12.1 三维实体模型分类(课件）-高二《AutoCAD》同步教学（西安电子科大出版社）

第12章 绘制三维实体 12.1 三维实体模型分类 12.2 三维坐标系统 12.3 创建基本实体 12.4 从线框创建实体 12.5 复杂实体的创建 本章要点 　　AutoCAD 2010提供了强大的三维实体造型功能。利用AutoCAD 2010，既可以方便地绘制出三维曲面和三维实体，也可以对三维图形进行各种编辑，对实体模型进行布尔运算等操作。本章主要介绍三维实体创建的操作要点，包括坐标、三维环境的设置、三维线框及基本实体创建的四种方法及三维实体的偏辑等。 12.1 三维实体模型分类 　　AutoCAD 2010支持三种类型的三维模型：线框模型、曲面模型和实体模型。这三种模型从不同角度来描述一个物体。它们各有侧重点、各具特色。图12-1显示了三种不同模型，其中，(a)为线框模型，(b)为曲面模型，(c)为实体模型。 　　线框模型是三维对象的描绘骨架。线框模型中没有面，只有描绘对象边界的点、直线和曲线。将二维(平面)对象放在三维空间中的任何位置即可创建线框模型。软件还提供了一些三维线框对象，例如三维多线段(只能具有CONTINUOUS线型)和样条曲线。由于构成线框模型的每个对象都必须单独绘制和定位，因此，这种建模方式可能最为耗时。 (a) 　　 (b) 　　 (c) 图12-1 三维造型示例 　　曲面建模比线框建模更为复杂，它不仅定义三维对象的边而且定义面。曲面模型用来描述曲面的形状，一般是将线框模型经过进一步处理得到。曲面模型不仅可以显示曲面的轮廓，而且可以显示出曲面的真实形状。曲面建模使用多边形网格定义镶嵌面。由于网格面是平面的，因此网格只能近似于曲面。 　　实体建模是最容易使用的三维建模类型，也是是最容易使用的三维模型。它的信息最完整，不会产生歧义。模型的创建方式也最直接。 　　使用实体建模，用户可以通过创建以下基本三维造型制作三维对象：长方体、圆锥体、圆柱体、球体、楔体和圆环体。然后对这些形状进行合并，找出它们差集或交集(重叠)部分，结合起来生成更为复杂的实体。也可以将二维对象沿路径延伸或绕轴旋转来创建实体。 12.2 三维坐标系统 　　AutoCAD 2010提供了两种类型的坐标系，一种是固定的坐标系，叫做世界坐标系(WCS)；另一个是由使用者自定义的，叫做用户坐标系(UCS)。如图12-2(a)、(b)所示。 　　1. 右手定则 　　当变换用户坐标系时，坐标轴的方向有时会发生改变，这时判断绕轴旋转的正方向可能就比较困难了。当改变了用户坐标系或旋转某个对象时，只要用右手定则就可以方便地确定旋转的正方向。在三维坐标系中，如果已知X和Y轴的方向，可以使用右手定则确定Z轴的正方向。将右手手背靠近屏幕放置，大拇指指向X轴的正方向。如图12-3所示，伸出食指和中指，食指指向Y轴的正方向。中指所指示的方向即Z轴的正方向。 (a) (b) 图12-2 坐标系的图标示例 (a) 世界坐标系；(b) 用户坐标系 图12-3 右手定则 　　2. 世界坐标系 　　世界坐标系是固定且不能被修改的。在世界坐标系中，X轴以(0，0，0)点为起点，沿向右的方向值逐渐增大；Y轴以(0，0，0)点为起点，沿向上的方向值逐渐增大，Z轴以 (0，0，0)点为起点，沿指向屏幕外的方向值逐渐增大。前面章节绘制的图形全部是以世界坐标系为参照系，因此世界坐标系是二维绘图的基础坐标系。但是由于在世界坐标系中计算三维坐标比较困难，因此仅使用世界坐标系并不适合于三维绘图。 　　3. 用户坐标系 　　用户坐标系允许修改坐标原点的位置及X、Y、Z轴的方向，这样可以减少绘制三维对象时的计算量。UCS命令用于定义新用户坐标系的坐标原点及X轴、Y轴的正方向。刚刚学习使用AutoCAD 2010时，可以只考虑X轴与Y轴的正方向，因为这两个轴的方向一旦确定后，Z轴的正方向也就自动确定了。因此，即使只使用了X轴与Y轴，也是在三维空间中绘图。例如，绘制一个屋顶的结构大样图，如果使用世界坐标系，那么需要计算倾斜的屋顶面内所有点的三个坐标值。但如果将用户坐标系的X-Y面设置到倾斜的屋顶面上，这时在绘制图形时就像在平面中绘图一样简单。 　　用户也可以通过使用【UCS】工具栏来设置用户坐标系，如图12-4所示。下面用实例来讲述操作过程。 图12-4 【UCS】工具栏 实训1 创建三维线框 　　本实训将通过设置用户坐标系，使用直线和圆弧命令来创建符合要求的三维线框，从而可以熟练使用用户坐标系。三维线框效果如图12-5所示。 　　操作步骤如下： 　　(1) 单击【视图】工具栏的【东南等轴测】　　按钮