autocad 三維教程

1、AutoCAD 高級(jí)培訓(xùn),田輝,學(xué)習(xí)綱要,AutoCAD三維實(shí)體設(shè)計(jì)中，首先要保證作圖環(huán)境為模型空間而不是圖紙空間，否則無法生成三維模型。 在AutoCAD中規(guī)定了最基本的元素（體素），通過這些不同尺寸實(shí)體元素的布爾運(yùn)算，相加（Union）、相減（Subtract）、相交（Intersect）等運(yùn)算可以得到我們所需要的實(shí)體模型。 對(duì)于形狀較為復(fù)雜的實(shí)體雖然也可以通過各種運(yùn)算由體素形成，卻較為繁瑣。一般使用拉伸（Extru

2、de）和旋轉(zhuǎn)（Revolve）命令，再用相加、相減、相交等命令得到所需要的實(shí)體。必須注意的是拉伸和旋轉(zhuǎn)命令作用的對(duì)象一定要是在同一平面內(nèi)的封閉多義線，還可以用編輯多義線（Pedit）命令將由單線條組成的圖形編輯成多義線。 三維造型中最重要的一句話：當(dāng)用鼠標(biāo)在繪圖區(qū)直接繪圖時(shí)，總是繪制在XY平面上。三維造型中最重要的技巧：不停旋轉(zhuǎn)UCS坐標(biāo)。,學(xué)習(xí)內(nèi)容,三維坐標(biāo)系的設(shè)置三維圖形的觀察三維線框與表面模型的建模與編輯三維

3、實(shí)體模型的建模與編輯,坐標(biāo)系的基本概念,坐標(biāo)系符合右手定則坐標(biāo)系分為世界坐標(biāo)系統(tǒng)和用戶坐標(biāo)系世界坐標(biāo)系統(tǒng)（WCS） 世界坐標(biāo)系統(tǒng)（WCS）是AutoCAD的基本坐標(biāo)系統(tǒng)。它由三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸組成。在繪圖和編輯圖形的過程中，它的坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)軸的方向是不變的。用戶坐標(biāo)系統(tǒng)（UCS） 用戶根據(jù)自己的需要建立的自己專用坐標(biāo)系。,坐標(biāo)的輸入,直角坐標(biāo)：x,y,z或@ x,y,z或點(diǎn)過濾.x,.y,.z

4、柱面坐標(biāo)：D < A , ZD為該點(diǎn)在X Y平面上的投影到原點(diǎn)的距離；A為該點(diǎn)在X Y平面上與X軸的角度；Z為該點(diǎn)到X Y平面的距離。球面坐標(biāo)：球面坐標(biāo)用一個(gè)距離和兩個(gè)角度來指定點(diǎn)的位置。其格式為：D < H A < VAD為該點(diǎn)到原點(diǎn)的距離;H A為該點(diǎn)在X Y平面的投影同坐標(biāo)系原點(diǎn)連線與X軸正方向的夾角;VA為該點(diǎn)與X Y平面的垂直角度。,在三維中使用世界坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系,AutoCAD 提供了兩

5、個(gè)坐標(biāo)系：一個(gè)稱為世界坐標(biāo)系 (WCS) 的固定坐標(biāo)系和一個(gè)稱為用戶坐標(biāo)系 (UCS) 的可移動(dòng)坐標(biāo)系。UCS 對(duì)于輸入坐標(biāo)、定義圖形平面和設(shè)置視圖非常有用。改變 UCS 并不改變視點(diǎn)。只改變坐標(biāo)系的方向和傾斜度。 創(chuàng)建三維對(duì)象時(shí)，可以重定位 UCS 來簡(jiǎn)化工作。,應(yīng)用右手定則,在三維坐標(biāo)系中，如果已知 X 和 Y 軸的方向，可以使用右手定則確定 Z 軸的正方向。將右手手背靠近屏幕放置，大拇指指向 X 軸的正方向。如圖所示，伸出食指和

6、中指，食指指向 Y 軸的正方向。中指所指示的方向即 Z 軸的正方向。通過旋轉(zhuǎn)手，可以看到 X、Y 和 Z 軸如何隨著 UCS 的改變而旋轉(zhuǎn)。 還可以使用右手定則確定三維空間中繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的正方向。將右手拇指指向軸的正方向，卷曲其余四指。右手四指所指示的方向即軸的正旋轉(zhuǎn)方向。,右手定則,,右手定則,,三維坐標(biāo)系的建立,用戶通過UCS命令建立用戶坐標(biāo)系。建立坐標(biāo)系的方式主要有：指定新的原點(diǎn)、新的XY平面:通過移動(dòng)當(dāng)前 UCS 的原點(diǎn)，

7、保持其 X、Y 和 Z 軸方向不變，從而定義新的 UCS。 通過給定新的Z軸方向來給定新的坐標(biāo):用特定的 Z 軸正半軸定義 UCS。通過旋轉(zhuǎn)UCS坐標(biāo)形成新的坐標(biāo),三維坐標(biāo)系的建立2,將新建的UCS與當(dāng)前的視線方向?qū)R：以垂直于觀察方向（平行于屏幕）的平面為 XY 平面，建立新的坐標(biāo)系。UCS 原點(diǎn)保持不變通過選擇一個(gè)平面來應(yīng)用UCS坐標(biāo)系:將 UCS 與實(shí)體對(duì)象的選定面對(duì)齊。要選擇一個(gè)面，請(qǐng)?jiān)诖嗣娴倪吔鐑?nèi)或面的邊上單擊，被選中的

8、面將亮顯，UCS 的 X 軸將與找到的第一個(gè)面上的最近的邊對(duì)齊,三維坐標(biāo)系的建立3 對(duì)象對(duì)齊,將新建的UCS坐標(biāo)與圖形中的已有的對(duì)象對(duì)齊.根據(jù)選定三維對(duì)象定義新的坐標(biāo)系。新 UCS 的拉伸方向（Z 軸正方向）與選定對(duì)象的一樣。通過選擇對(duì)象來定義 UCS 如下表所示定義新 UCS,,,UCS坐標(biāo)的顯示,視圖|顯示|UCS坐標(biāo)UCSIcon,三維圖形的觀察——視點(diǎn),對(duì)于一個(gè)對(duì)象，站在不同的角度觀察，因?yàn)榻嵌炔煌?，觀察的結(jié)果也不同

9、。也就是說觀察圖形的方向不同，觀察的結(jié)果就不同。視點(diǎn)：就是指用戶的觀察方向。注意：只有方向沒有距離限制。系統(tǒng)定義了常用的視點(diǎn)得到平面視圖和正等測(cè)視圖,,三維圖形的觀察,在三維圖形中，用戶可以通過視點(diǎn)預(yù)置命令設(shè)置視點(diǎn)（Ddvpoint|視圖|三維視圖|視點(diǎn)預(yù)置），或用羅盤（Vpoint|視圖|三維視圖|視點(diǎn)）確定視點(diǎn)，或直接選擇系統(tǒng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)視圖。可以用動(dòng)態(tài)觀察：Dview最常用：三維動(dòng)態(tài)觀察器 3DOrbit,三維動(dòng)態(tài)觀察器,三

10、維動(dòng)態(tài)觀察時(shí)可以進(jìn)行平移、縮放、窗口縮放、范圍縮放和調(diào)整相機(jī)距離等操作。三維動(dòng)態(tài)顯示時(shí)可以進(jìn)行消隱和著色。,著色形式,有線框圖（用線或曲線顯示圖形對(duì)象的三維邊界）消隱（用線或曲線顯示圖形對(duì)象的三維邊界，且隱去后面不可見的面）平面著色（給圖形對(duì)象按照多邊形的面方式著色，產(chǎn)生不夠光滑的外觀）體著色（給圖形對(duì)象著色并且平滑多邊形的邊，產(chǎn)生較為光滑和真實(shí)的外觀）帶邊框平面著色（平面著色＋線框圖）帶邊框體著色（線框圖＋體著色）,設(shè)置U

11、CS平面視圖,可以通過平面視圖的方式來觀察圖形。命令：plan,模型概述,AutoCAD 支持三種類型的三維建模：線框模型、曲面模型和實(shí)體模型。線框模型：以物體的輪廓線架來表示立體的。沒有體和面的信息，不能進(jìn)行消隱、著色等。曲面模型：是計(jì)算機(jī)圖學(xué)中一種重要的三維描述形式，如工業(yè)造型、服裝款式、飛機(jī)輪廓設(shè)計(jì)等三維造型中用處廣泛?？梢赃M(jìn)行消隱、著色等。單沒有實(shí)體的信息。,模型概述,線框模型描繪的是三維對(duì)象的骨架，在線框模型中沒有平面，

12、只是描繪了對(duì)象邊界的點(diǎn)、直線和曲線。表面模型比線框建模更為復(fù)雜。不僅定義了三維對(duì)象的邊，還定義了三維對(duì)象的面。使用多邊形網(wǎng)格定義鑲嵌面。假如不需要表示實(shí)體有關(guān)的物理性質(zhì)（重量、表面積、重心等），但又需要線框所不能的消隱、著色和渲染能力，就使用表面網(wǎng)格模型。比如，山峰的三維地形模型。實(shí)體對(duì)象表示整個(gè)對(duì)象的體積，在三維模型的類型中，實(shí)體的對(duì)象信息最為完整，可以得到實(shí)體的重量、表面積等各種信息。CAD提供了三種創(chuàng)建實(shí)體的方法：使用基本體創(chuàng)

13、建實(shí)體，沿路徑拉伸二維對(duì)象，繞軸旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象。,線框和表面模型,3DPLOY（三維多段線）3DFACE（三維面）3D（基本體表面）REVSURF（回轉(zhuǎn)曲面）TABSURF（平移曲面）RULESURF（直紋曲面）EDGESURF（邊界曲面）3DMESH（三維多邊形網(wǎng)格）,三維多段線,點(diǎn)：Point（三維坐標(biāo)）線：Line（三維坐標(biāo)）多段線：3dpoly（三維多段線）方法：繪圖|三維多段線；3dpoly特點(diǎn)：線型為實(shí)

14、線，類型只有直線沒有圓弧。是空間圖形,建立三維面,建立三維面的命令是3Dface。用戶通過該命令可以構(gòu)造空間的任意三邊形或四邊形平面起動(dòng)方法：命令行： 3DFACE繪圖菜單|曲面|三維面曲面工具欄 三維面圖標(biāo),基本體表面,AutoCAD中規(guī)定了一些基本的體表面，如長方體、球體、楔體、棱錐、圓環(huán)等。起動(dòng)方法：曲面工具欄對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)繪圖|曲面|三維曲面…對(duì)應(yīng)命令：ai_box等,基本體表面,在環(huán)形體表面中，一般要求用戶輸

15、入構(gòu)成體表面的線段數(shù)、經(jīng)線、緯線數(shù)等，當(dāng)該數(shù)目設(shè)置越大，網(wǎng)格表面就越平滑。,復(fù)雜曲面的創(chuàng)建－直紋曲面,直紋曲面是指由兩條指定的直線或曲線為相對(duì)的兩邊而生成的一個(gè)三維曲面。繪制直紋曲面的命令是RULESURF。注意：可以用來做邊界的對(duì)象：線、點(diǎn)、弧、圓、橢圓、橢圓弧、樣條曲線或其組合。如果一條曲線為閉合線，另一條也為閉合線或者是成為一點(diǎn)直紋曲線面的網(wǎng)格密度由系統(tǒng)變量SURFTAB1確定，它的默認(rèn)值6，系統(tǒng)變量SURFTAB1的值越

16、大，則網(wǎng)格密度越大曲面越光滑,復(fù)雜曲面的創(chuàng)建－平移曲面,平移曲面由給定的路徑曲線和方向矢量定義，其中，路徑曲線可以是直線、圓弧、圓、橢圓、橢圓弧、二維多段線、三維多段線或樣條曲線，方向矢量是直線或非閉合的二維或三維多段線平移曲面就是系統(tǒng)將選取的路徑曲線沿指定的方向矢量形成曲面。起動(dòng)方式：命令行：Tabsurf工具欄：平移曲面菜單：繪圖|曲面|平移曲面,復(fù)雜曲面的創(chuàng)建－旋轉(zhuǎn)曲面,旋轉(zhuǎn)曲面是指在AutoCAD中，由一條軌跡曲線繞某

17、一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)生成一個(gè)用三維網(wǎng)格表示的回轉(zhuǎn)面。若旋轉(zhuǎn)360°則生成一個(gè)封閉的回轉(zhuǎn)面。軌跡曲線可以是直線、圓弧、圓、橢圓、橢圓弧、二維多段線、三維多段線或樣條曲線，回轉(zhuǎn)軸是直線或非閉合的二維或三維多段線（同平移曲面）起動(dòng)方式：命令行：Revsurf工具欄：旋轉(zhuǎn)曲面菜單：繪圖|曲面|旋轉(zhuǎn)曲面旋轉(zhuǎn)曲面的光滑程度取決于系統(tǒng)變量Surftab1和Surftab2，越大越光滑。,復(fù)雜曲面的創(chuàng)建－邊界曲面,邊界曲面是指以4條首尾相連

18、的空間直線或曲線為邊界創(chuàng)建得到的空間曲面。起動(dòng)方式：命令行：Edgesurf工具欄：邊界曲面菜單：繪圖|曲面|邊界曲面注意：邊界必須事先給出各邊為單個(gè)對(duì)象，且首尾相連光滑程度決定于Surftab1和Surftab2,復(fù)雜曲面的創(chuàng)建－三維網(wǎng)格,通過指定點(diǎn)形成三維空間多邊形網(wǎng)格。行數(shù)及列數(shù)最小值為2，最大值為256起動(dòng)方式：命令行：3dmesh工具欄：三維網(wǎng)格菜單：繪圖|曲面|三維網(wǎng)格,標(biāo)高和厚度,標(biāo)高和厚度是Au

19、toCAD模擬網(wǎng)格的一種方法。通過將普通二維對(duì)象加上厚度的概念形成。命令：Elev對(duì)象的標(biāo)高是對(duì)應(yīng)繪制對(duì)象基點(diǎn)的XY平面的Z軸坐標(biāo)值。0坐標(biāo)表示當(dāng)前UCS的基本XY平面。對(duì)象的厚度是指對(duì)象向上或向下被拉伸標(biāo)高的距離。正厚度表示向上拉伸，負(fù)厚度表示向下拉伸。ELEV 只控制新對(duì)象，而不影響現(xiàn)有對(duì)象。,三維線框、面框模型的編輯,三維線框、面框模型對(duì)象的修改包括三維空間的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、陣列和鏡像。三維移動(dòng)命令采用MOVE，與二維相同三

20、維旋轉(zhuǎn)、陣列和鏡像命令在二維命令前或后加3D標(biāo)識(shí)三維線框模型也可以通過夾點(diǎn)進(jìn)行編輯。,三維實(shí)體造型,三位線框和表面網(wǎng)格生成的形狀只是線框和表面模型，模型的內(nèi)部并不具有實(shí)際的物質(zhì)，對(duì)于工程應(yīng)用，往往需要的是三維實(shí)心體模型，只有三維實(shí)體模型才具有內(nèi)部形狀、重量、質(zhì)心等特點(diǎn)，才可以進(jìn)行工程分析。AutoCAD提供了三種創(chuàng)建實(shí)體的方法：使用基本體創(chuàng)建長方體、圓錐體、圓柱體、球體、圓環(huán)體和楔形實(shí)體沿路徑拉伸二維對(duì)象從而形成拉伸的三維實(shí)體

21、繞軸旋轉(zhuǎn)二維對(duì)象從而形成回轉(zhuǎn)的三維實(shí)體。創(chuàng)建實(shí)體后，可以通過布爾運(yùn)算對(duì)實(shí)體進(jìn)行并、差、交運(yùn)算，從而創(chuàng)建更為復(fù)雜的實(shí)體。,基本體素造型,基本體素包括長方體（BOX）、實(shí)心球體（SPHERE）、實(shí)心圓柱體（CYLINDER）、實(shí)心錐體（CONE）、楔形實(shí)體（WEDGE）、圓環(huán)實(shí)體（TORUS）線框密度ISOLINES控制了實(shí)體的平滑程度，可以用SETVAR命令更改此變量的值。線框造型中的線框密度值由變量SURFTAB1和SURFTAB2

22、控制，也可以由SETVAR命令更改。,復(fù)雜實(shí)體造型,復(fù)雜實(shí)體造型包括拉伸實(shí)體、旋轉(zhuǎn)實(shí)體和組合實(shí)體。拉伸實(shí)體命令（Extrude）可以通過拉伸所選的二維對(duì)象創(chuàng)建拉伸的實(shí)體?？衫斓膶?duì)象包括：多段線、多邊形、矩形、圓、橢圓、閉合的樣條曲線、圓環(huán)和面域。不能拉伸的三維對(duì)象包括：包含在塊內(nèi)的對(duì)象、有交叉或橫斷部分的多段線以及非閉合的多段線。并且可以沿指定的路徑或高度值和斜角拉伸對(duì)象。,復(fù)雜實(shí)體造型,旋轉(zhuǎn)實(shí)體可以將一個(gè)閉合對(duì)象繞指定軸并按一定的

23、角度旋轉(zhuǎn)成實(shí)體。REVOLVE命令可以旋轉(zhuǎn)的閉合對(duì)象有多段線、多邊形、矩形、圓、橢圓和面域。對(duì)于使用直線和圓弧創(chuàng)建的面，可以先使用PEDIT命令將其連接并閉合，再使用命令使其旋轉(zhuǎn)。,復(fù)雜實(shí)體造型,三維實(shí)體可以進(jìn)行相加、減和相交運(yùn)算，從而形成組合實(shí)體。實(shí)體相加命令（UNION）可以合并實(shí)體，在本命令中，合并實(shí)體的特性（圖層、線性等）取決于第一個(gè)選擇的實(shí)體對(duì)象。實(shí)體相減命令（Subtract）可以從一個(gè)實(shí)體中刪除與另一個(gè)實(shí)體相交的公共

24、部分。特性服從第一個(gè)選取對(duì)象實(shí)體相交命令（Intersect）可以用兩個(gè)或多個(gè)重疊的實(shí)體公共部分創(chuàng)建組合實(shí)體，同時(shí)刪除非公共部分的實(shí)體。,三維實(shí)體的編輯,AutoCAD提供了比較豐富的三維實(shí)體編輯功能。用戶可以使用和三維平面造型相同的MOVE、Rotate3D、Mirror3D、3DArray命令對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行操作。同時(shí)在SolidEdit命令中也集成了大量的對(duì)實(shí)體編輯的功能。包括：拉伸面、移動(dòng)面、偏移實(shí)體對(duì)象、刪除面、旋轉(zhuǎn)面、傾斜面

25、、將面復(fù)制為實(shí)體或面域、修改顏色、復(fù)制邊、修改邊的顏色、壓印、刪除實(shí)體對(duì)象上的所有的冗余邊和頂點(diǎn)、抽殼等等。,實(shí)體倒角+,Chamfer：不僅可以對(duì)二維對(duì)象倒角，也可以對(duì)三維對(duì)象倒角Fillet：對(duì)實(shí)體（二維或三維）倒圓角。,截面實(shí)體,使用切割命令可以創(chuàng)建面域或?qū)嶓w的相交截面?？梢缘玫搅慵娜我饨孛嫘螤?。切割命令：Section提示：要對(duì)截面圖進(jìn)行填充，必須將UCS的XY平面設(shè)置在截面中,剖切實(shí)體,利用剖切實(shí)體命令可以切開現(xiàn)有的實(shí)

26、體，然后移去指定的一半生成的實(shí)體，用戶也可以保留剖切實(shí)體的兩半，剖切后的實(shí)體保留原實(shí)體的圖層和顏色特性。剖切實(shí)體命令：Slice,SolidEdit相關(guān)編輯,拉伸實(shí)體表面：用戶可以沿指定的路徑或高度拉伸實(shí)體表面，從而修改實(shí)體。,SolidEdit相關(guān)編輯,將表面進(jìn)行移動(dòng),SolidEdit相關(guān)編輯,旋轉(zhuǎn)實(shí)體表面可以對(duì)選定面進(jìn)行旋轉(zhuǎn),SolidEdit相關(guān)編輯,等距平移實(shí)體表面,SolidEdit相關(guān)編輯,刪除實(shí)體表面,SolidEdi

27、t相關(guān)編輯,傾斜實(shí)體表面,SolidEdit相關(guān)編輯,面拷貝,SolidEdit相關(guān)編輯,壓?。和ㄟ^給三維實(shí)體添加印記，用戶可以創(chuàng)造出新的表面和三維實(shí)體?？梢宰鳛闃?biāo)記的有：圓弧線、圓、多段線、橢圓、樣條曲線、面域和三維實(shí)體。,SolidEdit相關(guān)編輯,用戶可以通過對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行抽殼，生成指定厚度的殼體或中空的薄壁。,獲取三位實(shí)體的數(shù)據(jù),返回首頁,獲取實(shí)體的表面積和周長Area獲取實(shí)體的體積：MASSPROP該命令用于獲取三維實(shí)體的