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中望CAD2010教程(13)三维绘图基础

13 三维绘图基础

本章要点

n        三维视图

n        用户坐标系(UCS

n        绘制三维实体

n        编辑三维实体

 

中望CAD 2010有较强的三维绘图功能,可以用多种方法绘制三维实体,方便的进行编辑,并可以用各种角度进行三维观察。在本章中将介绍简单的三维绘图所使用的功能,利用这些功能,用户可以设计出所需要的三维图纸。

 

13.1 三维视图

要进行三维绘图,首先要掌握观看三维视图的方法,以便在绘图过程中随时掌握绘图信息,并可以调整好视图效果后进行出图。

 

13.1.1 视点

1.命令格式

命令行:Vpoint

  单:[视图][三维视图][视点(V]

工具栏:[视图]未标题-1

 

控制观察三维图形时的方向以及视点位置。工具栏中的点选命令实际是视点命令的10个常用的视角:俯视、仰视、左视、右视、前视、后视、东南等轴测、西南等轴测、东北等轴测、西北等轴测,用户在变化视角的时候,尽量用这10个设置好的视角,这样可以节省不少时间。

 

2.操作步骤

13-1中表示的是一个简单的三维图形,仅仅从平面视图,用户较难判断单位图形的样子。这时我们可以利用Vpoint命令来调整视图的角度,如图13-1中的右下角的视图,从而能够直观的感受到图形的形状。

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13-1 Vpoint命令观看三维图形

 

命令: Vpoint                                  执行Vpoint命令

透视(PE)/平面(PL)/旋转(R)/<视点> <0,0,1>:       设置视点,回车结束命令

 

以上各选项含义和功能说明如下:

视点:以一个三维点来定义观察视图的方向的矢量。方向为从指定的点指向原点 (0,0,0)

透视(PE)打开或关闭透视模式。

平面(P)以当前平面为观察方向,查看三维图形。

旋转(R)指定观察方向与 XY 平面中 X 轴的夹角以及与 XY 平面的夹角两个角度,确定新的观察方向。

 

3.注意@

此命令不能在布局选项卡中使用。

在运行Vpoint命令后,直接按回车键,会出现图13-2的设置对话框,用户可以通过对话框内的内容设置视点的位置。

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13-2 设置视点对话框

13.1.2 三维动态观察器

1.命令格式

命令行:Rtrot

  单:[视图][三维动态观察器(B]

工具栏:[三维动态观察器] [三维动态观察]未标题-1

 

进入三维动态观察模式,控制在三维空间交互查看对象。该命令可使用户同时从 XYZ三个方向动态观察对象。

用户在不确定使用何种角度观察的时候,可以用该命令,因为该命令提供了实时观察的功能,用户可以随意用鼠标来改变视点,直到达到需要的视角的时候退出该命令,继续编辑。

 

2.注意@

RTROT 处于活动状态时,显示三维动态观察光标图标,视点的位置将随着光标的移动而发生变化,视图的目标将保持静止,视点围绕目标移动。如果水平拖动光标,视点将平行于世界坐标系 (WCS) XY 平面移动。如果垂直拖动光标,视点将沿 Z 轴移动。

也可分别使用RTROTXRTROTYRTROTZ命令,分别从XYZ三个方向观察对象。

RTROT 命令处于活动状态时,无法编辑对象。

 

13.1.3 视觉样式

1.命令格式

命令行:Shademode

  单:[视图][视觉样式]

 

设置当前视口的视觉样式。

 

2.操作步骤

针对当前视口,可进行如下操作来改变视觉样式。

命令: Shademode                           执行Shademode命令

输入选项[二维线框(2D)/三维线框(3D)/消隐(H)/平面着色(F)/体着色(G)/

带边框平面着色(L)/带边框体着色(O)] <体着色>:选择视觉样式后回车结束命令

以上各选项含义和功能说明如下:

二维线框(2D)显示用直线和曲线表示边界的对象。光栅和 OLE 对象、线型和线宽都是可见的。

三维线框(3D)显示用直线和曲线表示边界的对象。

消隐(H)显示用三维线框表示的对象并隐藏表示后面被遮挡的直线。

平面着色(F)在多边形面之间着色对象。此对象比体着色的对象平淡和粗糙。

体着色(G)着色多边形平面间的对象,并使对象的边平滑化。着色的对象外观较平滑和真实。

带边框平面着色(L)结合平面着色线框选项。对象被平面着色,同时显示线框。

带边框体着色(O)结合体着色线框选项。对象被体着色,同时显示线框。

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13-3 视觉样式示意

 

13.2用户坐标系(UCS

用户坐标系在二维绘图的时候也会用到,但没有三维那么重要。在三维制图的过程中,往往需要确定XY平面,很多情况下,单位实体的建立是在XY平面上产生的。所以用户坐标系在绘制三维图形的过程中,会根据绘制图形的要求,进行不断的设置和变更,这比绘制二维图形要频繁很多,正确地建立用户坐标系是建立3D模型的关键。

 

13.2.1UCS命令

1.命令格式

命令行:UCS

  单:[工具][新建UCSW]

工具栏:[UCS][UCS]untitled

 

用于坐标输入、操作平面和观察的一种可移动的坐标系统。

 

2.操作步骤

如图13-4(a)所示,把该图中的原点与C点重合,X轴方向为CA方向,Y轴方向为CB方向,如图13-4(b)所示。

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(a)                                (b)

13-4 Vpoint命令观看三维图形

 

命令: UCS                             执行UCS命令

指定UCS的原点(O)/(F)/?/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/3(3)/

新建(N)/移动(M)/删除(D)/正交(G)/还原(R)/保存(S)/X/Y/Z/Z(ZA)/<世界>: 输入3                                 选择3点确定方式

新原点 <0,0,0>:点选点C                 指定原点

X 轴上点

<4.23,13.8709,13.4118>: 点选点A         指定X轴方向

X-Y 面上正 Y 值的点

<3.23,14.8709,13.4118>:点选点B          指定Y轴方向

 

以上各选项含义和功能说明如下:

原点(O)只改变当前用户坐标系统的原点位置,XY 轴方向保持不变,创建新的 UCS

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13-5 UCS设置原点

(F)指定三维实体的一个面,使 UCS 与之对齐。可通过在面的边界内或面所在的边上单击以选择三维实体的一个面,亮显被选中的面。UCS X 轴将与选择的第一个面上的选择点最近的边对齐。

?:列出所有定义的新 UCS 定义。

 对象(OB)可选取弧、圆、标注、线、点、二维多义线、平面或三维面对象来定义新的 UCS。此选项不能用于下列对象:三维实体、三维多段线、三维网格、视口、多线、面域、样条曲线、椭圆、射线、构造线、引线、多行文字。

untitled

13-6 选择对象设置UCS

 

根据选择对象的不同,UCS坐标系的方向也有所不同,具体如下:

圆弧

UCS 的原点为圆弧的圆心。X 轴通过距离选择点最近的圆弧端点。

UCS 的原点为圆的圆心。X 轴通过选择点。

标注

UCS 的原点为标注文字的中点。新 X 轴的方向平行于当绘制该标注时生效的 UCS X 轴。

直线

离选择点最近的端点成为新 UCS 的原点。系统选择新的 X 轴使该直线位于新 UCS XZ 平面上。该直线的第二个端点在新坐标系中 Y 坐标为零。

该点成为新 UCS 的原点。

二维多段线

多段线的起点成为新 UCS 的原点。X 轴沿从起点到下一顶点的线段延伸。

实体

二维实体的第一点确定新 UCS 的原点。新 X 轴沿前两点之间的连线方向。

宽线

宽线的起点成为新 UCS 的原点,X 轴沿宽线的中心线方向。

三维面

取第一点作为新 UCS 的原点,X 轴沿前两点的连线方向,Y 的正方向取自第一点和第四点。Z 轴由右手定则确定。

形、块 参照、属性定义

该对象的插入点成为新 UCS 的原点,新 X 轴由对象绕其拉伸方向旋转定义。用于建立新 UCS 的对象在新 UCS 中的旋转角度为零。

 

上一个(P)取回上一个 UCS 定义。

视图(V)以平行于屏幕的平面为 XY 平面,建立新的坐标系。UCS 原点保持不变。

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13-7 用当前视图方向设置UCS

 

世界(W)设置当前用户坐标系统为世界坐标系。世界坐标系 WCS 是所有用户坐标系的基准,不能被修改。

3(3)指定新的原点以及 XY 轴的正方向。

新建(N)定义新的坐标系。

移动(M)移动当前 UCS 的原点或修改当前 UCS Z 轴深度值,XY 平面的方向不发生改变

删除(D)删除已储存的坐标系统。

正交(G)以系统提供的六个正交 UCS 之一为当前 UCS

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13-8 正交视图方向示意图

 

还原(R)取回已储存的 UCS,使之成为当前用户坐标系。

保存(S)保存当前 UCS 设置,并指定名称。

XYZ绕著指定的轴旋转当前的 UCS,以创建新的 UCS

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13-9 坐标系旋转示意

Z (ZA)以特定的正向 Z 轴来定义新的 UCS

13.2.2命名UCS

1.命令格式

命令行:DdUCS

  单:[工具][命名UCSU]

工具栏:[UCS][显示UCS对话框]untitled

 

命名UCSUCS命令的辅助,通过命名UCS可以对以下三个方面进行设置。

1)“命名UCS”选项卡,显示当前图形中所设定的所有UCS,并提供详细的信息查询。可选择其中需要的UCS坐标置为当前使用。

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13-10 “命名UCS”显示和设置

 

2)“正交UCS”选项卡,列出相对于目前UCS6个正交坐标系,有详细信息供查询,并提供置为当前功能。

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13-11 “正交UCS”显示和设置

3)“设置”选项卡,提供UCS的一些基础设定内同,如图13-12。一般情况下,没有特殊需要,不需要调整该设定。

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13-12 UCS的基本设置

 

13.3绘制三维实体

13.3.1长方体

1.命令格式

命令行:Box

  单:[绘图][实体][长方体(B]

工具栏:[实体][长方体]untitled

 

创建三维长方体对象。

 

2.操作步骤

创建边长都为10的立方体,如图13-13

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13-13 Box命令绘制立方体

命令: Box                             执行Box命令

指定长方体的角点

[中心(C)] <0,0,0>: 点取一点          指定图形的一个角点

指定角点或 [立方体(C)/长度(L)]: @10,10   指定XY平面上矩形大小

长方体高度: 10                          指定高度,回车结束命令

以上各选项含义和功能说明如下:

长方体的角点:指定长方体的第一个角点。

中心(C)通过指定长方体的中心点绘制长方体。

立方体(C)指定长方体的长、宽、高都为相同长度。

长度(L)通过指定长方体的长、宽、高来创建三维长方体。

 

3.注意@

若输入的长度值或坐标值是正值,则以当前 UCS 坐标的XYZ 轴的正向创建立图形;若为负值,则以XYZ 轴的负向创建立图形。

 

13.3.2球体

1.命令格式

命令行:Sphere

  单:[绘图][实体][球体(S]

工具栏:[实体][球体]untitled

 

绘制三维球体对象。默认情况下,球体的中心轴平行于当前用户坐标系 (UCS) Z 轴。纬线与 XY 平面平行。

 

2.操作步骤

创建半径为10的球体,如图13-14

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13-14 Sphere命令创建球体

命令: Sphere                           执行Sphere命令

球体中心: 点选一点                     指定球心位置

指定球体半径或 [直径(D)]:10             指定半径值,回车结束命令

 

以上各选项含义和功能说明如下:

球体半径(R)绘制基于球体中心和球体半径的球体对象。

直径(D)绘制基于球体中心和球体直径的球体对象。

 

13.3.3圆柱体

1.命令格式

命令行:Cylinder

  单:[绘图][实体][圆柱体(C]

工具栏:[实体][圆柱体]untitled

 

创建三维圆柱体实体对象。

 

2.操作步骤

创建半径为10的,高度为10的圆柱体,如图13-15

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13-15 Cylinder命令创建圆柱体

 

命令: Cylinder                        执行Cylinder命令

指定圆柱体底面的中心点或 [椭圆(E)] <0,0,0>: 点取一点    指定圆心

指定圆柱体半径或 [直径(D)]: 10         指定圆半径

指定圆柱体高度或 [中心(C)]: 10         指定圆柱高度,回车结束命令

 

以上各选项含义和功能说明如下:

圆柱体底面的中心点:通过指定圆柱体底面圆的圆心来创建圆柱体对象。

椭圆(E)绘制底面为椭圆的三维圆柱体对象。

3.注意@

若输入的高度值是正值,则以当前 UCS 坐标的Z 轴的正向创建立图形;若为负值,则以Z 轴的负向创建立图形。

 

13.3.4圆锥体

1.命令格式

命令行:Cone

  单:[绘图][实体][圆锥体(O]

工具栏:[实体][圆锥体]untitled

 

创建三维圆锥体。

 

2.操作步骤

创建底面半径半径为10,高度为20的圆锥体,如图13-16

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13-16 Cone命令创建圆锥体

 

命令: Cone                            执行Cone命令

指定圆锥体底面的中心点

[椭圆(E)] <0,0,0>: 点取一点          指定底面圆心位置

指定圆锥体底面半径或 [直径(D)]: 10      指定底面圆半径

指定圆锥体高度或 [顶点(A)]: 20          指定高度,回车结束命令

 

以上各选项含义和功能说明如下:

圆锥体底面的中心点:指定圆锥体底面的中心点来创建三维圆锥体。

椭圆(E)创建一个底面为椭圆的三维圆锥体对象。

圆锥体高度:指定圆锥体的高度。输入正值,则以当前用户坐标系统 UCS Z 轴正方向绘制圆锥体,输入负值,则以 UCS Z 轴负方向绘制圆锥体。

 

13.3.5楔体

1.命令格式

命令行:Wedge

  单:[绘图][实体][楔体(W]

工具栏:[实体][楔体]untitled

 

绘制三维楔体对象。

 

2.操作步骤

任意建立一个楔体,如图13-17

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13-17 Wedge命令创建楔体

 

命令: Wedge                                          执行Wedge命令

指定楔体的第一个角点或 [中心点(C)] <0,0,0>: 点取一点    指定楔体位置

指定角点或 [立方体(C)/长度(L)]: 点取一点指点楔体底面矩形

楔高:点取一点                          指定楔体高度,回车结束命令

 

以上各选项含义和功能说明如下:

第一个角点:指定楔体的第一个角点。

立方体:创建各条边都相等的楔体对象

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13-18 各条边相等的楔体

 

长度:分别指定楔体的长、宽、高。其中长度与 X 轴对应,宽度与 Y 轴对应,高度与 Z 轴对应。

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13-19 楔体的长宽高示意

 

中心点(CE)指定楔体的中心点。

 

13.3.6圆环

1.命令格式

命令行:Torus

  单:[绘图][实体][圆环体(T]

工具栏:[实体][圆环]untitled

 

绘制三维圆环实体对象。

 

2.操作步骤

建立一个管状物半径为10,圆环半径为20的圆环,如图13-20

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13-20 Torus命令创建圆环

 

命令: Torus                            执行Torus命令

圆环体中心: <0,0,0> 点取一点            指定圆环中心

指定圆环体的半径或 [直径(D)]: 20         指定圆环半径

指定圆管的半径或 [直径(D)]: 10           指定管状物半径,回车结束命令

 

以上各选项含义和功能说明如下:

半径(R)指定圆环体的半径。

直径(D)指定圆环体的直径。

 

3.注意@

圆环由两半径定义:一个是管状物的半径,另一个是圆环中心到管状物中心的距离。

若指定的管状物的半径大于圆环的半径,即可绘制无中心的圆环,即自身相交的圆环。自交圆环体没有中心孔。

 

13.3.7拉伸

1.命令格式

命令行:Extrude

  单:[绘图][实体][拉伸(X]

工具栏:[实体][拉伸]untitled

 

以指定的路径或指定的高度值和倾斜角度拉伸选定的对象来创建实体。

 

2.操作步骤

对图13-21(a)中的图形进行拉伸,拉伸高度为20,倾斜角为30度,结果如图13-21(b)

未标题-1未标题-1

(a)                                 (b)

13-21 Extrude命令拉伸图形

 

命令: Extrude                          执行Extrude命令

选择对象: 选择图形                      指定要拉伸的图形

选择集当中的对象: 1                     提示选择对象的数量

选择对象:                              回车结束选择

指定拉伸高度或拉伸路径(P): 20            指定拉伸高度

指定拉伸的倾斜角度 <0>: 30               指定拉伸倾角,回车结束命令

 

以上各选项含义和功能说明如下:

选择对象:选择要拉伸的对象。可进行拉伸处理的对象有平面三维面、封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线、圆环和面域。

指定拉伸高度:为选定对象指定拉伸的高度,若输入的高度值为正数,则以当前 UCS Z 轴正方向拉伸对象,若为负数,则以 Z 轴负方向拉伸对象。

拉伸路径(P)为选定对象指定拉伸的路径,在指定路径后,系统将沿着选定路径拉伸选定对象的轮廓创建实体。

untitled

13-22 路径拉伸图形示意

 

3.注意@

倾斜角度的值可为“-90—+90”之间的任何角度值,若输入正的角度值,则从基准对象逐渐变细地拉伸,若输入的为负的角度值,则从基准对象逐渐变粗地拉伸。角度为 0 时,表示在拉伸对象时,对象的粗细不发生变化,而且是在其所在平面垂直的方向上进行拉伸。当用户为对象指定的倾斜角和拉伸高度值很大时,将导致对象或对象的一部分在到达拉伸高度之前就已经汇聚到一点。

 

13.3.8旋转

1.命令格式

命令行:Revolve

  单:[绘图][实体][旋转(R]

工具栏:[实体][旋转]untitled

 

将选取的二维对象以指定的旋转轴旋转,最后形成实体。

 

2.操作步骤

对图13-23(a)中的图形进行旋转360度,结果如图13-23(b)

未标题-1未标题-1

(a)                             (b)

13-23 Revolve命令创建旋转体

 

命令: Revolve                          执行Revolve命令

选择对象:                              选择要旋转的图形

选择集当中的对象: 1                     提示选择对象的数量

选择对象:                              回车结束选择

指定旋转轴的起始点或定义轴物体(O)/X(x)/Y(y): 点选轴端点      

指定旋转轴一端点

指定轴的终点:点选轴另一端点             指定旋转轴另一端点

指定旋转角度 <360>:360                  指定旋转角度,回车结束命令

 

以上各选项含义和功能说明如下:

旋转轴的起始点:通过指定旋转轴上的两个点来确定旋转轴,轴的正方向为第一点指向第二点

物体(O)以选定的直线或多段线中的单条线段为旋转轴,接着围绕此旋转轴旋转一定角度,形成实体。

X (x)以当前用户坐标系统 UCS X 轴为旋转轴,旋转轴的正方向与 X 轴正方向一致。

Y (y)以当前用户坐标系统 UCS Y 轴为旋转轴,旋转轴的正方向与 Y 轴正方向一致。

旋转角度:指定旋转角度值。

 

 

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