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第7章 三維繪圖基礎(chǔ)知識
autocad 2004在工程制圖的應(yīng)用中有一項(xiàng)重要的功能,即繪圖零件的三維實(shí)體模型。AutoCAD 2004提供直接繪制三維實(shí)體的功能,并支持多種三維繪制方法。本章主要向用戶介紹三維繪圖的基礎(chǔ)知識,講解基本的三維圖形繪制和編輯命令,使用戶對AutoCAD 2004三維造型的特點(diǎn)、使用方法及使用技巧有基本的了解,掌握一定三維圖形的看圖和繪圖能力。
7.1 基 本 概 念
7.2 基本繪圖操作
7.3 繪制三維表面模型
7.4 基本編輯操作
7.5 觀察和渲染三維圖形
7.6 三維典型零件繪制實(shí)例
7.1 基 本 概 念
7.1.1 三維造型的分類
用計(jì)算機(jī)繪制三維圖形的技術(shù)稱為三維幾何造型。AutoCAD 2004可繪制的三維圖形有線框模型、表面模型和實(shí)體模型3種類型。
1.線框模型
線框模型是三維形體的框架,是一種較直觀和簡單的三維表達(dá)方式,由描述對象的線段和曲線組成,如圖7-1所示。
2.表面模型
表面模型用面描述三維對象,它不僅定義了三維對象的邊界,而且還定義了表面,即其具有面的特征。圖7-2給出了表面模型的示例。
3.實(shí)體模型
實(shí)體模型不僅具有線、面的特征,而且還具有體的特征。圖7-3給出了實(shí)體模型的幾個(gè)示例。
對于實(shí)體模型,我們可以直接了解它的體特性,如體積、重心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和慣性矩等;可以對它進(jìn)行消隱、剖切和裝配干涉檢查等操作,還可以對具有基本形狀的實(shí)體進(jìn)行并、交、差等布爾運(yùn)算,以創(chuàng)建復(fù)雜的組合體。此外,由于著色、渲染等技術(shù)的運(yùn)用可以使實(shí)體表面表現(xiàn)出很好的可視性,因而實(shí)體模型還廣泛用于三維動(dòng)畫、廣告設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。
7.1.2 用戶坐標(biāo)系的基本概念
用戶坐標(biāo)系(UCS)是用來指明當(dāng)前可以實(shí)施繪圖操作的默認(rèn)的坐標(biāo)系,在任何情況下都有且僅有一個(gè)當(dāng)前用戶坐標(biāo)系。用戶坐標(biāo)系統(tǒng)由用戶來指定,它可以在任意平面上定義XY平面,并根據(jù)這個(gè)平面,垂直拉伸出Z軸,組成坐標(biāo)系統(tǒng)。它大大方便了三維物體繪制時(shí)坐標(biāo)的定位。
AutoCAD的大多數(shù)幾何編輯命令取決于UCS的位置和方向,圖形將繪制在當(dāng)前UCS的XY平面上。UCS命令設(shè)置用戶坐標(biāo)系在三維空間中的方向,它定義二維對象的方向和THICKNESS系統(tǒng)變量的拉伸方向,它也提供rotate(旋轉(zhuǎn))命令的旋轉(zhuǎn)軸,并為指定點(diǎn)提供默認(rèn)的投影平面。圖7-4所示為移動(dòng)前后的UCS,圖7-5給出了UCS下拉菜單及UCS工具欄。
7.2 基本繪圖操作
AutoCAD 2004提供有多種繪制三維圖形的方法,本節(jié)主要介紹三維實(shí)體造型。實(shí)體模型不僅可以使設(shè)計(jì)思想可視化,而且經(jīng)常用來作為虛擬的原型進(jìn)行分析,如體積、重心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣性和應(yīng)力等。
下面分別介紹基本幾何實(shí)體的造型;編缀螌(shí)體包括長方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體和圓環(huán)!皩(shí)體”工具欄如圖7-7所示。
7.2.1 用BOX命令繪制長方體
1.功能
BOX命令按指定方式繪制長方體和立方體(如圖7-8所示)。創(chuàng)建長方體之后,不能對其進(jìn)行拉伸或改變其尺寸。但可以用SOLIDEDIT拉伸長方體的面。
2.輸入命令
① 從“實(shí)體”工具欄中單擊“長方體”按鈕。
② 選擇“繪圖”→“實(shí)體”→“長方體”命令。
③ 從鍵盤輸入命令:box
3.命令操作
(1)指定兩對角點(diǎn)和高度(缺省項(xiàng))
命令: box ↙
指定長方體的角點(diǎn)或[中心點(diǎn)(CE)] <0,0,0>:(指定長方體的一個(gè)角點(diǎn))↙
指定角點(diǎn)或[立方體(C)/長度(L)]:(指定長方體的另一個(gè)角點(diǎn))↙
指定高度:(輸入正值將沿當(dāng)前UCS的Z軸正方向繪制高度。如果輸入的是負(fù)值,則沿Z軸的負(fù)方向繪制高度。)↙
命令:
(2)立方體
命令: box ↙
指定長方體的角點(diǎn)或 [中心點(diǎn)(CE)] <0,0,0>:(指定立方體的一個(gè)角點(diǎn))↙
指定角點(diǎn)或 [立方體(C)/長度(L)]:C↙
指定長度: (輸入立方體的長度)↙
命令:
7.2.2 用SPHERE命令繪制球體
1.功能
SPHERE命令用于按指定方式繪制球體(如圖7-9所示)。
2.輸入命令
① 從“實(shí)體”工具欄中單擊“球體”按鈕。
② 選擇“繪圖”→“實(shí)體”→“球體”命令。
③ 從鍵盤輸入命令:sphere
3.命令操作
命令: sphere ↙
當(dāng)前線框密度: ISOLINES=4(信息提示)
指定球體球心 <0,0,0>:(指定球體的中心點(diǎn))↙
指定球體半徑或 [直徑(D)]: (輸入球體的半徑)↙
命令:
7.2.3 用CYLINDER命令繪制圓柱體
1.功能
CYLINDER命令用于建立圓柱體(如圖7-10所示),圓柱底面既可以是圓,也可以是橢圓。
2.輸入命令
① 從“實(shí)體”工具欄中單擊“圓柱體”按鈕。
② 選擇“繪圖”→“實(shí)體”→“圓柱體”命令。
③ 從鍵盤輸入命令:cylinder
3.命令操作
(1)圓柱體(缺省項(xiàng))
命令: cylinder ↙
當(dāng)前線框密度: ISOLINES=4 (信息提示)
指定圓柱體底面的中心點(diǎn)或[橢圓(E)] <0,0,0>:(指定圓柱體的底面中心點(diǎn))↙
指定圓柱體底面的半徑或[直徑(D)]:(輸入圓柱體底面的半徑)↙
指定圓柱體高度或[另一個(gè)圓心(C)]:(輸入圓柱體高度)↙
命令:
(2)橢圓底面圓柱體
命令: cylinder ↙
當(dāng)前線框密度: ISOLINES=4 (信息提示)
指定圓柱體底面的中心點(diǎn)或 [橢圓(E)] <0,0,0>: E↙
指定圓柱體底面橢圓的軸端點(diǎn)或[中心點(diǎn)(C)]:(指定圓柱體底面橢圓的一個(gè)軸端點(diǎn))↙
指定圓柱體底面橢圓的第二個(gè)軸端點(diǎn):(指定圓柱體底面橢圓的另一個(gè)軸端點(diǎn))↙
指定圓柱體底面的另一個(gè)軸的長度:(輸入圓柱體底面橢圓的另一根軸長度)↙
指定圓柱體高度或[另一個(gè)圓心(C)]:(輸入橢圓底面圓柱體的高度)↙
命令:
7.2.4 用CONE命令繪制圓錐體
1.功能
CONE命令用于創(chuàng)建圓錐體或橢圓錐體(如圖7-11所示)。
2.輸入命令
① 從“實(shí)體”工具欄中單擊“圓錐體”按鈕。
② 選擇“繪圖”→“實(shí)體”→“圓錐體”命令。
③ 從鍵盤輸入命令:cone
3.命令操作
(1)圓錐體(缺省項(xiàng))
命令: cone ↙
當(dāng)前線框密度: ISOLINES=4 (信息提示)
指定圓錐體底面的中心點(diǎn)或 [橢圓(E)] <0,0,0>:(指定圓錐體的底面中心點(diǎn))↙
指定圓錐體底面的半徑或 [直徑(D)]: (輸入圓錐體底面的半徑)↙
指定圓錐體高度或 [頂點(diǎn)(A)]: (輸入圓錐體高度)↙
命令:
(2)橢圓錐體
命令: cone ↙
當(dāng)前線框密度:ISOLINES=4 (信息提示)
指定圓錐體底面的中心點(diǎn)或[橢圓(E)] <0,0,0>: E↙
指定圓錐體底面橢圓的軸端點(diǎn)或[中心點(diǎn)(C)]:(指定圓錐體底面橢圓的一個(gè)軸端點(diǎn))↙
指定圓錐體底面橢圓的第二個(gè)軸端點(diǎn):(指定圓錐體底面橢圓的另一個(gè)軸端點(diǎn))↙
指定圓錐體底面的另一個(gè)軸的長度:(輸入圓錐體底面橢圓的另一根軸長度)↙
指定圓錐體高度或[頂點(diǎn)(A)]:(輸入橢圓底面圓錐體的高度)↙
命令:
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