AutoCAD三维建模基础(2)

11.3观察三维图形——绘制球、视图、三维动态观察器、布尔运算

       在绘制三维图形过程中，常常要从不同方向观察图形，AutoCAD默认视图是XY平面，方向为Z轴的正方向，看不到物体的高度。AutoCAD提供了多种创建3D视图的方法沿不同的方向观察模型，比较常用的是用标准视点观察模型和三维动态旋转方法。我们这里只介绍这两种常用方法。标准视点观察实体工具栏如图11-12所示。

 

图11-12  视图工具栏

图11-12  视图工具栏

 

任务：绘制如图11-13所示的物体

目的：通过绘制此物体，掌握用标准视点和用三维动态观察器旋转方法观察模型，使用圆角命令、布尔运算等编辑三维实体的方法。

知识的储备：基本绘图命令、使用对象捕捉、建立用户坐标系

绘图步骤分解：

1．绘制正方体

（1）新建两个图层：

              层 名    颜色    线   型              线宽

实体层   白色   Continues        默认

              辅助层   黄色   Continues        默认

并将实体层作为当前层。

单击“视图”工具栏上“西南等轴测”按钮，将视点设置为西南方向。

（2）绘制正方体

在“实体”工具栏上单击“长方体”按钮，调用长方体命令：

命令: _box

指定长方体的角点或 [中心点(CE)] <0,0,0>:在屏幕上任意一点单击

指定角点或 [立方体(C)/长度(L)]: C'              //绘制立方体。

指定长度: 20'

结果如图11-14所示。

2．挖上表面的一个球面坑

（1）移动坐标系到上表面

（2）绘制球

调用球命令：

当前线框密度:  ISOLINES=4                //说明当前轮廓素线网格线数为4。

指定球体球心 <0,0,0>: 利用双向追踪捕捉上表面的中心

指定球体半径或 [直径(D)]:5'

结果如图11-15所示。

（3）布尔运算

差集运算：通过减操作从一个实体中去掉另一些实体得到一个实体。

调用命令方法：

Autocad提示:

命令: _subtract 选择要从中减去的实体或面域...

选择对象:在立方体上单击 找到 1 个

选择对象:'                              //结束被减去实体的选择。

选择要减去的实体或面域 ..

选择对象:在球体上单击 找到 1 个

选择对象: '                             //结束差运算。

结果如图11-16所示。

图11-14  立方体图        11-15  绘制球图         11-16  挖坑

 

3．在左侧面上挖两个点的球面坑

（1）旋转UCS

调用UCS命令：

命令: _ucs

当前 UCS 名称: *没有名称*

输入选项

 [新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)]

<世界>: N'

指定新UCS的原点或[Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z] <0,0,0>: X'

指定绕 X 轴的旋转角度 <90>:'

（2）确定球心点

在“草图设置”对话框中选择“端点”和“节点”捕捉，并打开“对象捕捉”。

选择辅助层，调用直线命令，连接对角线。

运行“绘图”菜单下的“点”“定数等分”命令，将辅助直线3等分，结果如图11-17（a）所示。

（3）绘制球

捕捉辅助线上的节点为球心，以4为半径绘制两个球。

（4）差集运算

调用“差集”命令，以立方体为被减去的实体，两个球为减去的实体，进行差集运算,结果如图11-17（b）所示。

图11-17  挖两点坑

以同样的方法绘制前表面上的三点孔，如图11-18所示。

4．绘制底面上六个点的球面坑

（1）单击“三维动态观察器”工具栏上的“三维动态观察”按钮，激活三维动态观察器视图，屏幕上出现弧线圈，将光标移至弧线圈内，出现球形光标，向上拖动鼠标，使立方体的下表面转到上面全部可见位置。按 ESC 键或 ENTER 键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单退出，如图11-19所示。

        

 

图11-18  绘制三点坑     图11-19  三维动态观察

（2）同创建两点坑一样，将上表面作为XY平面，建立用户坐标系，绘制作图辅助线，定出六个球心点，再绘制六个半径为3的球，然后进行布尔运算，结果如图11-20所示。

5．用同样的方法，调整好视点，挖制另两面上的四点坑和五点坑，结果如图11-21所示。

        

 

图11-20  挖六点坑图     11-21  挖坑完成

6．各棱线圆角

（1）倒上表面圆角

单击“编辑”工具栏上的“圆角”按钮，调用圆角命令：

命令: _fillet

当前设置: 模式 = 修剪，半径 = 6.0000

选择第一个对象或 [多段线(P)/半径(R)/修剪(T)/多个(U)]:选择上表面一条棱线

输入圆角半径 <6.0000>: 2'

选择边或 [链(C)/半径(R)]:选择上表面砣条棱线

选择边或 [链(C)/半径(R)]:'

已选定 4 个边用于圆角。 

结果如图11-22所示。

（2）倒下表面圆角

单鳌叭维动态观察器”工具栏上的“三维动态观察”按钮，调整视图方向，使立方体的下表面转到上面四条棱线全可见位置。然后调用圆角命令，选择四根棱线，倒下表面的圆角，结果如图11-23所示。

图11-22  长方体圆角                      图11-23  长方体圆角

（3）再次调用圆角命令，同时启用“三维动态观察”功能，选择侧面的四条棱线，以半径为2倒圆角。

（4）删除辅助线层上的所有辅助线和辅助点，完成图如图11-12所示。

提示、注意、技巧：

这里倒圆角时不可以为12条棱线一次倒圆角，因为AutoCAD内部要为圆角计算，会发生运算错误，导致圆角失败。

7．观察图形

打开视图菜单下的消隐模式，分别单击图11-13所示的“视图工具栏”上的各按钮，以不同方向观察图形的变化。

补充知识：

1．改变三维图形曲面轮廓素线

系统变量“ISOLINES”是用于控制显示曲面线框弯曲部分的素线数目。有效整数值为 0 到 2047，初始值为4。如图11-24是“ISOLINES”值为4和12时圆柱的“线框”显示形式。

          

 

ISOLINES=4      ISOLINES=12

2．布尔运算

       在AutoCAD中，三维实体可进行并集、差集、交集三种布尔运算，创建复杂实体。

（1）并集运算：将多个实体合成一个新的实体，如图11-25(b)所示。

命令调用：

（2）交集运算：从两个或多个实体的交集创建复合实体并删除交集以外的部分，如图11-25（c）所示。

图11-25  布尔运算

3、三维动态观察器

       单击“三维动态观察器”工具栏上的“三维动态观察”按钮，激活三维动态观察器视图时，屏幕上出现弧线圈，当光标移至弧线圈内、外和四个控制点上时，会出现不同的光标形式：

光标位于观察球内时，拖动鼠标可旋转对象。

光标位于观察球外时，拖动鼠标可使对象绕通过观察球中心且垂直于屏幕的轴转动。

光标位于观察球上下小圆时，拖动鼠标可使视图绕通过观察球中心的水平轴旋转。

光标位于观察球左右小圆时，拖动鼠标可使视图绕通过观察球中心的垂直轴旋转