第11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、移动及旋转实体表面。 使用用户坐标系。 利用布尔运算构建复杂模型。 通过本章的学习，使读者掌握创建及编辑三维模型的主要命令，了解利用布尔运算构建复杂模型的方法。,【学习目标】,11.1 三维建模空间,创建三维模型时要切换至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】命令，就切换至该空间。默认情况下，三维建模空间包含【三维建模】面板、【实体编辑】面板、【视图】面板及工具选项板等，如图11-1所示。,图11-1 三维建模空间,这些面板及工具选项板的功用如下。 【三维建模】面板：包含创建基本立体、回转体及其他曲面立体等的命令按钮。 【实体编辑】面板：利用该面板中的命令按钮可对实体表面进行拉伸、旋转等操作。 【视图】面板：通过该面板中的命令按钮可设定观察模型的方向，形成不同的模型视图。 工具选项板：包含二维绘图及编辑命令，还提供了各类材质样例。,11.2 观察三维模型,在三维建模过程中，用户常需要从不同的方向观察模型。AutoCAD提供了多种观察模型的方法，以下介绍常用的几种。,11.2.1 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，【视图】面板上的【视图控制】下拉列表提供了10种标准视点，如图11-2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、左视图及东南等轴测图等。,图11-2 标准视点,【案例11-1】利用标准视点观察图11-3所示的三维模型。 1打开素材文件“dwg第11章11-1.dwg”，如图11-3所示。,图11-3 利用标准视点观察模型,2从【视图控制】下拉列表中选择“前视”选项，然后发出消隐命令HIDE，结果如图11-4所示。此图是三维模型的前视图。,图11-4 前视图,3在【视图控制】下拉列表中选择“左视”选项，然后发出消隐命令HIDE，结果如图11-5所示。此图是三维模型的左视图。,图11-5 左视图,4在【视图控制】下拉列表中选择“东南等轴测”选项，然后发出消隐命令HIDE，结果如图11-6所示。此图是三维模型的东南等轴测视图。,图11-6 东南等轴测视图,11.2.2 三维动态旋转,单击【视图】面板上的按钮，启动三维动态旋转命令（3DFORBIT）。此时，用户可通过单击并拖动鼠标指针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，可以选择观察全部对象或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11-7所示。,图11-7 三维动态旋转,辅助圆的圆心是观察目标点，当用户按住鼠标左键并拖动时，待观察对象的观察目标点静止不动，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，在弹出的快捷菜单中选择【范围缩放】命令。,3DFORBIT命令启动后，AutoCAD窗口中就出现1个大圆和4个均布的小圆，如图11-7所示。当鼠标指针移至圆的不同位置时，其形状将发生变化，不同形状的光标表明了当前视图的旋转方向。 一、球形光标 鼠标指针位于辅助圆内时，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。单击并拖动鼠标指针，就使球体沿鼠标指针拖动的方向旋转，因而模型视图也就旋转起来。 二、圆形光标 移动鼠标指针到辅助圆外，鼠标指针就变为这种形状。按住鼠标左键并将鼠标指针沿辅助圆拖动，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 当把鼠标指针移动到左、右小圆的位置时，其形状就变为水平椭圆。单击鼠标左键并拖动鼠标指针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 将鼠标指针移动到上、下两个小圆的位置时，它就变为该形状。单击鼠标左键并拖动鼠标指针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，如图11-8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和缩放等操作。 【缩放窗口】：用矩形窗口选择要缩放的区域。 【范围缩放】：将所有3D对象构成的视图缩放到图形窗口的大小。 【缩放上一个】：动态旋转模型后再回到旋转前的状态。 【平行模式】：激活平行投影模式。,图11-8 快捷菜单, 【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。 【重置视图】：将当前的视图恢复到激活3DFORBIT命令时的视图。 【预设视图】：该选项提供了常用的标准视图，如前视图、左视图等。 【视觉样式】：提供了以下的模型显示方式。 【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。,11.2.3 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种默认的视觉样式，用户可在【视图】面板的【视觉样式】下拉列表中进行选择，如图11-9所示。,图11-9 【视觉样式】下拉列表, “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，如图11-10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，如图11-10所示。,图11-10 视觉样式, “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，如图11-10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，如图11-10所示。 “真实”：对模型表面进行着色，显示已附着于对象的材质。光栅图像、线型及线宽均可见，如图11-10所示。,11.3 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。【三维建模】面板中包含了创建这些立体的命令按钮，表11-1列出了这些按钮的功能及操作时要输入的主要参数。,用户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，用户移动鼠标指针到适当位置，然后单击一点，在此过程中立体的外观将显示出来，以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。,【案例11-2】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，再通过该面板上的【视觉样式】下拉列表设定当前模型的显示方式为“二维线框”。 2单击【三维建模】面板上的 按钮，AutoCAD提示： 命令: _box 指定第一个角点或 中心(C): /指定长方体角点A，如图11-11左图所示 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，如图11-11左图所示,图11-11 创建长方体及圆柱体,11.4 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，用户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。,【案例11-3】练习EXTRUDE命令。 1打开素材文件“dwg第11章11-3.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，如图11-12左图所示。,图11-12 拉伸面域及多段线,3用EXTRUDE命令拉伸面域及多段线，形成实体和曲面。 单击【三维建模】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 结果如图11-12右图所示。,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（D）：指定两点，两点的连线表明了拉伸的方向和距离。 路径（P）：沿指定路径拉伸对象以形成实体或曲面。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（T）：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，如图11-13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。,图11-13 指定拉伸斜角,11.5 旋转二维对象形成实体或曲面,REVOLVE命令用于旋转二维对象生成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。 REVCLVE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。,【案例11-4】练习REVOLVE命令。 打开素材文件“dwg第11章11-4.dwg”，用REVOLVE命令创建实体。 单击【三维建模】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，该对象是面域，如图11-14左图所示 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 再启动HIDE命令，结果如图11-14右图所示。,图11-14 旋转面域形成实体,REVOLVE命令各选项的功能如下。 对象（O）：选择直线或实体的线性边作为旋转轴，轴的正方向是从拾取点指向最远端点。 X/Y/Z：使用当前坐标系的x、y、z轴作为旋转轴。 起点角度（ST）：指定旋转起始位置与旋转对象所在平面的夹角，角度的正向用右手螺旋法则确定。,11.6 利用平面或曲面切割实体,SLICE命令可以根据平面或曲面切开实体模型，被剖切的实体可保留一半或两半都保留，保留部分将保持原实体的图层和颜色特性。剖切方法是先定义切割平面，然后选定需要的部分。用户可通过3点来定义切割平面，也可指定当前坐标系xy、yz