第7章 三维模型,本章主要内容 三维绘图基础。 用户坐标系及三维图形的显示方法。 绘制和编辑三维模型的基本方法。 三维模型的动画制作。 材质与渲染 。,7.1 三维绘图基础 7.2 基本三维模型的绘制 7.3 三维模型编辑修改 7.4 观察和显示三维空间 7.5 动画制作 7.6 材质与渲染,7.1 三维绘图基础,7.1.1 三维模型种类 1线框模型 线框模型描述的是三维形体的框架，仅仅由描述对象边框的点、直线和曲线组成。 2表面模型 表面模型是用来表现曲面，它不仅定义了三维形体的边，而且定义了三维形体的表面。表面模型可以实现消隐、渲染等功能，此外利用表面模型还可以构造复杂的曲面物体。 3实体模型 实体模型具有体的特征，用户可以对它进行挖孔、挖槽、倒角等布尔运算的操作。,线框模型 表面模型 实体模型,7.1.2 三维绘图界面,启动AutoCAD 2008后，在“工作空间”工具栏中选择“三维建模”选项，进入三维建模界面，如右上图所示。在三维建模编辑区里还可以采用多视口两种模式来进行显示，如右下图所示。三维建模编辑区单视口和多视口显示模式可以通过视图菜单下的视口选项来进行切换。,7.1.3 “面板”选项板,AutoCAD 2008将所有主要用于实体和曲面建模的工具都集成到了“面板”选项板中，用户可以通过“工具”“选项板”“面板”选项来打开或关闭“面板”选项板。 通过操作“面板”选项板中的相关工具按钮，可以方便、快速地创建和编辑实体。,“面板”选项板,7.1.4 建立用户坐标系,1功能 建立用户坐标系。 2调用方法 命令：UCS 菜单：工具新建UCS 图标：UCS工具栏中的3说明 激活UCS命令后回车，系统提示： 命令：UCS 当前UCS名称：*世界* 指定UCS的原点或 面(F)/命名(NA)/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 轴(ZA) ：,7.1.4 建立用户坐标系,可以通过下述各选项进行UCS设置 ： （1）指定新UCS的原点：此选项通过移动当前的UCS的原点来定义一个新的用户坐标系。 （2）面（F）：将新用户坐标系的XY平面与所选实体的一个面重合。 （3）命名（NA）：为新创建的用户坐标系命名。 （4）对象（OB）：通过指定一个对象来定义一个新的坐标系。 （5）视图（V）：将新用户坐标系的XY平面与屏幕平行，Z轴与其正交，用户坐标系原点保持不变。 （6）X/Y/Z：将坐标系分别绕X轴、Y轴、Z轴旋转一定的角度，来建立新的用户坐标系。 （7）Z轴（ZA）：此选项通过定义Z轴的正方向来设置当前XY平面。 （8）上一个（P）：恢复上一个UCS。 （9）世界（W）：将当前用户坐标系设置为世界坐标系。WCS是所有用户坐标系的基准，不能被重新定义。,7.1.4 建立用户坐标系,在创建用户坐标系时，经常使用“三点”方式，即通过指定3个点来定义原点以及X轴、Y轴的正方向。 使用方法：选择菜单工具新建UCS三点。,7.2 基本三维模型的绘制,1绘制多段体 （1）功能。创建三维多段体。 （2）调用方法。 命令：POLYSOLID 菜单：绘图建模多段体 图标：建模工具栏中的,7.2.1 基本三维图形的绘制,2绘制长方体 （1）功能。绘制长方体或正方体。 （2）调用方法。 命令：BOX 菜单：绘图建模长方体 图标：建模工具栏中的,7.2.1 基本三维图形的绘制,3绘制楔形体 （1）功能。绘制楔形体。 （2）调用方法。 命令：WEDGE 菜单：绘图建模楔体 图标：建模工具栏中的,4绘制圆锥体 （1）功能。绘制圆锥体或绘制椭圆锥体。 （2）调用方法。 命令：CONE 菜单：绘图建模圆锥体 图标：建模工具栏中的,7.2.1 基本三维图形的绘制,5绘制球体 （1）功能。绘制3D球体。 （2）调用方法。 命令：SPHERE 菜单：绘图建模球体 图标：建模工具栏中的,6绘制圆柱体 （1）功能。绘制圆柱体或绘制椭圆柱体。 （2）调用方法。 命令：CYLINDER 菜单：绘图建模圆柱体 图标：建模工具栏中的,7.2.1 基本三维图形的绘制,7绘制圆环体 （1）功能。绘制圆环体，所建立的圆环体平行位于当前UCS的XY平面上。 （2）调用方法。 命令：TORUS 菜单：绘图建模圆环体 图标：建模工具栏中的,8绘制棱锥面 （1）功能。绘制棱锥面，所建立的棱锥体底面平行位于当前UCS的XY平面上。 （2）调用方法。 命令：PYRAMID 菜单：绘图建模棱锥面 图标：建模工具栏中的,7.2.1 基本三维图形的绘制,9绘制螺旋 （1）功能。绘制螺旋线， （2）调用方法。 命令：HELIX 菜单：绘图螺旋 图标：建模工具栏中的,10绘制平面曲面 （1）功能。绘制平面曲面。 （2）调用方法。 命令：PLANESURF 菜单：绘图建模平面曲面 图标：建模工具栏中的,7.2.2 二维图形生成三维模型,1拉伸命令 使用EXTRUDE命令可以将一些二维对象拉伸成三维实体。拉伸过程中，用户可以指定拉伸高度、拉伸路径，还可以使对象截面沿着拉伸方向变化。拉伸路径可以封闭也可以不封闭。 在AutoCAD中，可用于拉伸的二维对象包括圆、椭圆、多边形、封闭的多段线、封闭样条曲线、面域等。 （1）功能。将二维对象拉伸成三维实体。 （2）调用方法。 命令：EXTRUDE 菜单：绘图建模拉伸 图标：建模工具栏中的,7.2.2 二维图形生成三维模型,2按住并拖动有限区域创建三维模型 可以通过按住Ctrl+Alt组合键，然后拾取区域来按住或拖动有限区域绘制三维模型，如图所示。 调用方法如下。 命令：PRESSPULL 图标：建模工具栏中的,7.2.2 二维图形生成三维模型,3扫掠命令 使用扫掠命令，可以通过沿开放或闭合的二维或三维路径扫掠开放或闭合的平面曲线（轮廓）来创建新实体或曲面。可以扫掠多个对象，但是这些对象必须位于同一平面中。如果沿一条路径扫掠闭合的曲线，则生成实体。 （1）功能。通过沿路径扫掠二维曲线来创建三维实体或曲面。 （2）调用方法。 命令：SWEEP 菜单：绘图建模扫掠 图标：建模工具栏中的,7.2.2 二维图形生成三维模型,4旋转两维对象创建三维实体 使用REVOLVE命令可以将二维对象绕指定的轴旋转从而创建三维回转体。可以用于旋转的二维对象包括封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域。有交叉或自干涉的多段线不能被旋转，一次可以旋转多个对象。 （1）功能。将二维对象旋转成三维实体。 （2）调用方法。 命令：REVOLVE 菜单：绘图建模旋转 图标：建模工具栏中的,7.2.2 二维图形生成三维模型,5通过放样来创建三维实体模型 放样命令可以对包含两条或两条以上横截面曲线的一组曲线进行放样来创建三维实体或曲面。横截面定义了曲面的轮廓形状。横截面通常为曲线或直线，可以是开放的，例如圆弧，也可以是闭合的。（1）功能。通过一组两个或多个曲线之间放样来创建三维实体或曲面。 （2）调用方法。 命令：LOFT 菜单：绘图建模放样 图标：建模工具栏中的,7.3 三维模型编辑修改,7.3.1 在三维空间中的编辑 1三维对齐命令 （1）功能。3DALIGN命令允许用户在3D空间中移动和旋转对象，而不管当前UCS位置，如图7.28所示。 （2）调用方法。 命令：3DALIGN 菜单：修改三维操作三维对齐 图标：建模工具栏中的,三维对齐实例,7.3.1 在三维空间中的编辑,2三维旋转命令 （1）功能。用来围绕任意的3D轴线旋转一对象，如图所示。 （2）调用方法。 命令：3D ROTATE 菜单：修改三维操作三维旋转 图标：建模工具栏中的,三维旋转实例,7.3.1 在三维空间中的编辑,3三维移动命令 （1）功能。在三维视图中显示移动夹点工具，并沿指定方向将对象移动指定距离，如图7.30所示。 （2）调用方法。 命令：3DMOVE 菜单：修改三维操作三维移动 图标：建模工具栏中的,三维移动实例,7.3.1 在三维空间中的编辑,4三维镜像命令 （1）功能。此命令可用来相对于一空间平面作镜像。 （2）调用方法。 命令：MIRROR3D 菜单：修改三维操作三维镜像,镜像前后的效果,7.3.1 在三维空间中的编辑,5三维阵列命令 （1）功能。对所选对象进行多个拷贝。该命令类似于ARRAY命令，只是增加了层数和层间距选择，如图所示，是将圆锥进行了2行3列2层的阵列。 （2）调用方法。 命令：3DARRAY 菜单：修改三维操作三维阵列,三维阵列,7.3.2 布尔运算,在AutoCAD中，用户可以运用布尔运算将两个或两个以上的原对象结合成一个新的组合对象。 1并集 （1）功能。并集操作可以将两个或两个以上的原对象并成一个新的组合对象。 （2）调用方法。 命令：UNION 菜单：修改实体编辑并集 图标：建模工具栏中的,圆柱体和长方体的并集,7.3.2 布尔运算,2 差集 （1） 功能。从一个对象开始，从中减去与第二个对象共有的部分，从而形成一个新的组合对象的过程。 （2） 调用方法。 命令：SUBTRACT 菜单：修改实体编辑差集 图标：建模工具栏中的,立方体和圆柱体的差集,7.3.2 布尔运算,3 交集 （1） 功能。将两个或两个以上的原对象的共有部分形成一个新的组合对象的过程。图7.35 立方体和圆柱体的交集 （2） 调用方法。 命令：INTERSECTION 菜单：修改实体编辑交集 图标：建模工具栏中的,立方体和圆柱体的交集,项目训练 绘制三维机械零件模型,训练内容：创建如图所示的三维机械零件模型。,操作步骤如下。 （1）设置绘图边界：Limits回车0,0120,90回车。 （2）显示全图：Zoom回车E回车。 （3）设置系统函数：ISOLINES回车8回车。 （4）绘制底板。 画倒圆角矩形 画圆 矩形阵列：行数2、列数2、行偏移22、列偏移56。 面域 求差 拉伸 改变视图显示,改变视图显示,项目训练 绘制三维机械零件模型,（5）画圆柱。 画辅助线：在底板上表面画辅助中心线。 画圆柱：圆心在底板中心，半径分别为R10、R17，高度为25，如图所示。 删除辅助线。 求差 （6）消隐显示图形：HIDE回车。如图所示。,绘制圆柱,消隐显示图形,7.4 观察和显示三维空间,AutoCAD提供了多种观察、显示三维图形的方法。 1使用“三维导航控制台” 在AutoCAD 2008中，“面板”中的“三维导航”控制台，包括三维平移、三维缩放、动态观察、相机、漫游、飞行等工具。它们可以从不同的角度、高度和距离查看三维视图中的对象，也可在下拉列表中直接定义所需要的视图样式，如图所示。,“面板”中的“三维导航控制台”,7.4 观察和显示三维空间,2视图工具栏 在“视图”工具栏，直接定义所需要的视图样式，如图所示。 “视图”工具栏可以根据用户需要预定义为标准正交视图和等轴测视图两种。这些视图代表常用选项：俯视、仰视、主视、左视、右视和后视。此外，可以从以下等轴测选项设置视图：SW（西南）等轴测、SE（东南）等轴测、NE（东北）等轴测、NW（西北）等轴测。,“视图”工具栏,项目训练 绘制锥齿轮,训练内容：使用旋转命令、拉伸命令以及三维实体阵列等命令，绘制如图所示的锥齿轮零件模型。,7.5 动 画 制 作,7.5.1 在图形中设置相机 1功能 设置相机和目标的位置，以创建并保存对象的三维透视图。 2调用方法 命令： CAMERA 菜单：视图创建相机 图标：在视图工具栏中的,2调用方法 命令：ANIPATH 菜单：视图运动路径动画 图标：在视图工具栏中的 激活ANIPATH命令后，将弹出“运动路径动画”对话框 ,该对话框可以将相机及其目标链接到点或路经