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1、第11章 绘制和编辑三维表面u 11.1 三维模型的分类三维模型的分类u 11.2 三维坐标系统三维坐标系统u 11.3 设置绘图显示设置绘图显示u 11.4 三维绘制三维绘制u 11.5 绘制三维网格曲面绘制三维网格曲面11.1 三维模型的分类三维模型的分类1. 线框模型线框模型是三维造型中必不可少的组成部分。它是用边来表示三维模型的轮廓线，这些边包括点，直线，射线，圆，圆弧，多线，多线段，样条曲线等；它没有面，不能消隐，着色和渲染。图11-1给出了一个简单的线框模型，该模型由直线组成，直线之间没有任何内容，线框不能遮挡住位于后面的对象。图11-1 线框模型 2.表面模型表面模型是在线框模型
2、的基础上加上表面特征，可以进行消隐，着色，渲染等操作，从而达到真实的视觉效果，构成表面模型的对象是三维面或网格面。图11-2(a)是图11-1线框模型对应的表面模型，该模型是通过3dface命令在图11-1所示的线框模型上创建各个三维面，看起来像个实体，实际上是个空壳。图11-2(b)是表面模型上去掉上表面所得形状，可以看出该模型是中空的。图11-2(c)是去掉各个面所得的模型，该模型就是图11-1所示的线框模型图。 (a)表面模型 (b) 去除顶面 (c) 去除所有面图11-2 表面模型3.实体模型 (a)线框视图 (b) 消隐后视图 (c) “真实”视图图11-3 实体模型图11-3的三个
3、图所示的是实体模型 图11-3的三个图所示的是实体模型，其创建过程是先拉伸一个长方体，如(a)所示，该图模型看起来像是线框模型，这是由于还没消隐操作，再利用“视图”|“消隐”命令，此时模型外观如图(b)所示，利用“视图”|“视觉样式”|“真实”，此时的模型如图(c)所示，该图已经着色，看上去像给人一种实体的感觉，有质量，有体积，外观明显是个立体图。 11.2 三维坐标系统三维坐标系统（1）右手法则 (a) 确定Z轴正方向 (b) 确定旋转轴正方向图11-4 右手法则示意图确定Z轴的正方向，将右手手心朝向眼睛，手背贴着屏幕，压弯中指，则拇指所指的方向是轴的正方向，食指所指的方向是轴的正方向，而中
4、指所指的方向是轴的正方向。如图11-4（a）所示的是右手法则示意图，箭头指的方向是各个坐标轴的正方向。确定某个坐标轴的正旋转方向，用右手的大拇指指向该轴的正方向并弯曲其他4个手指，右手4指所指的方向是该坐标轴的正旋转方向。如图11-4（b）所示的是右手法则示意图，箭头指的方向是该轴的旋转正方向。（2）坐标系 图11-5 坐标系中各轴的关系AutoCAD提供了两种坐标系供用户使用，一个是固定的世界坐标系(WCS)，一个是可移动的用户坐标系(UCS)的。默认情况下，这两个坐标系在新图形中是重合的。直角坐标系有三个坐标轴，各个坐标轴的关系如图11-5所示。 11.3 设置绘图显示设置绘图显示利用对话
5、框设置视点图11-7 视点预设对话框 通过启用“视点预设”对话框，用户可以形象地对视点进行设置。通过选择“视图”|“三维视图”|“视点预设”命令打开“视点预设”对话框，如图11-7所示，或者在命令行输入DDVPOINT命令 。 用菜单设置特殊视点系统本身也提供了用户常用的几种特殊视点，可通过“视图”|“三维视图”菜单的下拉列表设置特殊视点，如图11-8所示。图11-8 设置特殊视点菜单 11.4 三维绘制三维绘制绘制三维点三维点的绘制与平面图中绘制点类似，仅仅多了一个Z方向的坐标。 绘制三维基本面图11-9 基本图元表面绘制命令在AutoCAD2012，用户可以通过输入命令来绘制基本三维表面：
6、长方体表面(ai_box)、棱锥面（ai_pyramid）、楔体表面(ai_wedge)、圆锥面(ai_cone)、球面(ai_sphere)、上半球面(ai_dome)、下半球面(ai_dish)、圆环面(ai_tours)、网格面（ai_mesh）。用户也可以执行“绘图”|“建模”|“网格”|“图元”命令，弹出如图11-9所示的级联菜单，选择相应的命令即可绘制相应的基本表面。11.4.3 绘制三维面绘制三维面绘制第二个面时需要更改方向，系统已经默认第一面的最后绘制的两点为第二面的前两点，如图11-10所示的3、4点为面3456的前两点，是面1234的后两点。 三维面的绘制可以通过选择“绘图
7、”|“建模”|“网格”|“三维面”命令，也可以在命令行中输入“3DFACE”命令执行。 11.5 绘制三维网格曲面绘制三维网格曲面直纹曲面(a) 绘制圆和云线 (b) 直纹网格效果图直纹曲面 直纹曲面（RULESURF）命令是在两条曲线之间创建网格，这两条曲线可以是二维的曲线，如：圆、圆弧、多线段、直线、样条曲线、点，二维曲线创建的是平面。也可以是三维的曲线，三维曲线创建的网格是三维网格。两条曲线必须都是闭合的或者都是开放的，不能同时都是点。直纹曲面命令可以通过在菜单栏选择“绘图”|“建模”|“网格”|“直纹曲面”选项，也可以在命令行中输入RULESURF命令来执行。在执行此命令前，必须在绘图
8、区先创建两条曲线。 11.5.2 平移曲面(a) 绘制圆和多线段 (b)平移曲面效果平移曲面平移曲面（TABSURF）命令是将某个对象沿着某个对象的方向矢量拉伸，从而形成一个新的曲面。被拉伸的曲线可以是线段、圆弧、圆、椭圆、多线段、样条曲线等。方向矢量的曲线可以是一个线段、打开的二维多段线，也可以是三维多线段，但不能是圆弧或者样条曲线等光滑曲线。可以通过在菜单栏选择“绘图”|“建模”|“网格”|“平移曲面”，或在命令行中输入TABSURF执行该命令。 11.5.3 边界曲面(a)绘制边界曲面的曲线 (b)边界曲面效果边界曲面边界曲面（EDGESURF）命令是将4个首尾相连接的对象作为边界来构造
9、新的曲面，这些对象可以是线段、圆弧、样条曲线、多线段等，可以是上述的种类型中的任意几种，但不能是在四种类型之外的曲线，比如圆，椭圆等。它们必须首尾相连接的封闭图形。 选择“绘图”|“建模”|“网格”|“边界曲面”命令，或在命令行中输入EDGESURF都可以执行该命令。执行EDGESURF命令后，依次选择四条曲线，四条曲线的选择顺序是随意的 。旋转曲面(a) 绘制旋转对象和旋转轴 (b)旋转后效果图11-14 旋转曲面一(a) 绘制旋转对象和旋转轴 (b) 旋转后效果图11-15 旋转曲面二旋转曲面（REVSURF）命令是将某一个轮廓线对象绕指定轴旋转一定角度，从而建立一个新的曲面。轮廓线可以是直线、圆（弧）、椭圆（弧）、多段线、样条曲线和圆环等。旋转轴可以是直线、多线段等非光滑曲线，如果是多线段，则轴的方向为始末端点所连直线的方向。图11-14和11-15是使用REVSURF命令创建的雨伞模型，并进行旋转轴为直线和多线段的比较。