CAD三維建模三維學習

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1、CAD 三維建模教程 UESTC PUBLISHING HOUSE r3 9 9 ￡ 4 AutoCAD ...?? ** - ****^r^\^. .?? ? — ? ? 亠" …三維建模與表面色彩修飾 *^^一 - 李卉編 llilill 00440973 電子科技大學出版社 內(nèi)容簡介 AuloCAl)￡維(3D)達模功能最顯著的特點是不僅能夠精確地構(gòu)造模型實體, 而且能在三維空間靈活地表現(xiàn)。將AutoCAD與CAM等其他計算機輔助制造技術 相結(jié)臺，可以將圖形信息克接轉(zhuǎn)換為產(chǎn)

2、品實物。因此在工程設計和自動化生產(chǎn)中具 有卜分蛋要的意義°用AutoCAD配合使用其他專門軟件’實現(xiàn)更加充分的動態(tài)演 示和覘修飾，更是目前建筑、廣告以及各類效果跚領域十分流行的制作方法。 本書在AutoCAD二維作圖的基碇上，繼續(xù)全面、詳盡地闡述了三維高級建模 和表面色彩修飾功能的作圖環(huán)境、方法、技巧以及圖形數(shù)倨交換等擴展技術，尤其 適令從事工程、建筑、廣告及其他領域圖形設計人員作為應用參考書。 為了適應技術不斷更新的要求，本書盡量淡化AutoCAD版本之間的界限而著 重其基本原理。同時，本書選材集嘰結(jié)構(gòu)嚴謹，理論剖析深人透徹，并且配有大 量的圖例和示范練習，可以指導讀者按部就班、循序漸進

3、，規(guī)范系統(tǒng)地進行實際操 聲明 本書無四川省版權(quán)防盜標識，不得銷售；版權(quán)所有，違者必 究，舉報有獎，舉報電話：(028)6636481 6241146 3201496 AutoCAD三維建模與表面色彩修飾 李卉編 出 版：電子科技大學出版枕(成都建設北路二段四號弧編610054) 責任編輯：王仕德 發(fā)行：新華書店繪銷 印刷；四川建筑印刷廠 開 本：787x1092 1/16印張13.125播頁4字數(shù)328千字 版次：1999年6月第一版 印次：1999年6月第一次印刷 書 號：ISBN 7—81065— 153-OTP ? 85 印 數(shù)：！一40()0卅 定價：1

4、7.50元 打 Hl Io hilar Mar 俊 P工憐之 iii 八w wetu??皿，MMide魏二 、川4 II ?attrib 'ftt nt逹廈的穌地九

5、 AutoCAD的一維（2D）作圖方法與手工繪圖極為相似，實際上都在平面上進行：三 t（3D）建模功能最顯著的特點是不僅能夠在三維空間靈活地表現(xiàn)一個或多個三維實體， 并且能夠通過與CAM.CAE等其他計算機輔助技術相連接，將圖形信息直接轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品實 物。雖然2D圖形也可以精確地表現(xiàn)3D模型實體的形狀和尺寸，但由于受視圖方向的限 制，2D圖形實際上不可能全面而完整地表現(xiàn)模型實體上的所有部分，除非分別進行繪制, 而在創(chuàng)建3D模型的過程中，模型實體上

6、的所有部分都可以同時得到表現(xiàn)。 AutoCAD絕大多數(shù)標準的2D繪圖和編輯命令，如旋轉(zhuǎn)、比例、拉伸、移動、拷貝 等等，都可以崔3D建模中使用〉視圖可以像攝像機鏡頭一樣環(huán)繞模型旋轉(zhuǎn)，以便從任意 方向展現(xiàn)模您這種靈活的表現(xiàn)能力可以解決設計中的許多問題。利用三維模型不僅可以 生成各種復雜的實體，而且可以自動生成幾何形狀之間的相交線或相貫線等用手工繪圖極 為不便的圖形實體。 一個復雜的3D模型通常由-些簡單的幾何實體組合而成〉建造一個3D模型實體. m以先在3D空間中用標準的2D作圖命令生成j些2D實體，例如宜線、圓、復合多 義線等，然后轉(zhuǎn)換成基本的3D實體，例如立方體、球、錐等，最后將若干個基本

7、3D實 體組合成復雜的3D模型° 本書將通過以下主題并配合典型示例循序漸進地介紹建造3D模型以及對其進行表面 修飾的方法和技能： ?基本3D作圖。 ?繪制3D表面。 ? 3D圖形的顯示° ? 3D模型表面的明暗和色彩修飾。 ?建造區(qū)域圖形和實心模型（AME）。 基本3D作圖主要討論用戶坐標系統(tǒng)（UCS）的建立，以及如何在不同的UCS中由 林進的2D作圖命令生成平面圖形實體，繼而生成3D模型。同時討論如何利用多視窗建 立幷顯小3D模型等基木方法和技能" AutoCAD的三維實體包括3D復合線、3D表面、3D網(wǎng)格面等、、由這些線、面 實體可以牛成空心的3D模型。3D實體可以作為圖塊

8、保存和插入，以便組合成更為復雜 的實體,在AutoCAD的圖形數(shù)據(jù)庫中存有一些基本3D面實體，如立方體、楔形塊、圓 鏈而（Cone）、球、網(wǎng)格面以及由此派生而成的半球、棱儺、圓環(huán)等，可供用戶直接選用： 3D模型可以用消除隱藏線的方法去除視圖中被遮擋的實體或?qū)嶓w部分.使模型看起來更為 真實' 通過視角的動態(tài)調(diào)整可以產(chǎn)生不同的顯示效果‘ AutoCAD靈活的31）顯示技術可以 使作圖更為方便，并能通過在平面上作圖的方法使3D模型更為精確。 AutoCAD自第12版本（R12）起新增了圖形表面的明暗和色彩修飾功能，使：ID模 型能夠具有真實的圖片效果。對于早期的版本，這一功能是由專門的AutoS

9、hade程序所提 供的。 生成3D模型需要花費較多的時間并使作圖過程變得復雜。因此，應當根據(jù)自己的實 際需要確定是否必須采用3D作圖方法。AutoCAD的軸側(cè)圖（Isometric drawing）功能 可以在2D坐標系統(tǒng)中產(chǎn)生3D的圖形效果，而其作圖過程卻比建造真正的3D模型簡 便得多c繪制軸側(cè)圖是AutoCAD三維作圖功能的一個特例。用ISOMETRIC命令繪制軸 側(cè)圖是在二維平面中將坐標軸旋轉(zhuǎn)一些固定的角度，分別用于繪制三維實體的不同側(cè)面， 從而獲得平面實體的三維效果。因此，軸側(cè)圖實際上只是三維實體的二維表現(xiàn)。有關軸側(cè) 圖的畫法已在（AutoCAD工程圖形設計》（電子科技大學岀版社19

10、97年出版）一書目中講 述，本書將不再重復。 AutoCAD的高級建模擴展功能Advanced Modeling Extension （AME）是一個平面區(qū) 域圖形和實心體建模程序。實心模型可以建造一個實心的3D模型，區(qū)域建模則用于生成 一個封閉的平面區(qū)域。如果為所建造的實心模型或封閉區(qū)域定義一些物理或材料待性，例 如密度等，則可對其進行分析計算。例如計算質(zhì)量、面積、質(zhì)心、重心、轉(zhuǎn)動慣量、慣性 矩、回轉(zhuǎn)半徑等。 此外，AME支持AutoLISP和API兩種程序語言，用戶可以對A ME進行用戶化 設置，以便滿足各自的特殊需要。 本書以DOSRI2版本為例詳盡地闡述了 AutoCAD 3D作

11、圖環(huán)境的內(nèi)在聯(lián)系及其優(yōu)化 設置，力求充分地展現(xiàn)AutoCAD強大而靈活的3D建模和顯示功能，并力求為用戶進行 用戶化開發(fā)應用和適應AutoCAD版本的更新提供必要的技術準備. 本書配有大量的圖例和示范練習，可以指導讀者按部就班、循序漸進地掌握AutoCAD 全部3D作圖的基本技能和優(yōu)化使用的技巧。本書雖然也適當?shù)貜土曀婕暗降囊恍?D 作圖和編輯命令的用法，但對其中的絕大多數(shù)都不進行具依的講解，因此要求本書讀者具 有AutoCAD 2D作圖的基本知識。 本書敬請江蘇省微機應用協(xié)會常務鋰事，江蘇省計算機網(wǎng)絡專業(yè)委員會副主任，南京 理工大學吳意生教授審閱，在此表示衷心感謝。 第一章基本3

12、D作圖 1 1.1 UCS三維用戶坐標系統(tǒng) 1 1.2 視點(VPOINT) 3 1.3 3D實體的厚度 7 1.4用SOLID命令繪制3D實體 10 1.5去除除藏線 12 1.6在3D中使用標準的編輯命令 13 1.7 建立 UCS 15 1.8在3D中定義和插人塊實體 24 1.9在3D中編輯圖形 28 1.10在3D中畫陰影圖案 33 1.11 3D模型的多向視圖顯示 35 小 結(jié) 39 第二章繪3D實體 40 2.1 3D繪圖命令 40 2.2生成3D表面的固定程序 44 2.3幣3D FACE命令繪制3D表面 45 2.4 3D復合網(wǎng)面 49

13、 2.5編輯3D實體 73 小 結(jié) 80 第三章3D圖形的動態(tài)顯示 81 3」動態(tài)顯示命令DVIEW 81 3.2幻燈片的制作和演示 94 3.3 AutoCAD的動畫效果 98 3.4透視圖的編輯、標注和輸出 99 小結(jié) 101 第四章3D圖形表面的明暗處理和色彩修飾 102 4」SHADE命令的用法 103 4.2 RENDER命令的修飾作用 105 4.3 Render功能對圖形的要求 106 Render功能中光線的處理 107 4.5著色環(huán)境的設定 113 4.6著色表面特性的精細凋整 125 4.7色彩修飾功能的控制 130 4.8 Ren

14、der修飾功能中其他命令的用法簡介 133 4.9 Render功能的卸載和重新裝載 134 4.10改善色彩修飾效果的作圖技巧 134 4」l SHADE, AutoCAD RENDER AmoShade 2.0 之閭的關系 135 小結(jié) 〔35 第五章AME高級建模擴展功能 136 5.1 AME基本功能簡介 136 5.2 AME的命令和菜單 140 5.3建造區(qū)域模型 148 5.4建造實心體 158 5.5分析AME模型的物理性質(zhì) 175 5.6由三維實心體獲得二維圖形 : 177 小 結(jié) 186 附錄A AUTOCAD的標準命令 187 附錄B AUTO

15、CAD（RI2）的下拉式菜單 197 附錄C A ME的系統(tǒng)變量 201 參考文獻 203 2 第一章 基本3D作圖 用AutoCAD生成的3D模型實體(Model)和用以表現(xiàn)模型實體的視圖(View)之 間存在著本質(zhì)上的區(qū)別，即每個視圖只是模型可能擁有的若干個視圖之一。換言之，一個 模型實體可以用若干種視圖方式顯示。AutoCAD為建立和顯示3D模型各提供了~套完 整的工具。 建立 個3D模型通常先由一些基本的3D實體組成一個線框架或網(wǎng)面結(jié)構(gòu)，通過消 除隱藏線處理去除視圖上應被前面的表面遮擋的不可見部分，使其具有真實的立體效果。 本章主要討論如何在UCS中繪制3D線框架結(jié)構(gòu)圖

16、；如何設置觀察點控制顯示角度：如 何消除隱藏線；以及如何利用多視窗同時在屏幕上以不同的方式展現(xiàn)3D模型等基本方 法。 1.1 UCS三維用戶坐標系統(tǒng) AutoCAD生成3D模甥最關犍的技術之一是建立用戶坐標系統(tǒng)UCS (User Coordinate System) 0用AutoCAD繪制2D圖形主要使用AutoCAD的通用坐標系統(tǒng) WCS (World Coordinate System) ° 實際上,WCS 只是 UCS 的一個特例。WCS 是 AutoCAD系統(tǒng)在模型空間設置的固定不變的坐標系統(tǒng)，所有的圖形實體和UCS都是在這 一坐標系統(tǒng)中定義的。 用AutoCAD作圖所用的輸入輸

17、出設備實際上都是二維坐標設備，譬如用鼠標器或數(shù) 字化儀只能指定X, Y坐標，卻無法指定Z坐標。而構(gòu)造一個三維模型則需要在X. Y?Z三個坐標軸上指定點或確定位移。AutoCAD解決上述矛盾的方法是允許用戶建立 自己的作圖坐標系統(tǒng)UCS。UCS可以在通用坐標系統(tǒng)WCS中的任意方向和任意位置建 立(見圖l?l),其數(shù)目不受限制。如同WCS中的X-Y平血一樣，UCS中的X-Y半 面是缺省的作圖工作平面(consmciion plane),可以用標準的2D或3D命令直接在其 上作圖。AutoCAD的繪圖工具中除了部分專用于3D曲命令之外，大部分2D繪圖和編 輯命令都可以在3D中使用。UCS的作圖平面可

18、以根據(jù)需要在3D模型空間向任意方向 旋轉(zhuǎn)。 在3D作圖中，缺省的Z值為0。也就是說，如果不指定一個點的Z坐標值.該 點就被默認為在當前UCS的X-Y平面內(nèi)。因此，為了作圖方便，可以將工作平面定義 在非零的高度上。例如，畫一張桌子可以定義地面為X?Y工作平面，畫桌面上的物體， 則可定義桌面為X-Y工作平面。 本章將以圖1?2為例詳細講解并示范3D基本作圖方法。圖1?2由四個視窗組成’ 分別顯示繪圖桌的3D模型和頂、前、右三個方向的平頁視圖。需要設置相應的UCS使 各個視圖能夠分別在適當?shù)钠矫嬷杏脴藴实?D命令繪圖和編輯， 圖M WCS中的UCS ■ ■ ?? ■ ■ ■ X

19、■ ■ 仆 :M i UCS TOP UCS FRONT ICS R-SiDE 圖1-2繪圖桌上的3D視圖及其UCS 生成一個3D實體，可以先在當前UCS的X-Y作圖平面內(nèi)生成一個2D實體，然 后賦予其7.坐標值以便產(chǎn)生實體的厚度。例如，繪制桌面上的繪圖板時，可以設桌面為 UCS的X

20、-Y平面.將其繞自身的X軸旋轉(zhuǎn)30°定義為新的當前作圖平面，在其上繪制 圖板的長、寬邊框，然后賦予其厚度。 1,2 視點(VPOINT) VPOINT (view point)命令可以控制對3D坐標系統(tǒng)的觀察角度。WCS相對于屏幕 的方向如圖1?3所示°而對屏幕垂直于X?Y無法觀察到實依的3D效果，因此必須改變 觀察的位置。AutoCAD中觀察模型或圖形實體的位置叫做視點view point o視點用 X.Y,Z的坐標值設定。系統(tǒng)缺省的視點為0,0,1,表示正對坐標原點，在距離X-Y平而I 個繪圖單位處面對X-Y平面進行觀察。由此觀察到的視圖叫做平面視圖plan view °在 3D中正對

21、X?Y平面觀察到的實體以及所有的2D實體都在平面視圖中顯示。 觀察一個3D實體，需要移動視點使其不正對坐標原點，即X, Y能同時為0。如果 設定視點為I.匕1,即表示觀察者視線的方向為從I, 1. 1到0, 0, 0。圖14所示為 AutoCAD R12中設置視點View point的下拉式菜單，其子菜單的選項可用于以不屁的方式 進行視點的設置。 在命令提示符Command :下健入VPOINT?或從下拉式菜單中依次選擇VT耳他 View => Viewpoint => Sei Vpointy,y 系統(tǒng)提示 Rotate / < View point > :并提供缺省的視點坐 ①

22、玄本書正文和練習中凡命令和系統(tǒng)變量名均采用大寫，但實際變作時允許忽略大/卜寫。 b.正文或練習中的斜體和系列箭頭表示從菜單依次輸入命令和選項，大小寫依照屏幕上的實際顯示. 圖卜4 View point下拉式菜單 標。接受缺省選項，直接在其后輸人新的視點坐標值?即可設定一個新的視點。 從下拉式菜單View中選擇Set View n Viewpoint => Axis?或從屏幕菜單選擇 DISPLAY => VPOINT axes?或鍵人VPOINT命令以后從胖幕菜單選擇axes^屏幕上都 會顯示一個球標和動態(tài)坐標示意圖 如圖1-5所示,可用以直觀地設定 X. Y. L的方向o 球標

23、把AutoCAD的3D空間 ?想象成一個地球，赤道所在的平面 為X-Y平面,地心為坐標原點， 缺省的視點處于北極。令圖卜5所 示球標中的十字交叉線分別代表 X, Y軸,其交點代表北極，內(nèi)圓 圈憂表赤道，外圓圈代表南極。 拖動屏皋上的光標在球標上移 動，好比站在地球表面的不同位置 進行觀察，光標在小圓 內(nèi)移動, 如同從北半球看向赤道；光標在 大、小圓圈之間移動，如同從南半 圖卜5 Viewpoint球標和坐標軸的動態(tài)顯示 球看向赤道；拖動光標在小圓圈上移動，則好出將視點放在赤道上觀察赤道平面，或?qū)⒁?點放在X?Y平面上觀瘵其上的圖形。此時，所有的二維實體都將表現(xiàn)為一條直線。隨著

24、光標在球標上移動，屏幕丄的示意坐標系統(tǒng)隨之動態(tài)地改變位置，幫助用戶隨時觀察視點設定的結(jié)果。 設定好的視點可以隨視圖通過VIEW命令命名保存，以便以后重復使用。關于視點 的設置及其保存和提取將在本章的練習中陸續(xù)示范。 利用對話框能夠更為準確而方便地進行視點的設置。鍵人命令DDVPOINT .或從下拉 式菜單view中選擇Viewpoint n Presets-^弓跋視點設置對話框Viewpoint Presets如圖 1-6所示。左邊的方框可用于選擇視點在X-Y平面內(nèi)所處的8種預設角度，右邊半圓相對 于X-Y平面預設了 11個位置可供選用。如果預設定的角度不能滿足用戶的要求，或角度 需

25、要更為精確地指定，可以分別在其下的輸人框中輸人具體的數(shù)值。拾取Set to Plan View 按鈕，可以從任何視點直接返回平面視圖，即設視點為0, 0, 0 ?視點的設置可以選擇絕對 坐標系統(tǒng)(Absolute to WCS)或相對坐標系統(tǒng)(Relative to UCS),對話框頂部的按鈕可在 兩者之間選擇。視點設定以后，平面上的圖形將相應地作重新生成(regenerating) 0 ■ Layur SC WATCH Or IK. Sei Ulwlng Angles 回 Absolute to HC3 回 IteiUt lun tn UCS 升?■ x xv furh 師而 I

26、WittiCAD ???■ mb： BUCKS DIM： OISFLA1F DMAM EPIT INUUIRY UWDI... rtOWLOl num FL0T … RDWQt SETTINGS 9UMWTES ucs： WTILITt iMlt … DtVFOlNY iGMlsd. snvc： 圖1?6視點設妙闊g 在VPO1NT命令的提示符Rotate / < View point > :TWA R,或從屏幕菜單VPOINT 中選擇Rotate.提示要求依次輸入視點在X-Y內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度(Enter angle in X-Y Plane from X axis)和相對于X-Y平面轉(zhuǎn)過

27、的角度(Enter ai^le from X-Y Plane ),其作用與對 話框相同。 從屏幕菜單VPOINT中拾取View Pt. Dialogue…選項，也可引發(fā)圖1-6所示的 Viewpoint Presets 對話框。 從屏幕菜單VPOINT中拾取??????。 以下的練習將示范視點的多種設置方法。 練習bl 指定屏幕中滬。 以坐標原點為屏幕中心。 設屏幕高度為3。 設置圖標。 將圖標置于坐標原點 輸人畫線命令及選項。 沿X軸畫一條白色酸。 打開對話框，改用紅色繪 制實體。 沿Y軸畫一條紅色直線。 沿Z軸畫一條綠色直線。 改用球標沒置視點。 提示系統(tǒng)

28、缺省視點。 參考圖1-5的位置。 視圖平移。 視點的設置 I畫?條3D直線，以不同的視點觀察其顯示效果。） Command:（屛幕菜單） DISPl. 4Y n ZOOM n Center Center point: 0 J Magnification or Height < 9.0000 > : 3 J Comniand : ucsicon J ON /OFF/A1JZNoorigin/ORigin : or」 Command: （7*拉式菜單） Draw n Line n / Segment from point: （X 0,0 J To point

29、: 1,0,0 J Coirmand:（下拉式菜單） Seihn^s n Entity 沐皿s 改設顏色為紅 從0. 〃. 0到0, 1、0畫直線 改設顏色為綠 從0. 0, 0到0, 0, 1畫直線 （因當曲視線垂直于屏幕，與綠色直線廈合，因此屏幕上只能看見一個小綠點。要想觀察其三維效果，需 要改變視點的位置° ） Command : View =>Set View n Viewpoint => Axes Rotate / < View point > < 0.0000,0.0000,1.0000 > : 拖動光標在球標上移動,通過示意坐標的變化 觀蔡視點設定的結(jié)果 Comma

30、nd : View n Pan 平移視圖至最佳顯示位置，觀察三條直線 的3T）顯示效果。 Command : Vie^ nSa View n Viewpoint n Presets.^ 改用對話框設置視點° 選擇從/丫軸旋轉(zhuǎn)225° ,打平面以上300 退出對話框。 拾取OK鈕確認 觀察直線的顯示效果 H本書練習左邊部分為示范操作裡序。其中的斜體字要求讀者執(zhí)行.系列箭頭表示從菜單中順序地拾 取?黑體字要求從健盤鍵人.其余為屛幕顯示：右邊部分及括號中的文字為相應的解釋或說明，健入 命令時可以忽略大小寫C ?# * Command: ^iew => Set View =>

31、 Viewpoint => Sa Viewpcim 用坐標值設置視點。 _vpoint Rctate / < View point > < 當前缺省值 ' 觀察直線的顯示效果 Command: v point J 從德盤輸人命令。 vpoi nt Rotate / < View point > < 1.0000,1.0000,0.5000 > : R J 旋轉(zhuǎn)當前視點。 Enter angle in X-Y Plane from X axis < 45 > : 200 J X-Y 平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。 Enter angle from X-Y Plane < 19 > : 50 J X

32、-Y 平面以上旋轉(zhuǎn)。 觀察直線的顯示效果 包行用不同的方法設置視點,觀察直線的顯示效果。 由以上各種顯示結(jié)果可見，視點（觀察點）好比照相機的鏡頭，可以環(huán)繞實體任意改 變觀察的角度。但無論從何處進行觀察，所畫的實體在坐標系中的位置始終不會改變。 在缺省狀態(tài)下，VPOINT命令在WCS坐標系中設置視點，此時系統(tǒng)變量 WORLDVIEW = Io如果將WORLDVIEW設置為0, VPOINT命令則相對于當前UCS 設置「如果在當前UCS中需要相對于WCS設置視點.而不將WORLDVIEW改變?yōu)?0 ,可在輸入視點坐標值時，在數(shù)字前面加星號“ ”。 如果在操作過程中偶然迷失了自己的視點

33、方位，用plan命令可以從任何視點直接返 回缺省位置，即自動在當前坐標系中將視點設為0, 0?I。PLAN命令也可從下拉式菜單中 選擇Vieiv Sie.t Vipw => Plan View ,其子菜單中包括當前用戶坐標系（Current UCS） 通 用坐標系（World）、用戶命名坐標系（Named UCS）三種形式可供選擇I參見附錄A （AutoCAD R12的下拉式菜單》）。 1.3 3D實體的厚度 大多數(shù)2D實體被賦予一個Z坐標方向的厚度（丁hickness）便可將其拉伸產(chǎn)生一個 3D實體&厚度需要預先用系統(tǒng)變量THICKNESS設置。一經(jīng)設定，其后所生成的實體均 具有相同的厚

34、度，除非另行設置。系統(tǒng)缺省的厚度為0 ,即所有在缺省狀態(tài)下生成的實體 都是平面實體。用CHPROP命令可以改變已有實體的厚度。從下拉式菜單Settings中選 擇Entity Modes引岀實體生成模式對話框Entity Creation Modes ,也可從中設置實體的厚 度。關于上述命令和對話框的用法可參見2D作圖的有關資料，本書不再詳細講述。 厚度可以為正、負值，分別表示沿7.軸的正、負方向拉伸。對于2D實休，其厚度 始終沿所花坐標系的Z軸方向定義；對于可以接受厚度的3D實體，如點、線等，其厚 度相對于當前UCS定義。例如，對一條X?Y平面內(nèi)的2D直線定義厚度，將生成一個 平行于Z軸的

35、平面，而對一條與Z軸平行的直線定義厚度，則表現(xiàn)為直線向所定義的方 ②系統(tǒng)允許忽略無效數(shù)字0的鍵入. ?7? 在下面的練習中，將用定義厚度的方法生成繪圖桌的桌JL 建立一個名為TABLE的圖形文件，并設置以下繪圖環(huán)境: COORDS FILL GRID SNAP UCSICON （坐標顯示） （填充） (M) （捕捉） （圖標） ON OFF .5 ?2 ORigin UNITS （繪圖單位） 缺省單位（英寸） LtMITS （繪圖極限） 0,0 （左下角）6&44〔右上角） ZOOM （縮放顯示） Zoom All （顯示全圖）

36、 Layer Name State Color Linetype （層名） （狀態(tài)）? （顏色） （線型） 0 On 7 (White) CONTINUOUS SCRATCH Off 7 '：White) CONTINUOUS TABLE On/Current 7 (White) CONTINUOUS 練習1-2 用THICKNESS變量生成3D實體 Command : File =>New 在文件名編珥框中鍵人（路徑八文件名 設置繪圖環(huán)境如上表所示。 建立新文件。 Command : Settings => Entit

37、y Modes 在Thickness編輯框中寫人25, 拾取OK鈕確認 設置桌腿髙度。 Command: 以4, 7.5為左下角畫r見方的矩形 Command:（下拉式菜單）Draw n Polygon 斗 用畫線命令生成桌 腿底平面。 Circumscribed 以中心51.5. 8 ,內(nèi)切圓半徑.5畫四邊形 Command:（下拉式菜單）Construct => Copy 以距離29向Y軸方向復劇兩桌腿底平面 用多辺形命令畫桌 腿底平面。 結(jié)果如圖1-70 由于桌腿垂直于當前顯示平 面，因此需要改變視點方能看出其 3D厚度?？捎肕VIEW和 VPORTS命令

38、設置多視窗顯示，在 其中一個視窗中用平面視圖準確地 生成模型實體，同時利用另外的視 窗顯示其三維效果。 AutoCAD 的 VPORTS 命令可 以將屏幕最多劃分為16個任意大 小?且相互并列的顯示窗口（視 窗）。用MVIEW命令最多也可建 立16個視窗，但只有15個可用 于模型空間作圖，另一個則由系統(tǒng) 為圖紙空阿的主視窗所備用。關于 多視窗的建立和應用可參見二維作 圖的有關章節(jié)，本書不再詳細講述。 Y X 圖1?7桌腿的平面視圖 在模型空間的多視窗中，用戶可以選擇任意一個視窗作為當前作圖視窗。在當前作圖 視窗中，可以使用AutoCAD標準的顯示控制方法，如同在單視窗中一樣。在模型

39、空間多 視窗的任何一個視窗中作圖，其余視窗中的圖形也會隨之相應地更新。 下面的練習將創(chuàng)建一個三視窗，其中一個用平面視圖準確地構(gòu)造桌子的模型實體，另 外兩個將分別從不同的角度顯示其三維效果。 （關于多視窗的設置方法詳見AutoCAD平面作圖的有關書目） 練習1-3 用MVIEW命令創(chuàng)建多視窗 Command:（下拉式菜單）View n Tilemode R Off Command: View => Mviexv => 3 Viewports Command :_mview ON / OFF! Hideplct/Fit/2/3/4/Restore / < First Poin

40、t> :3 J 進人圖紙空間。 檢入視窗設置命令。 提示當前設置模式。 Horizontal/ Vertical / Above / Below / Left/: A J Fit / < First Point >: F J Command: MS J 指定視窗排列方式。 指定全屏幕設置。 進人模型空間。 Command:用光標拾不視窗使其成為 當前作圖觀窗. 用VPOIKT命令為其設置視點為一6 -/,.8 觀察光標的作用范圍。

41、 ?9? 拾取右F視窗使其成為當前作圖視窗, 設視點為nr 改用左F視窗作圖 Command: view J ? / Delete / Restore/Save/ Window: s J 以TABLE為名保存 從鍵盤輸人命令c 保存視圖及其設置。 Co nmand : 進入圖坎空間， 觀察圖標的變化 Command:（屏幕菜單）DISPLAY^ VI Save 以TABLE?為名保存 從菜単輸入命令。

42、結(jié)果見圖卜8 o 圖3桌腿在三視窗中的顯示 進意：在多視窗壞境下，如果需要在所有的視窗中執(zhí)行重畫或重新生成，應該使用REDRAWALL 或REGF,NA】,L命令° ） 14用SOLID命令繪制3D實體 如果用生成桌腿的方法生成桌面.只能生成一個3D的線框架結(jié)構(gòu)，所有的表面都將 透明地顯示，應被桌面遮擋的桌腿也無法隱藏。如果改用SOLID命令繪制可被填充的二 維實心圖形，則可生成不透明的表面。使用SOLID命令生成3D實心圖形時，所有的頂 點都必須處在與X-Y平面平行的同評面內(nèi)。 同-個3D實體可以在不同的IJCS中生成。用戶可以根據(jù)習慣和條件選擇最適合于 ? #

43、 ? 自己的方法。例如，要在已經(jīng)畫好的桌腿的頂部加上一個厚0.5英寸的桌面，可以直接在 生成桌腿的UCS中的25英寸高度上生成，也可以在桌腿UCS的25英寸高度上建立 一個新的UCS與原來的UCS平行，也就是將新的X-Y平面置于四條桌腿的頂面。顯 然用估者作圖較前者更為方便。 練習1-4 用SOLID命令生成3D實體 （接練習1-3,在頂視窗屮作圖） Commanc : ms J Commanc: Setting n Entity Modes 設厚度為.5 , OK Commanc : Settings => Object Snap 打開ENDpoint選擇框,OK

44、Command :（屏幕菜單）DRAW SOLID Command: SOLID First point: .xy」 Of拾取左下角① （need Z）:25」 Second point:依次拾取點②③④ 返回模型空間。 設定厚度，退出對話框。 打開對話框。 設置連續(xù)捕捉模式。 輸人命令。 使用點過濾器。 （見圖1-9） 指定作圖高度。 畫出桌面矩形。 （結(jié)果見圖1-10） O Command :取消連續(xù)捕捉模式，存盤。 圖1?9 SOLID命令的取點順序 a 0 融? ■ 1. 圖1?10桌面的3D視圖 從上面

45、的練習中可以看出，AutoCAD的點過濾器（XYZ filters）和實體捕捉 COSNAP ）功能也可以在3D中使用。 從上面的練習中也可以看出，除了用系統(tǒng)變量THICKNESS預設一個高度使2D實體 產(chǎn)生厚度以外，也可由下拉式菜單Sellings n Entity Modes…引出實體模式對話框Entity Creation Modes從中進行設置°對話框中的參數(shù)Elevation （或ELEV命令，或 ELEVATION變量）也可用于設定實體在當前坐標系中的高度。但這-?功能在不同的 UCS中使用時常常會發(fā)生一些混淆，而且其作用可以用厚度和實體捕提功能取代，此使用 較少。 文字符號不

46、能預先設定厚度，但可以用CHPROP命令修改使其具有厚度。 1.5去除隱藏線 從勾1-10可見，3D模型通常以線框架結(jié)構(gòu)（wireframe）顯示，即所有的表面都是 透明的?這沖表現(xiàn)方式可以清晰地表現(xiàn)構(gòu)成模型的各個實體之間的關系，并可大大提高圖 形垂新生成的速度。 用IHDE命令可以去除3D實體中應被遮擋的隱藏線，通常稱之為“消隱”。消隱 只能在當前現(xiàn)窗中進行。 練習1-5 去除3D實體的晌 （以TABLE圖形左下視窗為當前作圖視窗） Command:（下拉式菜單）Render => Hide Command: _HIDE Regenerating drawing, I ti

47、ding lines : done 100% 輸人命令。 提示重新生成并動態(tài) 顯示消隱過程。 （完成消隱，觀察左下和右下觀巒中的不同顯示結(jié)果。） 去除隱藏線的過程同時伴隨一個模型重新生成的過程，因此需要花費一定的時間。尤 其對于較復雜的模型實體可能是一個相對長的過程。 AutoCAD去除隱藏線的過程是一個系統(tǒng)內(nèi)部的計算過程。在此過程中，AutoCAD可 以為某些被拔高成三維的實體，例如將圓（circle）或?qū)嵭膱D形（solid）等拔高生成的柱 面，加一個頂面或底面，然后消除被這些頂、底及前面所遮擋部分的表面的交線（例如前 而練習中被桌面遮擋的桌腿）B由某些不封閉的2D線實體，如?。╝

48、rc）、直線（line） 等圍成的圖形，拉伸成3D實體以后不能產(chǎn)生頂、底面，因此只能去除被拉伸出的表面 遮擋部分的隱藏線。由復合線（polyline）、軌跡線（trace）、同心圓（Donul）等具有可 填充寬度的實體拉伸而成的3D實體，可以去除被拉伸表面和可填充寬度所遮擋部分的隱 藏線？ 去除隱藏線的過程同時作用于已經(jīng)關閉顯示的圖層上的實體，以便一旦這些圖層恢復 顯示，仍能看出其被消隱的效果。因此，不需消隱的圖層應事先將其凍結(jié)，以便節(jié)省作圖 的時間。 常規(guī)的編輯命令通常伴隨一個重新生成的過程，而經(jīng)重新生成和縮放顯示的圖形均不 再顯示消隱的效果。為了避免發(fā)生這種情況，可以事先將自動重新生成

49、功能 REGENAUTO關閉，以防影響正常的消隱顯示。 如果兩個實體在闔一平面內(nèi)相交或重疊，常常會使AutoCAD難以識別究竟哪些部分 應該隱藏。此時，最好故意設置一些細微的誤差，例如右相交處留一個細小的缺口.或?qū)?重疊部分前后移動一個微小的距離等（參見練習1-9） o 1.6在3D中使用標準的編輯命令 AutoCAD的大多數(shù)編輯命令都可以在3D中使用。有時先用一些簡單的方法畫岀實 體，然后進行移動、復制、旋轉(zhuǎn)等編輯修改組合成圖形，比直接用3D技術產(chǎn)生復雜模型 要方便得多。MOVE和COPY命令可以直接在3D中進行。ROTATE命令雖然只能旋 轉(zhuǎn)平行于當前UCS的實體，但通過改變UCS的

50、位置即可在3D空同中將實體旋轉(zhuǎn)到任 何方向。 圖卜2所示的繪圖桌的右邊需要添加一列抽屜。校為方便的辦法是先在任意位置生成 抽屜箱外形，再將其移動到需要的位置上并通過復制生成諸個抽屜。 練習1?6 在3D中移動實體 (Ortho On) Command : Sellings => Emily Ixodes 預設皐度為18.5 Command :(屏幕菜單)DRAW = SOLID Command [SOLID First point: U, 0 J Second point: 14,0 J Third point: (1,30 J Forth point: 14,30

51、 J Third point:」 打開對話框。 預設抽屜箱總依高度。 畫實心圖形。 依次輸人抽屜箱四角坐標。 結(jié)束命令，見圖Ijl (a)。 (以下用MOVE命令海披屜箱移至奧子的右邊) 適當放大顯示桌子的左上角 Command:(下拉式夾單)Modify => Move Command : move Select objects:(右下祝窗)拾取抽屜箱 Base point or displacement:捕捉端點① Second point:(左下視窗)捕捉桌腿頂面端點② Command : View => Zoom n Previous Command : s

52、ave J 參見圖Ml (b) o 移動實，札 指定移動對象。 圖 1-11 (a) ° 圖 1-11 (b) o 恢復原來的顯示。 存盤。 :此時抽屜箱乍右桌腿重疊’以后可通過編輯修改。) ? #- 練習1?6 ? #- 練習1?6 (a) 圖在3D中移動實體 ? #- (b) Ki-11在3D中移動實體 17建立UCS 用2D實體通過定義厚度或Z坐標拉伸成3D實體的方法并不足以生成所有的3D模 型。用UCS構(gòu)造3D模型是AutoCAD最重要的技術之一。 UCS和UCSICON命令分別用于在3D模型空間的任意位置建立用戶

53、坐標系和圖標的 顯示控制，以便能在其上用標準的2D作圖和編輯命令構(gòu)造實體。 UCS命令可以在命令提示符Command:下鍵人，也可以從屏幕菜單UCS , SETTINGS或下拉式菜單Settings中選取° 建立UCS通?？梢圆捎靡韵路椒ǎ? ?指定原點(Origin) , X?Y平面和Z軸。 ?指定已有的實體作為設置新的UCS的參照。 ?以當前視圖方向定義新的UCS o ?將當前UCS分別繞其自身的X, Y, Z軸旋轉(zhuǎn)一定的角度產(chǎn)生新的UCS。 以上方法可以單獨使用，也可以通過重復使用或聯(lián)合使用生成復雜的UCS。所建立 的UCS可以分別命名保存，但毎次只能有一個UCS用于當前作圖

54、。在多視窗環(huán)境下， 所有的視窗都在同一個UCS中工作。 L7.1 UCS命令的選項 UCS命令的選項及其用途如下： Origin指定一點作為新建UCS的原點，但不改變當前坐標系 的方向。 ZAxis指定一個新的UCS的原點，并指定另一點作為新建的 CCS正z軸的通過點。 3-point依次指定3點,分別作為新建UCS的原點、X正軸 通過點' 第二點作為X-Y平面通過點并藉以定義Y軸 的正方向. Entity建立一個新的UCS ,使其與當前UCS中指定實體的 方向一致. View 建立一個新的UCS?使其與為前視圖的方向一致。 X 將當前DCS繞其自身的X軸旋轉(zhuǎn)一個指定的角度

55、作 為新的UCS。 Y 將當前UCS繞其自身的Y軸旋轉(zhuǎn)一個指定的角度作 為新的UCS 0 Z 將當前UCS繞其自身的Z軸旋轉(zhuǎn)八個指定的角度作 為新的UCS。 Prev.逐步返回前一個UCS。AutoCAD允許依照其生成順 序分別在圖紙空間和模型空間逐步返回前10個UCS。 Restore 重新調(diào)用經(jīng)命名保存的UCS。輸入問號？，可以要 求系統(tǒng)列出當前圖形中所有可調(diào)用的UCS名。 Save 將當前UCS命名保存。名稱最多可用31個字符（不 得使用系統(tǒng)默認的通配符或其他特點符號）。輸人？， 可以要求系統(tǒng)列出當前圖形中保存的所有UCS。 Del 刪除當前圖形中保存的UCS。輸人?,

56、可以要求系統(tǒng) 列岀當前圖形中保存的所有UCS c ? 要求系統(tǒng)列出當前圖形中保存的所有UCS。使用通配 符可以指定列表的范圍。WCS和當前使用的未經(jīng)命名 的UCS頒以*WORLD*和*NO NAME*為名列于表中。 World 從任何UCS直接返回WCS。 1???2用指定三點和指定Z軸的方法定義UCS 在命令提示符Command :下鍵入UCS ,然后3 point，或從屏幕菜單選擇UCS =^3 point ,提示依次要求指定新建坐標系的原點、X軸上一點以及X?Y平面上的一點，并以 第三點定義Y軸的正向。系統(tǒng)將自動通過原點建立￥軸與X軸垂直，并根據(jù)X, Y軸 的關系建立7軸「新

57、的UCS總是在當前UCS內(nèi)定義.所指定的三點不得處于同一直線 上。 后面的練習將分別以繪圖桌的正面和右側(cè)面為X-Y平面建立UCS并命名保存，然 后在其上繪制繪圖桌的具體細節(jié). # 練習1-7 指定三點建立UCS （以TABLE圖形的左下視巒為當前作圖視窗） Command: ps」 Command: View =>Zoom n Window 進入圖紙空間。 放大左下視窗至全屏幕大小 Command: ms J Command: View => Zoom => All Command: Settings n Drawing Aida 設置網(wǎng)點距離grid為6 放

58、大顯示以便于作圖。 返回模型空間。 在該規(guī)窗中顯示全圖。 Command:（屏幕菜單）UCS n （nest） => 3 point輸入命令及選項。 Origin point<0,0,0 >: int J 1NT of拾取桌腿左前角點? Point on positive portion of the X-axis <5.0000.7.0000,0.0000 >:int J INT of拾取桌腿右前角點② Point on positive-Y portion of the UCS X-Y plant < 4.0000,8.5000,0.0000 >:midJ MID

59、of拾取桌面邊沿上的點③ 指定交點捕捉模式。 指定新坐標的原點。 以該點為X正軸的通過點。 輸入中點捕捉模式。 使桌子的正面為X?Y平面, 且地面向上為Y正軸。 Command: J Command: Save J ? / Desired UCS name : FRONT」 結(jié)束命令。 保存，見圖M2。 指定當前定義的UCS名“ 圖1-12指定三點建立UCS UCS命令的ZAxis選項用于在當前UCS的基礎上重新指定坐標系原點和z軸的正 向定義新的UCS。例如，以桌子右前腿的右前角為坐標原總右側(cè)面為X?Y平面建立一 個名為R-S1DF：的UCS c 練

60、習1-8 用ZAxis選項建立VCS I ?接練習1-7） Command: UCS J Origin / ZAxii* / 3poinl / Entity / View / X /Y/Z/ Prev/ Restore/ Save/Del/?/< World>:za J Origin point <0,0,O> : int」 NZf拾取t 一練習中的點② Point on positive portion ofZ-axis 建立UCS。 輸人^項。 （見圖1-12） <48.0000.0.0000,1.0000>:@1<0 J （屏幕菜單）"CSnS妣 ? 1 D

61、esired UCS name: R-SIDE J 原來L軸方向不變。 保存當前UCS ? 指定新的UCS名。 觀察圖標的變化 （圖 1-12） S 1-13 R9DEUCS的圖標顯示 1.73不同UCS的圖標顯示 AutoCAD用不同的圖標形式顯示當前UCS的設置狀態(tài)。圖標通常畫在當前UCS 的X?Y平面上，并標明X, Y軸的方向。圖標不一定置于坐標系的原點，其位置可由用 戶自行設定。 圖PI4所示為幾種不同形式的UCS圖標。箭頭分別表示X, Y軸的方向，兩軸交 匯處的方腥表示視圖從X-Y平面的上方（Z軸正向）顯示，無方框者表示從X-Y平面 的下方（Z軸的負方向）

62、顯示。兩軸交匯處的十字標記表示圖標正置于當前UCS的原 點。Y軸箭頭上的W字樣表示當前UCS為WCS °圖標為一折斷的鉛筆表示當前視圖 顯示的平面與X-Y平面平行，但并非X-Y作圖平面，此時在屏幕上用光標拾取一個點并 不能確定其實際位置。圖標轉(zhuǎn)換為直角三角形，表示當前圖形在圖紙空間蘇。 在命令提示符Command:下健人UCSICON.或從下拉式菜單選擇Citings UCS "cm可對圖標的顯示（ON）,關閉（OFF）進行控制。選擇Origin選項可將圖標置 于坐標原點，如果坐標原點超出了屏幕的范圍或因過于靠近屏幕邊緣而使圖標無法安放， 圖標則顯示于屏辜的左下角。多視窗中每個視窗的圖標顯示

63、形式可以分別進行設置。如果 選擇IJCSICON命令中的ALL選項在多視窗的各個視窗中都顯示圖標，Noorigin則指定 圖標顯示于毎個視窗的左下角。 在繪制書桌的抽屜時，為了繪圖的方便，可以將正面作為當前UCS,將坐標原點設在抽 屜的左下角（見圖【?15）。 圖M4不同形式的UCS圖標 19 打開對話框。 指定當前UCS。 設置坐標原點。 （圖 1-15） o 為新的UCS命名。 圖1?15移動坐標原點及其圖標顯示 練習1-9 移動UCS的坐標原點

64、并在平面視圖內(nèi)繪制實體 （接練習卜8 > Command:（下拉式菜單） Seifin^s n UCS = Named UCS 從列表框中選擇FRONT然后拾取Current. OK Command : Settings => UCS w Origin Origin point捕捉抽屜箱的左下角 以CABINET為名保存 i為了使抽屜面不與抽屜箱正面處于同一平面上，以免消除隱藏線時發(fā)生混淆，可使抽屜正面凸出于抽屜 箱正面一個微小的距離.詳見本書1.5節(jié)「） Command : Sellings n Entity Modes 設置厚度為0.01 Com

65、mand :（下拉式菜單） i'ie'v => Set kiew n Pion View => Current UCS ?參照圖1-15放大桌子右上角 Command : Draw n Polyline => 2D From point:?§, .5」 To point: @ 13 < 0 J To point: @ 5,5 <90」 To point: （aj 13 < 180J To point: c）o\e J 使捕屜面凸岀抽屜箱正面。 在桌子正面作圖。 用復合線畫抽屜邊框。 封閉成矩形。

66、 Cotnmand : Construe! =>Copy 復制其余兩個抽屜。 Select objects:拾取抽展邊框復合線 < Rase point or displacement > / Multiple: Multiple 要求重復復制。 MULTIPLE Base point:捕捉抽屜左下角交點 Seco nd point:在正上方毎相隔6 "復制兩個抽屜 （圖1-16） Command:用VIEW命令的Restore選項重新 圖IJ6桌子抽屜的3D顯示 1?7?4用繞軸旋轉(zhuǎn)和指定實體的方法建立UCS UCS命令中的X/Y/Z選項允許用戶將當前UCS分別繞其自身的X, Y, Z軸按 右手法則旋轉(zhuǎn)一個指定的角度產(chǎn)生新的UCS ,即用右手環(huán)繞指定的坐標軸握拳，拇指伸 向軸的正向，其余手指的方向為旋轉(zhuǎn)的正向，如圖口7所示。如果需要分別繞兩根或三 播軸旋轉(zhuǎn)，可以重復執(zhí)行UCS命令。已經(jīng)設定的角度將作為新的缺省值保存， UCS命令中的Entity選項允許指定當前坐標系中某一實體作為新建的UCS的參 照，新建UCS的原點和坐標軸的方向取決于被指定