第12章 三维建模,观察三维模型。 创建长方体、球体及圆柱体等基本立体。 拉伸或旋转二维对象形成三维实体及曲面。 通过扫掠及放样形成三维实体或曲面。 阵列、旋转及镜像三维对象。 拉伸、移动、旋转实体表面 使用用户坐标系。 利用布尔运算构建复杂模型。,本章主要内容如下：,本章大纲,12.1三维建模空间 12.2观察三维模型 12.3创建三维基本立体 12.4将二维对象拉伸成实体或曲面 12.5旋转二维对象形成实体或曲面 12.6通过扫掠创建实体或曲面 12.7通过放样创建实体或曲面 12.8 3D移动 12.9 3D旋转 12.10 3D阵列,12.11 3D镜像 12.12 3D对齐 12.13 3D倒圆角及倒角 12.14 编辑实体的表面 12.15旋转面 12.16与实体显示有关的系统变量 12.17用户坐标系 12.18使坐标系的xy平面与屏幕对齐 12.19利用布尔运算构建复杂实体模型 12.20实体建模综合练习,12.1 三维建模空间,用户可切换至AutoCAD三维工作空间。单击状态栏上的 按钮，弹出快捷菜单，选择【三维建模】选项，就切换至该空间。默认情况下，三维建模空间包含【建模】面板、【实体编辑】面板、【视图】面板及工具选项板等，如下图所示。,12.2 观察三维模型,三维建模过程中，常需要从不同方向观察模型。AutoCAD提供了多种观察模型的方法，以下介绍几种常用的方法。,12.2.1 用标准视点观察模型,任何三维模型都可以从任意一个方向观察。进入三维建模空间，该空间【常用】选项卡中【视图】面板上的【视图控制】下拉列表提供了10种标准视点，如下图所示。通过这些视点就能获得3D对象的10种视图，如前视图、后视图、左视图及东南轴测图等。,【实例12-1】：利用标准视点观察下图所示的三维模型。 1.打开素材文件“dwg第12章12-1.dwg”，如下图所示。,2.选择【视图控制】下拉列表中的【前视】选项，然后发出消隐命令HIDE，结果如下图所示，此图是三维模型的前视图。,3.选择【视图控制】下拉列表的【左视】选项，然后发出消隐命令HIDE，结果如下图所示，此图是三维模型的左视图。,4.选择【视图控制】下拉列表的【东南等轴测】选项，然后发出消隐命令HIDE，结果如下图所示，此图是三维模型的东南轴测视图。,12.2.2 三维动态旋转,3DFORBIT命令将激活交互式的动态视图，用户通过单击并拖动鼠标光标的方法来改变观察方向，从而能够非常方便地获得不同方向的3D视图。使用此命令时，用户可以选择观察全部的对象或是模型中的一部分对象，AutoCAD围绕待观察的对象形成一个辅助圆，该圆被4个小圆分成4等份，如图所示。辅助圆的圆心是观察目标点，当用户按住鼠标左键并拖动鼠标光标时，待观察的对象（或目标点）静止不动，而视点绕着3D对象旋转，显示结果是视图在不断地转动。,当用户想观察整个模型的部分对象时，应先选择这些对象，然后启动3DFORBIT命令。此时，仅所选对象显示在屏幕上。若其没有处在动态观察器的大圆内，就单击鼠标右键，选取【范围缩放】选项。,命令启动方法如下。 菜单命令：【视图】/【动态观察】/【自由动态观察】。 面板：【视图】选项卡中【导航】面板上的 按钮。 命令行：3DFORBIT。,启动3DFORBIT命令，AutoCAD窗口中就出现一个大圆和4个均布的小圆，如上图所示。当鼠标光标移至圆的不同位置时，其形状将发生变化，不同形状的鼠标光标表明了当前视图的旋转方向。,一、球形光标 鼠标光标位于辅助圆内时，就变为这种形状，此时可假想一个球体将目标对象包裹起来。按住鼠标左键并拖动光标，就使球体沿鼠标光标拖动的方向旋转，因而模型视图也就旋转起来。 二、圆形光标 移动鼠标光标到辅助圆外，鼠标光标就变为这种形状，按住鼠标左键并将光标沿辅助圆拖动，就使3D视图旋转，旋转轴垂直于屏幕并通过辅助圆心。 三、水平椭圆形 光标当把鼠标光标移动到左、右小圆的位置时，其形状就变为水平椭圆。按住并拖动鼠标就使视图绕着一个铅垂轴线转动，此旋转轴线经过辅助圆心。,四、竖直椭圆形光标 将鼠标光标移动到上、下两个小圆的位置时，鼠标光标就变为该形状。单击并拖动鼠标将使视图绕着一个水平轴线转动，此旋转轴线经过辅助圆心。 当3DFORBIT命令激活时，单击鼠标右键，弹出快捷菜单，如下图所示。,此菜单中常用选项的功能如下。 【其他导航模式】：对三维视图执行平移、缩放操作。 【平行模式】：激活平行投影模式。 【透视模式】：激活透视投影模式，透视图与眼睛观察到的图像极为接近。 【视觉样式】：提供了以下模型显示方式。 【三维隐藏】：用三维线框表示模型并隐藏不可见线条。 【三维线框】：用直线和曲线表示模型。 【概念】：着色对象，效果缺乏真实感，但可以清晰地显示模型细节。 【真实】：对模型表面进行着色，显示已附着于对象的材质。,12.2.3 视觉样式,视觉样式用于改变模型在视口中的显示外观，它是一组控制模型显示方式的设置，这些设置包括面设置、环境设置及边设置等。面设置控制视口中面的外观，环境设置控制阴影和背景，边设置控制如何显示边。当选中一种视觉样式时，AutoCAD在视口中按样式规定的形式显示模型。 AutoCAD提供了以下5种默认视觉样式，可在【视图】面板的【视觉样式】下拉列表中进行选择。,二维线框：以线框形式显示对象，光栅图像、线型及线宽均可见，如下图所示。 三维线框。以线框形式显示对象，同时显示着色的UCS图标，光栅图像、线型及线宽可见，如下图所示。,三维隐藏：以线框形式显示对象并隐藏不可见线条，光栅图像及线宽可见，线型不可见，如下图所示。 概念：对模型表面进行着色，着色时采用从冷色到暖色的过渡而不是从深色到浅色的过渡。效果缺乏真实感，但可以很清晰地显示模型细节，如上图所示。 真实：对模型表面进行着色，显示已附着于对象的材质。光栅图象、线型及线宽均可见，如上图所示。,12.3 创建三维基本立体,AutoCAD能生成长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔形体及圆环体等基本立体。【建模】面板中包含了创建这些立体的命令按钮，下表列出了这些按钮的功能及操作时要输入的主要参数。,创建长方体或其他基本立体时，也可通过单击一点设定参数的方式进行绘制。当AutoCAD提示输入相关数据时，用户移动鼠标光标到适当位置，然后单击一点，在此过程中，立体的外观将显示出来，便于用户初步确定立体形状。绘制完成后，可用PROPERTIES命令显示立体尺寸，并可对其修改。 【实例12-2】：创建长方体及圆柱体。 1.进入三维建模工作空间。打开【视图】面板上的【视图控制】下拉列表，选择【东南等轴测】选项，切换到东南等轴测视图。再通过【视图】选项卡中【导航】面板上的【视觉样式】下拉列表设定当前模型显示方式为“二维线框”。,2.单击【建模】面板上的 按钮，AutoCAD提示如下。 命令: _box 指定第一个角点或 中心(C): /指定长方体角点A 指定其他角点或 立方体(C)/长度(L): 100,200,300 /输入另一角点B的相对坐标,3.单击【建模】面板上的 按钮，AutoCAD提示如下。 命令: _cylinder 指定底面的中心点或 三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)/椭圆(E): /指定圆柱体底圆中心 指定底面半径或 直径(D) : 80 /输入圆柱体半径 指定高度或 两点(2P)/轴端点(A) : 300 /输入圆柱体高度 结果如下图所示。,4.改变实体表面网格线的密度。 命令: isolines 输入 ISOLINES 的新值 : 40 /设置实体表面网格线的数量 选择菜单命令【视图】/【重生成】，重新生成模型，实体表面网格线变得更加密集。 5.控制实体消隐后表面网格线的密度。 命令: facetres 输入 FACETRES 的新值 : 5 /设置实体消隐后的网格线密度 启动HIDE命令，结果如下图所示。,12.4 将二维对象拉伸成实体或曲面,EXTRUDE命令可以拉伸二维对象生成3D实体或曲面，若拉伸闭合对象，则生成实体，否则生成曲面。操作时，可指定拉伸高度值及拉伸对象的锥角，还可沿某一直线或曲线路径进行拉伸。,命令启动方法如下。 菜单命令：【绘图】/【建模】/【拉伸】。 面板：【建模】面板上的 按钮。 命令：EXTRUDE或简写EXT。,【实例12-3】：练习EXTRUDE命令。 1.打开素材文件“dwg第12章12-3.dwg”，用EXTRUDE命令创建实体。 2.将图形A创建成面域，再用PEDIT命令将连续线B编辑成一条多段线，如下图所示。 3.用EXTRUDE命令拉伸面域及多段线，形成实体和曲面。进入三维建模空间，单击【建模】面板上的 按钮，启动EXTRUDE命令。 命令: _extrude 选择要拉伸的对象: 找到 1 个 /选择面域 选择要拉伸的对象: /按Enter键 指定拉伸的高度或 方向(D)/路径(P)/倾斜角(T) : 260 /输入拉伸高度 命令:EXTRUDE /重复命令 选择要拉伸的对象: 找到 1 个 /选择多段线,选择要拉伸的对象: /按Enter键 指定拉伸的高度或 方向(D)/路径(P)/倾斜角(T) : p /使用“路径(P)”选项 选择拉伸路径或 倾斜角: /选择样条曲线C 结果如右图所示。,注意：系统变量SURFU和SURFV控制曲面上素线的密度。选中曲面，启动PROPERTIES命令，该命令将列出这两个系统变量的值，修改相应的值，曲面上素线的数量就发生变化。,EXTRUDE命令各选项的功能如下。 指定拉伸的高度：如果输入正的拉伸高度，则使对象沿z轴正向拉伸。若输入负值，则AutoCAD沿z轴负向拉伸。当对象不在坐标系xy平面内时，将沿该对象所在平面的法线方向拉伸对象。 方向：指定两点，两点的连线表明了拉伸方向和距离。 路径：沿指定路径拉伸对象形成实体或曲面。拉伸时，路径被移动到轮廓的形心位置。路径不能与拉伸对象在同一个平面内，也不能具有较大曲率的区域，否则，有可能在拉伸过程中产生自相交情况。 倾斜角：当AutoCAD提示“指定拉伸的倾斜角度:”时，输入正的拉伸倾角表示从基准对象逐渐变细地拉伸，而负角度值则表示从基准对象逐渐变粗地拉伸，如下图所示。用户要注意拉伸斜角不能太大，若拉伸实体截面在到达拉伸高度前已经变成一个点，那么AutoCAD将提示不能进行拉伸。,12.5 旋转二维对象形成实体或曲面,REVOLVE命令可以旋转二维对象生成3D实体，若二维对象是闭合的，则生成实体，否则生成曲面。用户通过选择直线、指定两点或x、y轴来确定旋转轴。 REVOLVE命令可以旋转以下二维对象。 直线、圆弧和椭圆弧。 二维多段线和二维样条曲线。 面域和实体上的平面。,命令启动方法如下。 菜单命令：【绘图】/【建模】/【旋转】。 面板：【建模】面板上的 按钮。 命令：REVOLVE或简写REV。,【实例12-4】：练习REVOLVE命令。 1.打开素材文件“dwg第12章12-4.dwg”，用REVOLVE命令创建实体。进入三维建模空间，单击【建模】面板上的 按钮，启动REVOLVE命令。 命令: _revolve 选择要旋转的对象: 找到 1 个 /选择要旋转的对象 选择要旋转的对象: /按Enter键 指定轴起点或根据以下选项之一定义轴 对象(O)/X/Y/Z : /捕捉端点A 指定轴端点: /捕捉端点B 指定旋转角度或 起点角度(ST) : st /使用“起点角度(ST)”选项 指定起点角度 : -30 /输入回转起始角度 指定旋转角度 : 210 /输入回转角度 2.再启动命令，结果如下所示。,REVOLVE命令各选项的功能如下。 对象：选择直线或实体的线性边作为旋转