第7章 三维绘图基础知识AutoCAD 2004在工程制图的应用中有一 项重要的功能,即绘图零件的三维实体模型。 AutoCAD 2004提供直接绘制三维实体的功能, 并支持多种三维绘制方法。本章主要向用户介绍 三维绘图的基础知识,讲解基本的三维图形绘制 和编辑命令,使用户对AutoCAD 2004三维造型 的特点、使用方法及使用技巧有基本的了解,掌 握一定三维图形的看图和绘图能力。
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6
基本概念 基本绘图操作 绘制三维表面模型 基本编辑操作 观察和渲染三维图形 三维典型零件绘制实例
7.1 基 本 概 念 7.1.1 三维造型的分类用计算机绘制三维图形的技术称为三维几何造型。AutoCAD 2004可绘制的三维图
形有线框模型、表面模型和实体模型3种类型。
1.线框模型线框模型是三维形体的框架,是一种
较直观和简单的三维表达方式,由描述对象的线段和曲线组成,如图7-1所示。
图7-1 线框模型示例
2.表面模型表面模型用面描述三维对象,它不仅
定义了三维对象的边界,而且还定义了表面,即其具有面的特征。图7-2给出了表面
模型的示例。
图7-2 表面模型示例
3.实体模型实体模型不仅具有线、面的特
征,而且还具有体的特征。图7-3给出了实体模型的几个示例。
图7-3 实体模型示例
对于实体模型,我们可以直接了解它 的体特性,如体积、重心、转动惯量和惯 性矩等;可以对它进行消隐、剖切和装配 干涉检查等操作,还可以对具有基本形状 的实体进行并、交、差等布尔运算,以创 建复杂的组合体。此外,由于着色、渲染 等技术的运用可以使实体表面表现出很好 的可视性,因而实体模型还广泛用于三维 动画、广告设计等领域。
7.1.2 用户坐标系的基本概念用户坐标系(UCS)是用来指明当前 可以实施绘图操作的默认的坐标系,在任 何情况下都有且仅有一个当前用户坐标系。 用户坐标系统由用户来指定,它可以在任 意平面上定义XY平面,并根据这个平面, 垂直拉伸出Z轴,组成坐标系统。它大大 方便了三维物体绘制时坐标的定位。
AutoCAD的大多数几何编辑命令取 决于UCS的位置和方向,图形将绘制在当 前UCS的XY平面上。UCS命令设置用户 坐标系在三维空间中的方向,它定义二维 对象的方向和THICKNESS系统变量的拉 伸方向,它也提供rotate(旋转)命令的 旋转轴,并为指定点提供默认的投影平面。 图7-4所示为移动前后的UCS,图7-5给出 了UCS下拉菜单及UCS工具栏。
图7-4 移动前、后的UCS
图7-5 UCS下拉菜单及UCS工具栏
7.2 基本绘图操作AutoCAD 2004提供有多种绘制三维图形 的方法,本节主要介绍三维实体造型。实 体
模型不仅可以使设计思想可视化,而且 经常用来作为虚拟的原型进行分析,如体 积、重心位置、转动惯性和应力等。
下面分别介绍基本几何实体的造型。 基本几何实体包括长方体、球体、圆柱体、 圆锥体、楔体和圆环。“实体”工具栏如 图7-7所示。
图7-7 “实体”工具栏