1CAD 三维建模知识汇编1 CAD 三维建模首先应做什么？ 答：首先应当熟悉世界坐标系和三维空间的关系。其 次 是掌握 CAD 的用户坐标系以及多个视图的使用技巧。另外必须熟悉面域的操作和多段线 的编辑。至于基本立体的绘图练习全靠反复训练，掌握各自的特点。切记：CAD 的每一个命令中都蕴涵着各自的技巧，好好探索和熟练它们。 2何为三维世界坐标系？ 答：世界坐标系是 CAD 在作图时，用于确定平面或空间点位 置的一个笛卡尔坐标体系，每一个坐标的正向和另两个坐标的旋向必须符合右手定则。 CAD 在平面作图时的三维世界坐标系标志是坐标符号图中有一“W”字样。 一般将 X-Y 平面理解为水平面，Z 轴方向表示高度距离，就是说“Z”值等同于用来 确定 X-Y 水平面高度的标高命令“ELEV” 。无论是“Z”值还是“ELEV”值，其“+”值 表示在 X-Y 面上方，而“-”值表示在 X-Y 面的下方。用户在作图时要切记这一点。注意：不管你的三维建模设计多复杂，作图过程中一定要有个基本坐标体系不能变。 否则，作图方向的紊乱，将使你陷入困境！ 3如何灵活使用三维坐标？ 答：在三维实体建模的作图过程中，要经常地变换坐标系统， 从而有利于作图。CAD 的世界坐标系是不变的，主要是用户坐标系的变换，其命令为“UCS” ，它可以完成平移、新建坐标方向、旋转等功能。执行过“UCS”后，命令行提示 如下：用户可以选择需要的项目。如果选择新建项，即键如“N”后回车，则命令行再次显示为：用户即可确定 Z 轴方向，利用三点重新定坐标系或分别绕 X、Y、Z 轴旋转任意角度。 也 可以打开工具条点击图标，如图 一所示，常用的项目用户一定要熟练。图 一 坐标变换工具条注意：坐标“UCS”的变换是作图方向或实体定位的需要，不可任意倾斜。 4如何使用柱面坐标和球面坐标？ 答：这两个坐标主要适用于三维建模作图，而且在三 维模型空间较为直观。尤其是在渲染效果图中用来确定灯光的位置十分方便。柱面坐标的形式为：（R角度 1，H） ，相对坐标形式为：（ R角度 1，H）,其中 R 为柱面的半径，角度 1 为柱面上的点在 X-Y 平面上的投影点与 X 轴正向的夹角，H 为距 X-Y 平面的高度值。利用柱面坐标很容易在圆柱实体的表面上确定一点的位置。球面坐标的形式为：（R角度 1角度 2） ，相对坐标形式为：（ R角度 1角度 2）,其中 R 为球面的半径，角度 1 为球面上的点 X-Y 平面上的投影点与 X 轴正向的夹角，2X-Y 平面应过球面中心，角度 2 为球面上的点与 X-Y 平面的夹角。在球体表面上定点较为 容易。切记：柱面和球面坐标可以绘制三维空间折线，尤其是绘制圆柱和球面螺旋线。 5如何认定 CAD 的作图平面？ 答：CAD 的作图平面是 X-Y 坐标面，或者是在与 X-Y 坐 标面平行的平面上作图。不论是二维绘图还是三维建模中的大部分作图都在该平面上完成， 栅格也是在该平面上显示。因此一般将 X-Y 平面称为平面视图（PLAN） 。但是在三维屏幕状态下作图时，只要每个点的坐标中 Z 值不为零，就意味着点已经 不在 X-Y 平面上。如 LINE 命令的不同形式：（30，40）为在 X-Y 平面上画线，而 （30，40，50）为距 X-Y 平面 50 处定一个点。切记：只有画线命令可以在三维空间任意方向作图。 6哪些二维绘图中的命令可以在三维模型空间继续使用？ 答：纯正的二维绘图命令应理 解为没有宽度和厚度的图线，因此又称为二维线框命令。这些命令只能在 X-Y 面上或与该 坐标面平行的平面上作图，它们是：圆及圆弧、椭圆和圆环，多义线及多段线、多边形和 矩形、文字及尺寸标注。所以在使用这些命令时要弄清楚是在哪个平面上工作。 而直线、射线和构造线可在三维空间任意画线。对于二维编辑命令均可在三维空间使 用，但必须在 X-Y 平面内，只有镜像、阵列和旋转在三维空间还有不同的使用方法。切记：圆、圆弧、多边形和面域只能在 X-Y 平面或平行其该面的平台上作图。 7哪些二维编辑命令可在三维空间继续使用？ 答：以下命令的使用方法在二维或三维空 间是一样的。即：复制（Copy ） 、移动（Move ） 、偏移（Offset ） 、倒角 （Chamfer） 、倒圆角（Fillt ） 、修剪（Trim ） 、延伸（Extend ） 、断开 （Break ）及延长等。而镜像、阵列、旋转三个命令在三维空间的使用方法略有不同。 8如何确定三维观察方向？ 答：所谓确定三维观察方向就是从某个方位观察三维模型， 设置方法有多种。下拉“视图”菜单-在“三维视图”中的各项均是确定观察方向的命令， 用户可以逐一测试，以便在三维建模时灵活运用。执行“VPOINT”命令也是常用的定位 方法。 键入“VPOINT”后，命令行提示：（） ， 这有三种不同选择，第一用户可以直接键入（X，Y，Z）坐标值，X、Y、Z 可以分别取 0 和 1 或-1，即键入（0，0，1） 、 （1，-1，1） 、 （-1，-1，-1）等值均可，不同的组合代表不 同的观察方向；用户也可先键入“R”选择第二种方式确定方位，键入“R”后屏幕提示如 下： 给定角度显示：也就是说用户要分别输入在 X-Y 面内的位置，而后再定与 X-Y 面的夹角以便定观察高度；如果用户直接按回车（ENTER）键，则屏幕上将出现一个如下图四所示的坐标球和三角架。此图说明：3（1）小“+”光标如在小圆 5 内移动，由 Z 正向看 X-Y 平面，若在圆心处为俯视图方向； 在小圆外大圆内时，表示从 Z 负向看 X-Y 平面； （2）小“+”在水平线 13 上方时，表示由 Y 正向看 X-Y 平面；而在下方时，表示由 Y 负 向看 X-Y 平面； （3）小“+”在竖直线 24 右边时，表示由 X 负向看 X-Y 平面；而在左边时，表示由 X 正 向看 X-Y 平面；边缘 （4）小“+”光标在大圆外移动，表示绕 Z 轴旋转实体； （5）小“+”光标在小圆边缘移动，表示由 X-Y 面的方图 二 罗盘和三角架北 向观察实体。切记：无论从何方位观察实体，但观察后必须点击图标，返回原来的作图状态！ 9如何使用过滤坐标？ 答：所谓的过滤坐标就是在作图过程中为确定某一点的位置，而 该点（X，Y，Z）坐标的某一个值想借助另一点的同名坐标，则可用坐标过滤的办法来完 成。即可以分别逐个过滤，也可一次过滤两个（实际为一个平面） 。如图 一所示，要在矩 形的正上方绘制一个圆柱体，而圆柱体的底部圆心距离矩形中心的高度为本 50 毫米。则执 行过程图 三 分别过滤 X、Y 坐标 为：（1）执行画圆柱体命令，命令提示如图 二 所示，输入“。X”回车后捕捉 1 点。然 后图 四 过滤 X 坐标 显示提示如图 三所示 ；（2）再输入“。Y”回车后捕捉 2 点。命令提示如图 四所示；图 五 过滤 Y 坐标 （3）最后直接输入 Z 坐标值，再完成圆柱体的作图。4图 六 输入 Z 坐标用户也可以一次过滤两个坐标，一般是“。XY” ，选定一个参考点后，再给出 Z 值即 可。注意：坐标过滤代替不了坐标“UCS”变换，前者偶然使用，而后者最常用。图 七 视口对话框 10为什么要采用多视口观察实体？答：在三维建模的作图过程中，有时需要及时的观察 整体或局部效果，或者为了确定某一实体的位置，应从不同的角度显示实体，但又不想失 去原有的实体状态。所以，CAD 为用户提供了多视口观察工具。执行“VPORTS”命令， 显示视口对话框，如图 七所示。 如图 八所示，是设置了四个视口。CAD 只能在一个视口中工作，用户只需在要工作 的 视口中左击鼠标键就可进入，此时该视口的边界亮显，光标也同时变为十字形的工作状态。5图 八 四个视口观察实体 视口操作有很强的功能，这里先建议用户利用视口设置不同的观察方向，如图 八各视口所 示。但是如果要在某一个视口中添加实体，那么其它视口中也同样显示出来。注意：在绘制或编辑三维模型时最好在一个视口中工作。 11如何将各分线段合并为一条多段线？ 答：可以执行“PEDIT”命令或由下拉“修改” 菜单-选“多段线”后。屏幕提示“选择多段线” ，用户只要捕捉任一个线段实体，屏幕回 应“是否将其转换为多段线？Y ” ，回车认可后命令行显示如下提示：键入“J”后，即可选则首尾相连的各个线段实体，选择结束击两次回车就完成了全部操作。切记：将多个实体合并成一个实体（多义线）在建立面域或三维曲面轮廓时，常用！ 12如何创建面域并进行布尔运算？ 答：创建面域的命令有三种执行方式，即：一是直接 键入“REGION” ，二是点击图标“” ，三是下拉“绘图”菜单-“面域” 。执行完命令 后，CAD 开始加载 DLL 文件，稍后提示用户选择要面域的对象，用户一定要选取封闭的 几何图形或由多个线段实体组成的封闭区域。否则 CAD 均不能创建所需要的面域。所谓的面域布尔运算就是逻辑计算，用户需要打开实体编辑工具条，如图九所示，其 中前三项是面域的布尔运算命令。图十所示为一个圆与一个矩形两个面域进行并 （UNION） 、差（SUBTRACT） 、交（INTERSECT）运算的结果。切记：在进行差（SUBTRACT）运算时，要先选择主体确定后，再选择需要减去的实 体。因此，不能同时选择主体和被减实体。图 九实体编辑工具条 图 十面域布尔运算613如何保证在三维建模时作图的清晰快捷？ 答：这是一个不错的问题，的确在三维建模 作图过程中，随着模型结构的复杂化，不仅要频繁地更换坐标系（UCS） ，同时还要绘制一 些辅助线用作实体的定位。复杂的模型纷乱的线条很难准确捕捉需要的目标。那么，最好 的办法就是利用图层来解决这一烦心的问题，与当前作图无关的图层可以先关闭或冻结。切记：一句铭言“无用的线变得有用，重叠的图层看起来更分明。 ” 14三维多义线有什么用途？ 答：三维多义线主要用来绘制三维螺旋线和锥形螺旋线。使 用时可以直接键入“3DPOLY”命令，然后与二维画线命令一样输入每个点的坐标，但 Z 坐标值不应全为零。由“3DPOLY”绘制的多义折线可以用“PEDIT”进行编辑或者转化 为光滑的空间曲线。例如使用柱面坐标可以绘制三维螺旋线。 15如何使用三维平面命令？ 答：CAD 提供了两个三维平面命令，即“3DFACE”和“PFACE”命令。这两个命令使用方法完全不同，而且没有图标，只能直接输入命令。 首先介绍“3DFACE”的使用技巧，直接键入命令“3DFACE”后，CAD 提示用户分 别输入四个点即完成第一个平面，继续提示输入第二平面的 3，4 点，完成后再要求输入第 三个平面的 3、4 点等等。至此，用户已经清楚该命令的使用技巧，那就是在第一个 平面所需的四个点输入完后，CAD 将第一个平面的 3、4 点自动认作是第二个平面的 1、2 点，这样一直进行下去，直到拥护中断执行为止。如图 十一所示，是用该命令绘制的两个 三维模型图。图 十一 3DFACE 平面 16三维平面 PFACE 又如何使用呢？ 答：了解了“3DFACE”命令的使用方法后，我们 再来看看“PFACE”如何使用？先看图 十二所示的三维房屋线框模型，该模型共有 20 个顶点， 图 十二 房屋模型 图 十三房屋模型建立三个平面 有 12 表面，这些表面有四边形，也有五边形或七边形。显然利用“3DFACE”命令为每个 平面着色是不可能的，而使用“PFACE”可以解决该问题。 键入“PFACE”后命令行显示“” ，用户可按自己规定的顶点顺 序号码使用光标逐个捕捉，完毕后回车提示“” ，要求用户输入所规定的 第一平面的起点序号数“” 。这里有两点要明白， 一是具体哪一个面作为第一个平面是任意的；二是所定平面上的点哪一个点作为第一点也7是任意的。但只能输入序号数且按顺时