第21講 三維建模

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1、 創(chuàng)建實(shí)體模型創(chuàng)建實(shí)體模型 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 第第21章章 三維建模三維建模 21.1 三維繪圖基礎(chǔ)三維繪圖基礎(chǔ)21.2 創(chuàng)建實(shí)體模型創(chuàng)建實(shí)體模型21.3 課后作業(yè)課后作業(yè) 本章大綱本章大綱21.1三維繪圖基礎(chǔ)三維繪圖基礎(chǔ)本節(jié)介紹觀察三維模型及使用用戶坐標(biāo)系的方法。本節(jié)介紹觀察三維模型及使用用戶坐標(biāo)系的方法。21.1.1 知識(shí)點(diǎn)講解知識(shí)點(diǎn)講解 一、三維建模空間一、三維建模空間 創(chuàng)建三維模型時(shí)可切換至AutoCAD三維工作空間，在【工作空間】工具欄的下拉列表中選擇【三維建模】選項(xiàng)或選擇菜單命令【工具】/【工作空間】/【三維建?！浚瓦M(jìn)入三維工作空間。該空間包含三維建模【面板】，其由二維繪

2、制控制臺(tái)（三維工作空間中隱藏）、三維制作控制臺(tái)、三維導(dǎo)航控制臺(tái)、視覺樣式控制臺(tái)、材質(zhì)控制臺(tái)、光源控制臺(tái)、渲染控制臺(tái)及圖層控制臺(tái)等組成，如圖21-1所示。選擇菜單命令【工具】/【選項(xiàng)板】/【面板】即可打開或關(guān)閉它。圖21-1 三維建?！久姘濉慷?、用標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)觀察模型二、用標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)觀察模型 任何三維模型都可以從任意一個(gè)方向觀察，【視圖】工具欄及三維導(dǎo)航控制臺(tái)的視圖控制下拉列表提供了10種標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)，如圖21-2所示。通過這些視點(diǎn)就能獲得3D對(duì)象的10種視圖，如前視圖、后視圖、左視圖及東南軸測(cè)圖等 圖21-2 標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn) 三、三維動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)三、三維動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn) 3DFORBIT命令將激活交互式的動(dòng)態(tài)視圖，用戶按

3、住鼠標(biāo)左鍵并拖動(dòng)鼠標(biāo)指針就能改變觀察方向。使用此命令時(shí)，可以選擇觀察全部對(duì)象或是模型中的一部分對(duì)象，AutoCAD圍繞待觀察的對(duì)象形成一個(gè)輔助圓，該圓被4個(gè)小圓分成4等份，如圖21-3所示 當(dāng)觀察部分對(duì)象時(shí)，應(yīng)先選擇這些對(duì)象，然后啟動(dòng)3DFORBIT命令。此時(shí)，僅所選對(duì)象顯示在屏幕上。若其沒有處在動(dòng)態(tài)觀察器的大圓內(nèi)，就單擊鼠標(biāo)右鍵，選取【范圍縮放】選項(xiàng)。圖21-3 三維動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)四、視覺樣式四、視覺樣式 視覺樣式用于改變模型在視口中的顯示外觀。AutoCAD提供了以下5種默認(rèn)視覺樣式，可在三維建?！久姘濉康娜S導(dǎo)航控制臺(tái)【視覺樣式】下拉列表中進(jìn)行選擇，或通過下拉菜單【視圖】/【視覺樣式】進(jìn)行選擇

4、。五、用戶坐標(biāo)系五、用戶坐標(biāo)系 默認(rèn)情況下，AutoCAD坐標(biāo)系統(tǒng)是世界坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是一個(gè)固定坐標(biāo)系。用戶也可在三維空間中建立自己的坐標(biāo)系（UCS），該坐標(biāo)系是一個(gè)可變動(dòng)的坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸正向按右手螺旋法則確定。三維繪圖時(shí)，UCS坐標(biāo)系特別有用，因?yàn)榭梢栽谌我馕恢?、沿任意方向建立UCS，從而使得三維繪圖變得更加容易。21.1.2范例解析范例解析觀察三維模型觀察三維模型【練習(xí)練習(xí)21-1】利用標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)觀察如圖利用標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)觀察如圖21-4所示的三維模型。所示的三維模型。1.打開素材文件“21-1.dwg”，如圖21-4所示。2.選擇三維導(dǎo)航控制臺(tái)【視圖控制】下拉列表的【主視】選項(xiàng)，然后發(fā)出消隱命

5、令HIDE，結(jié)果如圖21-5所示，此圖是三維模型的前視圖。圖21-4 利用標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)觀察模型 圖21-5 前視圖 3.選擇【視圖控制】下拉列表的【左視】選項(xiàng)，然后發(fā)出消隱命令HIDE，結(jié)果如圖21-6所示，此圖是三維模型的左視圖。4.選擇【視圖控制】下拉列表中的【東南等軸測(cè)】選項(xiàng)，然后發(fā)出消隱命令HIDE，結(jié)果如圖21-7所示，此圖是三維模型的東南軸測(cè)視圖 圖21-6 左視圖 圖21-7東南軸測(cè)視圖 21.1.3范例解析范例解析使用用戶坐標(biāo)系使用用戶坐標(biāo)系【練習(xí)練習(xí)21-2】在三維空間中創(chuàng)建坐標(biāo)系。在三維空間中創(chuàng)建坐標(biāo)系。1.打開素材文件“21-2.dwg”。2.改變坐標(biāo)原點(diǎn)。輸入U(xiǎn)CS命令，A

6、utoCAD提示如下。命令:ucs指定 UCS 的原點(diǎn)或 面(F)/命名(NA)/對(duì)象(OB)/上一個(gè)(P)/視圖(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 軸(ZA):/捕捉A點(diǎn)，如圖21-8所示指定 X 軸上的點(diǎn)或:/按Enter鍵結(jié)果如圖21-8所示。3.將UCS坐標(biāo)系繞x軸旋轉(zhuǎn)90。命令:UCS指定 UCS 的原點(diǎn)或 面(F)/命名(NA)/對(duì)象(OB)/上一個(gè)(P)/視圖(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 軸(ZA):x/使用“X”選項(xiàng)指定繞 X 軸的旋轉(zhuǎn)角度:90/輸入旋轉(zhuǎn)角度結(jié)果如圖21-9所示。圖21-8改變坐標(biāo)原點(diǎn) 圖21-9 將坐標(biāo)系繞x軸旋轉(zhuǎn) 圖21-10 利用三點(diǎn)定義坐標(biāo)系 4

7、.利用三點(diǎn)定義新坐標(biāo)系。命令:UCS指定 UCS 的原點(diǎn)或 面(F)/命名(NA)/對(duì)象(OB)/上一個(gè)(P)/視圖(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 軸(ZA):end于/捕捉B點(diǎn)，如圖21-10所示指定 X 軸上的點(diǎn)或:end于/捕捉C點(diǎn)指定 XY 平面上的點(diǎn)或:end于/捕捉D點(diǎn)結(jié)果如圖21-10所示。21.1.4 課堂練習(xí)課堂練習(xí) 【練習(xí)練習(xí)21-3】打開素材文件打開素材文件“21-3.dwg”，如圖，如圖21-11所示。利用標(biāo)準(zhǔn)視所示。利用標(biāo)準(zhǔn)視 點(diǎn)及三維動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)方式觀察模型點(diǎn)及三維動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)方式觀察模型 圖21-11 觀察模型【練習(xí)練習(xí)21-4】打開素材文件打開素材文件“21-4.d

8、wg”，如圖，如圖21-12所示。分別以所示。分別以A、B及及C面為面為xy平面創(chuàng)建用戶坐標(biāo)系平面創(chuàng)建用戶坐標(biāo)系 圖21-12 創(chuàng)建坐標(biāo)系21.2創(chuàng)建實(shí)體模型創(chuàng)建實(shí)體模型本節(jié)介紹創(chuàng)建三維實(shí)體的方法本節(jié)介紹創(chuàng)建三維實(shí)體的方法 21.2.1知識(shí)點(diǎn)講解知識(shí)點(diǎn)講解一、創(chuàng)建三維基本立體一、創(chuàng)建三維基本立體 AutoCAD能生成長(zhǎng)方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔形體及圓環(huán)體等基本立體。【建?！抗ぞ邫谥邪藙?chuàng)建這些立體的命令按鈕。二、將二維對(duì)象拉伸成實(shí)體二、將二維對(duì)象拉伸成實(shí)體 EXTRUDE命令可以拉伸二維對(duì)象生成3D實(shí)體或曲面，若拉伸閉合對(duì)象，則生成實(shí)體，否則生成曲面。操作時(shí)，可指定拉伸高度值及拉伸對(duì)象

9、的錐角，還可沿某一直線或曲線路徑進(jìn)行拉伸。三、旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象形成實(shí)體三、旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象形成實(shí)體 REVOLVE命令可以旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象生成3D實(shí)體，若二維對(duì)象是閉合的，則生成實(shí)體，否則生成曲面。用戶通過選擇直線、指定兩點(diǎn)或x、y軸來確定旋轉(zhuǎn)軸。四、布爾運(yùn)算四、布爾運(yùn)算 布爾運(yùn)算包括并集、差集和交集。并集操作：UNION命令將兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體合并在一起形成新的單一實(shí)體。操作對(duì)象既可以是相交的 ，也可是分離開的。差集操作：SUBTRACT命令將一個(gè)實(shí)體從另一實(shí)體中減去。交集操作：INTERSECT命令創(chuàng)建由兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體重疊部分構(gòu)成的新實(shí)體。21.2.2范例解析范例解析創(chuàng)建三維基本立體創(chuàng)建三維基本立體【練習(xí)

10、練習(xí)21-5】創(chuàng)建長(zhǎng)方體及圓柱體。創(chuàng)建長(zhǎng)方體及圓柱體。1.進(jìn)入三維建模工作空間。選擇三維導(dǎo)航控制臺(tái)【視圖控制】下拉列表的“東南等 軸測(cè)”選項(xiàng)，切換到東南等軸測(cè)視圖。再通過視覺樣式控制臺(tái)【視覺樣式】下拉 列表設(shè)定當(dāng)前模型顯示方式為“二維線框”。2.單擊【建?！抗ぞ邫诨蛉S制作控制臺(tái)上的 按鈕，AutoCAD提示如下。命令:_box指定第一個(gè)角點(diǎn)或 中心(C):/指定長(zhǎng)方體角點(diǎn)A，如圖21-13所示指定其他角點(diǎn)或 立方體(C)/長(zhǎng)度(L):100,200,300/輸入另一角點(diǎn)B的相對(duì)坐標(biāo)，如圖21-13所示3.單擊【建?！抗ぞ邫诨蛉S制作控制臺(tái)上的 按鈕，AutoCAD提示如下。命令:_cylin

11、der指定底面的中心點(diǎn)或 三點(diǎn)(3P)/兩點(diǎn)(2P)/相切、相切、半徑(T)/橢圓(E):/指定圓柱體底圓中心，如圖21-13所示指定底面半徑或 直徑(D):80/輸入圓柱體半徑指定高度或 兩點(diǎn)(2P)/軸端點(diǎn)(A):300/輸入圓柱體高度結(jié)果如圖21-13所示。4.改變實(shí)體表面網(wǎng)格線的密度。命令:isolines輸入 ISOLINES 的新值:40/設(shè)置實(shí)體表面網(wǎng)格線的數(shù)量5.選擇菜單命令【視圖】/【重生成】，重新生成模型，實(shí)體表面網(wǎng)格線變得更 加密集。6.控制實(shí)體消隱后表面網(wǎng)格線的密度。命令:facetres輸入 FACETRES 的新值:5/設(shè)置實(shí)體消隱后的網(wǎng)格線密度啟動(dòng)HIDE命令，結(jié)

12、果如圖21-13所示。圖21-13 創(chuàng)建長(zhǎng)方體及圓柱體21.2.3 范例解析范例解析拉伸或旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象形成實(shí)體拉伸或旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象形成實(shí)體【練習(xí)練習(xí)21-6】拉伸二維對(duì)象形成實(shí)體及曲面。拉伸二維對(duì)象形成實(shí)體及曲面。1.打開素材文件“21-6.dwg”。2.將圖形A創(chuàng)建成面域，再將連續(xù)線B編輯成一條多段線，如圖21-14所示。3.用EXTRUDE命令拉伸面域及多段線，形成實(shí)體和曲面。單擊【建?！抗ぞ?欄或三維制作控制臺(tái)的 按鈕，啟動(dòng)EXTRUDE命令。命令:_extrude選擇要拉伸的對(duì)象:找到 1 個(gè) /選擇面域選擇要拉伸的對(duì)象:/按Enter鍵指定拉伸的高度或 方向(D)/路徑(P)/傾斜角(

13、T):260/輸入拉伸高度命令:EXTRUDE/重復(fù)命令選擇要拉伸的對(duì)象:找到 1 個(gè) /選擇多段線選擇要拉伸的對(duì)象:/按Enter鍵指定拉伸的高度或 方向(D)/路徑(P)/傾斜角(T):p/使用“路徑(P)”選項(xiàng)選擇拉伸路徑或 傾斜角:/選擇樣條曲線C結(jié)果如圖21-14右圖所示。圖21-14 拉伸面域及多段線【練習(xí)練習(xí)21-7】旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象形成實(shí)體。旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象形成實(shí)體。打開素材文件“21-7.dwg”，單擊【建?！抗ぞ邫诨蛉S制作控制臺(tái)上的 按鈕，啟動(dòng)REVOLVE命令。命令:_revolve選擇要旋轉(zhuǎn)的對(duì)象:找到 1 個(gè)/選擇要旋轉(zhuǎn)的對(duì)象，該對(duì)象是面域，如圖21-15左圖所示選擇要旋轉(zhuǎn)

14、的對(duì)象:/按Enter鍵指定軸起點(diǎn)或根據(jù)以下選項(xiàng)之一定義軸 對(duì)象(O)/X/Y/Z:/捕捉端點(diǎn)A指定軸端點(diǎn):/捕捉端點(diǎn)B指定旋轉(zhuǎn)角度或 起點(diǎn)角度(ST):st/使用“起點(diǎn)角度(ST)”選項(xiàng)指定起點(diǎn)角度:-30/輸入回轉(zhuǎn)起始角度指定旋轉(zhuǎn)角度:210/輸入回轉(zhuǎn)角度再啟動(dòng)HIDE命令，結(jié)果如圖21-15右圖所示。提示：若拾取兩點(diǎn)指定旋轉(zhuǎn)軸，則軸的正向是從第一點(diǎn)指向第二點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)角的正方向按右手螺旋法則確定。圖21-15 旋轉(zhuǎn)面域形成實(shí)體 21.2.4 范例解析范例解析利用布爾運(yùn)算構(gòu)建復(fù)雜實(shí)體模型利用布爾運(yùn)算構(gòu)建復(fù)雜實(shí)體模型【練習(xí)練習(xí)21-8】利用布爾運(yùn)算創(chuàng)建支撐架的實(shí)體模型，如圖利用布爾運(yùn)算創(chuàng)建支撐架

15、的實(shí)體模型，如圖21-16所示。所示。1.創(chuàng)建一個(gè)新圖形。2.選擇菜單命令【視圖】/【三維視圖】/【東南等軸測(cè)】選項(xiàng)，切換到東南軸測(cè)視 圖。在xy平面繪制底板的輪廓形狀，并將其創(chuàng)建成面域，如圖21-17所示。圖21-16 創(chuàng)建實(shí)體模型 圖21-7 創(chuàng)建面域 3.拉伸面域形成底板的實(shí)體模型，如圖21-18所示。4.建立新的用戶坐標(biāo)系，在xy平面內(nèi)繪制彎板及三角形筋板的二維輪廓，并將其 創(chuàng)建成面域，如圖21-19所示。5.拉伸面域A、B，形成彎板及筋板的實(shí)體模型，如圖21-20所示。6.用MOVE命令將彎板及筋板移動(dòng)到正確的位置，如圖21-21所示。7.建立新的用戶坐標(biāo)系，如圖21-22左圖所示，

16、再繪制兩個(gè)圓柱體，如圖21-22右圖所示。8.合并底板、彎板、筋板及大圓柱體，使其成為單一實(shí)體，然后從該實(shí)體中去除小圓柱體，結(jié)果如圖21-23所示。圖21-21 移動(dòng)對(duì)象 圖21-22 新建坐標(biāo)系 圖21-23 執(zhí)行并運(yùn)算 21.2.5課堂練習(xí)課堂練習(xí)【練習(xí)練習(xí)21-9】繪制如圖繪制如圖21-24所示的實(shí)體模型所示的實(shí)體模型 圖21-24 創(chuàng)建實(shí)體模型（1）【練習(xí)練習(xí)21-10】繪制如圖繪制如圖21-25所示的實(shí)體模型所示的實(shí)體模型 圖21-25 創(chuàng)建實(shí)體模型（2）【練習(xí)練習(xí)21-11】繪制如圖繪制如圖21-26所示的實(shí)體模型所示的實(shí)體模型 圖21-26 創(chuàng)建實(shí)體模型（3）21.3課后作業(yè)課后作業(yè)1.繪制如圖繪制如圖21-27所示平面的實(shí)心體模型所示平面的實(shí)心體模型 圖21-27 創(chuàng)建實(shí)體模型（1）2.繪制如圖繪制如圖21-28所示的實(shí)心體模型所示的實(shí)心體模型 圖21-28 創(chuàng)建實(shí)體模型（2）3.繪制如圖繪制如圖21-29所示的實(shí)心體模型所示的實(shí)心體模型 圖21-29 創(chuàng)建實(shí)體模型（3）