框模型绘制十分简单，但由于它本身只包含了边线信息，因而无法进行消隐和渲染。曲面模型除了包含边框信息外，还包含了面信息。在AutoCAD中，用于可通过旋转和拉伸二维对象创建各种形状的实体。此外，还可利用BOX、SPHERE、CYLINDER等命令创建立方体、球体和圆柱体等基本实体，以及对实体执行布尔运算等。树立正确的空间观念如果要使用AutoCAD来绘制三维图形，则需要了解的第一个问题是：清楚了解视图、视图和坐标系之间的关系，即树立正确的空间概念。视点：指观察图形的位置和方向。视图：指在屏幕上看到的画面。坐标系：是用户绘制图形和调整视点的依据。坐标系变换方法绘制三维图形时，用户经常需要根据情况去变换坐标系，例如移动坐标系的原点、旋转坐标系等。当通过选择“工具”>“新建UCS”下的子菜单项调整了坐标系的位置和方向后，世界坐标系将转变为用户坐标系。在绘制二维或三维图形时，每个绘制点的坐标都是相对于当前使用的坐标系的坐标，为了方便绘制，也可随意调整坐标系的方向和位置。选择“工具”>“新建UCS”菜单下的子菜单项，或执行UCS命令，根据命令行提示，可以多种方式创建UCS坐标系。原点：在绘图区中选择一个点作为坐标原点，创建新的坐标系。面：在实体对象的选定面上创建用户坐标系。命名：命名保存坐标系，或切换坐标系，或删除保存的坐标系。对象：根据用户选取的对象快速创建用户坐标系。上一个：将当前坐标系恢复到上次使用的坐标系。视图：以垂直于观察方向的平面为XY平面，建立新的坐标系。UCS原点保持不变，Z轴垂直于屏幕向外。世界：将当前的用户坐标系恢复到世界坐标系。X/Y/Z：绕指定轴旋转当前坐标系定义新的UCS。Z轴矢量：用指定的Z轴正半轴定义UCS，用户需选择两点，第一点为新坐标系的原点，第二点则指定Z轴的正方向。调整坐标系后，为了便于以后使用，还可以将其命名保存。为此可选择“工具”>“命名UCS”菜单，打开“UCS”对话框。此对话框的作用如下：命名坐标系并设置当前坐标系：双击“未命名”项，输入自定义的坐标名称即可为新坐标系命名。“详细信息”按钮：主要用于查看某一坐标系相对于指定坐标系的详细信息（须在打开的对话框中选择相对坐标系）。“正交UCS”选项卡：用于设置6个“正交UCS”的坐标位置，以及其相对的坐标（相对世界坐标，或者用户自定义的坐标）。“设置”选项卡：用于设置UCS图标的显示方式和应用范围。在三维空间定位点的方法绘制三维图形的一个关键要素是要知道所绘制点的坐标值，以正确定义所绘图形的大小。通常在三维空间中定位点有如下三种方式。利用动态UCS来定位点：选中状态栏中的“允许/禁止UCS”按钮，可打开动态UCS功能。利用该功能可将捕捉到的平面作为临时坐标系的XY平面，而靠近捕捉点的平面角点将被作为临时坐标系的原点。使用对象捕捉、对象捕捉追踪等方法来定位点：绘制三维图形时同样可以使用对象捕捉和对象捕捉追踪。提示：需要将对象捕捉于动态UCS功能结合使用，否则，将只能在当前坐标系的XY平面或与XY平面平行的平面上画图。利用三维坐标来定位点：用户在绘制三维图形时除了可直接使用（x、y、z）的坐标形式来定位点外，还可使用柱坐标和球坐标来定义点。“柱坐标”使用xy距离、xy平面角度和z坐标来定义点。例如（50<40,30）“球坐标”使用点到坐标系原点或上一点的xyz距离、xy平面角度及xy平面的夹角3个参数来定义点，如（100<50<20）小结本节课主要学习树立正确的空间观念、坐标系的变换方法、在三维空间定位点的方法。四、作业1、完成课后思考练习题2、预习10.2