1、 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材 三維圖形繪制本章學習目標與要求本章學習目標與要求 通過本章學習，掌握簡單三維圖形的繪制、修改等基本技能，培養專業三維圖形的繪制的基本能力。本章重點本章重點 用戶坐標系的概念及其應用，利用擠壓、旋轉、圓滑、剖切和真三維等繪圖技術繪制基本三維圖形，利用三維移動、旋轉、布爾運算等方法進行圖形修改的基本方法，立體圖形的軸測圖與透視圖的顯示操作。本章難點本章難點 用戶坐標系的使用，三維剖切、鏡像、旋轉、陣列、布爾運算等操作完成三維實體的操作，三維實體的對齊操作，三維實體透視圖的顯示操作。 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材 三維圖形繪

2、制第一節 用戶坐標系第二節 三維圖形的設置與軸測圖觀察第三節 三維實體繪制及其在道路建模中的應用第四節 三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應用第五節 三維圖形的透視觀察 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材第一節 用戶坐標系一、UCS 命令的功能二、命令操作 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材一、UCS 命令的功能 UCS 命令的功能有：定義用戶坐標系，存儲用戶坐標系，將指定的坐標系設置為當前坐標系和刪除已存儲的用戶坐標系。 定義用戶坐標系的方法有：指定新原點,新 XY 平面或新的 Z 坐標使新 UCS 與現有某實體對齊使新 UCS 與當前視圖方向對齊圍繞任一坐

3、標軸旋轉坐標系 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材命令: UCS (啟動 UCS 命令)指定 UCS 的原點或 面(F)/命名(NA)/對象(OB)/上一個(P)/視圖(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 軸(ZA) : N 指定新 UCS 的原點或 Z 軸(ZA)/三點(3)/對象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z : 到這一步有很多選項，主要的選項如下：選擇缺省項選項，指定的原點定義用戶坐標系。選擇“ZA”選項，用原點和 Z 軸上一點定義用戶坐標系。選擇“3”選項，用三點定義用戶坐標系。二、 UCS命令操作 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材建立圖9-

4、1所示UCS圖9-1 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材建立圖9-1 UCS的操作指定 UCS 的原點或 面(F)/命名(NA)/對象(OB)/上一個(P)/視圖(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 軸(ZA) : N 指定新 UCS 的原點或 Z 軸(ZA)/三點(3)/對象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z :3指定新原點 :(用鼠標左鍵捕捉A點為新原點)在正 X 軸范圍上指定點 :(捕捉B點為X軸正方向上一點)在 UCS XY 平面的正 Y 軸范圍上指定點 (捕捉C點為Y軸正方向一側的點) 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材第二節 三維圖形的設置與軸

5、測圖觀察一、 軸測圖的顯示二、標準視圖預置功能三、三維圖形的設置四、舉例 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材一、 軸測圖的顯示VPOINT命令不能在2D的圖紙空間中使用。1命令的啟動方法選擇“視圖”“三維視圖”菜單項在命令行輸入VPOINT命令 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材2.具體操作方法(1)輸入3D視點的坐標命令: VPOINT （啟動VPOINT命令）指定視點或 旋轉(R) : 0.8,-1.5,1 (輸入視點坐標(0.8，-1.5,1) 在提示后直接輸入視點的X、Y和Z坐標。該點與當前UCS原點即為視線方向。(2)使用羅盤和坐標軸三角架命令: VP

6、OINT（啟動VPOINT命令）指定視點或 旋轉(R) : 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材3)使用球面坐標確定視線方向命令: VPOINT （啟動VPOINT命令）指定視點或 旋轉(R) : R (鍵入R選擇Rotate選項)輸入 XY 平面中與 X 軸的夾角 : 12 (輸入視線在XY平面上的投影與正X軸的夾角)輸入與 XY 平面的夾角 : 24 ( 輸入視線與XY平面的夾角) 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材二、標準視圖預置功能 用戶在觀察圖形時，通常使用標準視圖。AutoCAD系統預置了10個視圖方向，它們依次為俯視圖、仰視圖，左視圖、右視圖、主視圖

7、、后視圖、西南等軸測圖、東南等軸測圖、東北等軸測圖、西北等軸測圖。 設置標準視圖的方法有：w 選擇“視圖”“三維視圖”“XXXX”菜單項。“XXXX”為相應的子菜單項(見圖9-3)。w 點擊“視圖”工具條上的相應工具按鈕(圖9-4)。 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材圖9-3 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材圖9-4 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材三、三維圖形的設置 三維圖形的設置包括實體標高和實體厚度的設置：w 實體標高(Elevation)是指實體基底所在XY平面的Z坐標，0標高是指當前UCS的基準XY平面，正標高在XY平面的上方，負

8、標高在XY平面的下方。w 實體厚度(Thickness)是指實體基底向正標高或負標高方向的擠壓(Extrusion)距離。正厚度表示實體向上(正z軸方向)擠壓，負標高表示實體向下(負z軸方向)擠壓，0厚度表示實體不擠壓?？梢姡挥?標高的厚度為-1的一個實體與一個位于-1標高的厚度為1的實體，看上去是一樣的。一個實體被創建時，當前UCS確定了擠壓方向。 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材提 示在二維的繪制中，實體的標高和厚度始終使用的是系統的缺省值0。如果在創建二維圖形時將標高和厚度值設置為非0，所繪制的實體基底將從XY平面向上下移動，并具有相應的厚度。這將使得二維圖形快捷地修

9、改為三維圖形。厚度影響某些幾何實體的外觀，如圓、直線段、2D多義線、弧、2D實心體和點。使用Elev命令可以設置系統的當前標高和厚度。修改后的當前標高和厚度只影響設置后所繪制實體的標高和厚度。對于已經繪制的二維實體，可以使用實體性質修改命令，將它們的厚度從。改變為非0值，從而將它們改變為具有一定厚度的三維實體。 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材實例9-1：繪制圖中的的圓柱，底面直徑30，厚度100；繪制正七邊形內接圓半徑30，厚度50。 四、舉例演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材步驟1 設置新的當前厚度值。命令:ELEV （啟動ELEV命令）指定新

10、的默認標高 : 0 （輸入標高為O）指定新的默認厚度 : 100 （輸入新的厚度100）步驟2 繪制圓。命令: C （啟動CIRCLE命令）CIRCLE 指定圓的圓心或 三點(3P)/兩點(2P)/相切、相切、半徑(T): 100,100 （指定圓心位置）指定圓的半徑或 直徑(D): 30 （輸入半徑） 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材步驟3 繪制正七邊形。命令: POLYGON （啟動正多邊形繪制命令）輸入邊的數目 : 7 （選擇邊數為7）指定正多邊形的中心點或 邊(E): 200,100 （正多邊形中心坐標）輸入選項 內接于圓(I)/外切于圓(C) : （選擇正多邊形在圓

11、周內）指定圓的半徑: 30 （外接圓半徑為30）命令:Z指定窗口的角點，輸入比例因子 (nX 或 nXP)，或者全部(A)/中心(C)/動態(D)/范圍(E)/上一個(P)/比例(S)/窗口(W)/對象(O) : A 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材步驟4 修改正七邊形的厚度 選擇下拉菜單“修改”“特性”，選擇正七邊形，彈出多段線編輯對話框，將編輯框內的厚度100修改為50，然后關閉對話框。步驟5 顯示軸測圖。 選擇下拉菜單“視圖”“三維視圖”“西南等軸測”,顯示圖96a的圖形。采用下拉菜單“視圖”“消隱”命令后顯示如圖9-6b。大家可以由此看出立體圖形不同的顯示選項有不同的

12、顯示效果。 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材第三節 三維實體繪制及其在道路建模中的應用一、繪制簡單實心體二、拉伸建立道路路基三維圖形三、旋轉建立實心體四、圓滑實心體五、剪切、剖面 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材一、繪制簡單實心體演演 示示實例9-2繪制圖9-7所示的長方體、圓柱體和球體。圖9-7 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材二、拉伸建立道路路基三維圖形演演 示示實例9-3繪制圖9-11所示的路基立體輪廓三維圖形。圖9-11 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材三、旋轉建立實心體演演 示示實例9-4繪制圖9-12所示的實體

13、。圖9-12 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材四、圓滑實心體演演 示示實例9-5利用FILLET命令使圖9-13a所示長方體的的一個角圓滑并作消隱處理 。圖913a圖913b 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材五、剪切、剖面演演 b 示示實例9-6：對圖9-14a的長方體進行剖切操作 。實例9-7：對圖9-14a的長方體進行截面處理 。演演 c 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材第四節 三維圖形的布爾運算及其在橋梁建模中的應用一、交集運算二、差集三、并集運算四、布爾運算在橋梁三維建模中的應用 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃

14、教材一、交集運算 交集（INTERSECT）運算從兩個或者多個相交的實心體中建立一個合成實心體，所建立的合成實心體是參加運算實心體的共同部分。 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材命令: INTERSECT（啟動交集運算命令）選擇對象:（鼠標左鍵點擊左球，提示“找到 1 個”）選擇對象: （鼠標左鍵點擊右球，提示“找到 1 個，總計 2 個”）選擇對象: （結束操作，結果見圖915b)。操作步驟圖915b圖915a演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材二、差集 差集（Subtract）運算所建立的實心體是以參加運算的母體為基礎去掉與子體共同的部分。命令:

15、SUBTRACT（啟動差集運算命令）選擇要從中減去的實體或面域.選擇對象: （鼠標左鍵點擊圖9-16a中的矮圓柱，提示“找到 1 個”）選擇對象: 選擇要減去的實體或面域 .選擇對象: （鼠標左鍵點擊高圓柱，提示“找到 1 個”）選擇對象: （得到圖9-16b）圖9-16a圖9-16b演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材三、并集運算 并集（UNION）運算所建立的實心體是以參加運算的物體疊加在一起形成的。命令: UNION（啟動并集運算命令）選擇對象: （鼠標左鍵點擊圖917a中高處物體，提示“找到 1 個”）選擇對象: （鼠標左鍵點擊圖917a中低處物體，提示“找到

16、 1 個，總計 2 個”）選擇對象: 圖917a圖917b演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材四、布爾運算在橋梁三維建模中的應用實例9-8：繪制圖9-29所示三維橋梁實體。圖929 橋梁立體全貌（樁基已被截斷） 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材繪制步驟：1.繪制橋臺2.繪制橋墩3.繪制空心板和剛性護欄4.立體圖形總拼裝 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材1.繪制橋臺（1）繪制耳墻（2）繪制背墻（3）繪制臺帽（4）繪制牛腿（5）繪制橋臺立柱和樁基（6）組合實體圖形 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材演演 示示圖9-18

17、耳墻立體圖 （1）繪制橋臺耳墻 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材演演 示示（2）繪制背墻圖9-19 背墻的繪制 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材演演 示示圖9-20（3）繪制臺帽和防震擋塊 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材（4）繪制牛腿（見圖9-21）圖9-21演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材（5）繪制橋臺立柱和樁基 圖9-22樁基和立柱的立體圖形 演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材演演 示示（6）組合立體圖形 圖9-23 就位后的立體圖形 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級

18、規劃教材2.繪制橋墩（1）繪制墩帽（2）繪制橋墩立柱和樁基（3）組合立體圖形具體操作參照橋臺繪制。演演 示示圖9-25 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材3.繪制空心板和剛性護欄（1）斷面分析 由于此處強調的是總體造型，所以沒有畫出橋面縱坡和橫坡的變化，均按平坡處理，空心板為單個繪制。為了提高三維制圖的效率，把橋面鋪裝、空心板和護欄（見圖9-26）整合到一起繪制，整合后的斷面見圖9-26。 圖9-26a圖9-26b 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材（2）拉伸形成立體圖形 利用擠壓命令把圖9-27的平面圖形擠壓（厚度為3896cm）并作適當三維旋轉，得到圖9-2

19、8的立體圖形。圖9-28橋面立體局部(做了截斷處理)b)東北視圖a)西南視圖演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材圖9-29 橋梁立體全貌（樁基已被截斷）4.立體圖形總拼裝 把圖9-28的橋面圖形、圖9-25的橋墩和圖9-23的橋臺組合后的立體圖形（軸測圖）見圖9-29。圖形裝配時，要用到三維鏡像命令和多次精確移動命令。操作時標高以橋面標高為基準、平面位置以橋軸線為準、橋梁縱向以橋梁跨徑和樁基軸線間距為準，具體見演示，數據見圖9-26。演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材第五節 三維圖形的透視觀察實例9-9：把圖9-29的軸測圖變成透視圖觀察。

20、 利用DVIEW命令，具體操作如下：圖9-30演演 示示 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材DVIEW命令具體操作命令: DVIEW選擇對象或 : ALL選擇對象或 :相機(CA)/目標(TA)/距離(D)/點(PO)/平移(PA)/縮放(Z)/扭曲(TW)/剪裁(CL)/隱藏(H)/關(O)/放棄(U): TA指定相機位置，輸入與 XY 平面的角度，或 切換角度單位(T) : -35指定相機位置，輸入在 XY 平面上與 X 軸的角度，或 切換角度起點(T) : -35相機(CA)/目標(TA)/距離(D)/點(PO)/平移(PA)/縮放(Z)/扭曲(TW)/剪裁(CL)/隱藏

21、(H)/關(O)/放棄(U):H 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材本章小結本章小結 本章介紹了用戶坐標系的概念及其應用，介紹了利用擠壓、旋轉、圓滑、剖切和真三維等繪圖技術繪制基本三維圖形，同時還介紹了利用三維移動、旋轉、布爾運算等方法進行圖形修改的基本方法，介紹了立體圖形的軸測圖與透視圖的顯示方法。 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材節節主要內容主要內容主要命令或操作主要命令或操作第一節第一節用戶坐標系用戶坐標系UCS UCS 的定義及功能的定義及功能UCSUCS的設置的設置UCS (UCS (用戶坐標系用戶坐標系) ) 三點用戶坐標系三點用戶坐標系第二節第二

22、節三維圖形的設三維圖形的設置與軸測圖觀置與軸測圖觀察察軸測圖的顯示軸測圖的顯示標準視圖預置功能標準視圖預置功能三維圖形的設置三維圖形的設置VPOINTVPOINT（設置圖形的三維直觀觀察方向）（設置圖形的三維直觀觀察方向）俯視圖，左視圖、主視圖、左前視圖、右俯視圖，左視圖、主視圖、左前視圖、右前視圖、右后視圖、左后視圖前視圖、右后視圖、左后視圖ELEVATION (ELEVATION (實體標高實體標高) )、THICKNESS (THICKNESS (實體實體厚度厚度) )、EXTRUSION (EXTRUSION (擠壓擠壓) ) 第九章第九章 普通高等教育“十一五”國家級規劃教材節節主要

23、內容主要內容主要命令或操作主要命令或操作第三節第三節三維實體繪制三維實體繪制及其在道路建及其在道路建模中的應用模中的應用實心體繪制實心體繪制擠壓建立道路路基三維圖擠壓建立道路路基三維圖形形旋轉建立實心體旋轉建立實心體圓滑實心體圓滑實心體剪切、剖面剪切、剖面BOXBOX（繪制長方體）、（繪制長方體）、CYLINDERCYLINDER（繪制圓柱）、（繪制圓柱）、SPHERESPHERE（開始繪（開始繪制球體）制球體）PLINEPLINE（多段線）、（多段線）、FILLETFILLET（圓角（圓角）、）、ROTATEROTATE（旋轉）、（旋轉）、LINELINE（直（直線）線）ROTATE3DROTATE3D（三維旋轉）、（三維旋轉）、EXTRU