计算机辅助绘图与设计-AutoCAD 2006 第3版 教学课件 ppt 作者 赵国增 主编 第十二章

1、第十二章 三维图形环境设置及显示,第一节 概述,第二节 用户坐标系定义,第三节 用户坐标系平面视图设置和基面设置,第四节 三维模型的显示观察,第五节 三维图形的消隐和着色,第六节 三维图形的渲染,第七节 轴测图的绘制,思考题,第一节 概述,在工程绘图中，常常需要绘制三维（3D）图形或实体造型。AutoCAD系统也提供了较为完善的三维（3D）立体表达能力，合理运用其三维功能，可以准确地表达设计思想，提高设计效率，使读图人员能快速而准确地理解图样的设计意图。 一、AutoCAD系统的三维模型的类型及特点 1.线框模型 由三维线对三维实体轮廓进行描述。 2.表面模型 由三维面构成。 3.实体模型 由三维实体造型构成，它具有实体的特性。 二、AutoCAD系统的主要三维功能 1.设置三维绘图环境 2.三维图形显示功能 3.三维绘图及实体造型功能 4.三维图形编辑,返回,第二节 用户坐标系定义,用户坐标系是根据需要将符合右手定则的空间三个互相垂直的X、Y、Z轴，设置在世界坐标系中的任意点上，并且还可以旋转及倾斜其坐标轴。 一、世界坐标系和用户坐标系 1.世界坐标系 世界坐标系英文全称为World

2、 Coordinate System，简称WCS，又称为通用坐标系。 2.用户坐标系 在AutoCAD系统中可以建立自己的专用坐标系。用户坐标系英文全称为User Coordinate System，简称UCS。 二、创建与使用用户坐标系 1.功能 定义用户坐标系，用于精确绘图时使用。 2.格式 （1）键盘输入 命令：Ucs 通过输入命令提示完成UCS设置。 提示：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) :（输入选项）,第二节 用户坐标系定义,各选项说明如下： 1）“N”（新建），创建新的用户坐标系。 2）“M ”(移动)，通过平移当前 UCS 的原点或修改其 Z 轴深度来重新定义 UCS，但保留其 XY 平面的方向不变。修改 Z 轴深度将使 UCS 相对于当前原点沿自身 Z 轴的正方向或负方向移动。 3）“G”(正交)，指定 AutoCAD 提供的六个正交 UCS 之一。这些 UCS 设置通常用于查看和编辑三维模型。,默认情况下，正交UCS设置将相对于世界坐标系 (WCS)的原点和方向确定当前UCS的

3、方向。 UCSBASE 系统变量控制 UCS，此 UCS 是正交设置的基础。使用 UCS 命令的“移动”（M）”选项可以修改正交 UCS 设置中的原点或 Z 向深度。系统提供的六种正交模式的UCS为上（Top）、下（Bottom）、前（Front）、后（BAck）、左（Left）和右（Right），如图12-1所示。,图12-1 正交模式的UCS,第二节 用户坐标系定义,4）“P” (上一个)，返回上一个UCS坐标系。最多可恢复十次UCS。 5）“R” 恢复，恢复一个已命名保存的UCS坐标系。 6）“S”（保存），将当前新设置的UCS，确定一个名字并存储。 7）“D”（删除），在已存储的UCS中删除指定的UCS。 8）“A”（应用），系统允许在每个视口中定义独立的UCS。该选项可以把当前UCS设置应用于所指定的特殊视口或图形中的所有激活视口中。 9）“W”（世界），设置用户坐标系为WCS。为UCS命令的默认选项。 10）“？”（列表），可以列出指定UCS的列表。该选项可给出相对于现有UCS的所有坐标系统的名称、原点和X、Y、Z轴。如果当前UCS没有名称，则它以WORLD或UNNAMED

4、列出。在这两个名称之间的选择取决于当前UCS是否与WCS相同。,第二节 用户坐标系定义,（2）下拉菜单 通过下拉菜单完成UCS设置。 1）下拉菜单，工具（T）正交 UCS（H）光标菜单，如图12-2所示。 2）下拉菜单，工具（T）新建 UCS（W）光标菜单，如图12-2所示。 3）下拉菜单，工具（T）移动 UCS（V）,图12-2 “正交 UCS”和“新建 UCS”光标菜单,第二节 用户坐标系定义,（3）UCS工具条 通过UCS工具条完成UCS设置，如图12-3所示。,（4）UCS工具条 通过UCS工具条完成UCS设置，如图12-4所示。,图12-3 UCS工具条,图12-4 UCS工具条及下拉列表框,第二节 用户坐标系定义,三、坐标系图标控制 1.功能 控制用户坐标系图标的显示及位置。 2.格式 （1）键盘输入 命令：Ucsicon,（2）下拉菜单 视图（V）显示（L）UCS图标（U）光标菜单，如图12-5所示,图12-5 UCS图标光标菜单,提示：输入选项开（ON）/关（OFF）/全部（A）/非原点（N）/原点（OR）/特性(P) :（输入各选择项）,第二节 用户坐标系定义,3.各

5、选项说明 1）“ON（开）”，显示坐标系图标。 2）“OFF(关)”，不显示图标。 3）“A（全部）”，对所有视口都起作用，否则只对当前视口有效。 4）“N（非原点）”，使图标显示在视口左下角(非原点)。 5）“OR（原点）”，使图标显示在当前UCS原点，如果图标显示不全，则改在视口左下角显示。 6）“P（特性）”，调用“UCS图标”对话框，设置坐标系图标的显示模式。此时，弹出“UCS图标”对话框，如图12-6所示。通过该对话框，可以方便地设置坐标系图标式样、大小及颜色等特性。,图12-6 “UCS”图标对话框,第二节 用户坐标系定义,四、通过对话框对UCS管理 1.功能 利用对话框操作，管理UCS。将UCS坐标系设置为当前、命名、改变名称、设置视口中的图标等。 2.格式 （1）键盘输入 命令：Dducs（Ucsman） （2）下拉菜单 工具（T） 命名UCS（U） （3）工具条 在“UCS”或“UCS II”工具条中，单击“命名UCS（U）”图标按钮 此时，弹出“UCS”对话框，在该对话框中包含有命名UCS、正交UCS和设置三个选项卡。,3对话框说明 （1）“命名UCS”选项卡 在U

6、CS对话框中，单击“命名UCS”选项卡，对话框形式，如图12-7所示。,图12-7 “UCS”对话框的“命名UCS” 选项卡形式及快捷菜单,第二节 用户坐标系定义,对话框说明： 1）“当前UCS：”，显示当前的UCS名。 2）“UCS”列表框，已命名的UCS、世界、上一个、当前未命名的UCS及已命名的UCS列表及其管理。对已命名的UCS和未命名的UCS可用鼠标双击它，此时可对其重新命名。单击列表框中的某一UCS，再单击“置为当前（C）”按钮，可设置为当前UCS。前面有三角标记的为当前使用坐标系。单击列表框中的某一UCS，再单击“详细信息（T）”按钮，在屏幕上弹出“UCS详细信息”对话框，如图12-8所示。在该对话框中，可显示设定UCS位于参考坐标系的原点坐标、X轴、Y轴、Z轴的正向。,当完成对话框内容设置后，单击“确定”按钮，即可完成对UCS的重新命名、设置当前UCS等管理。,图12-8 UCS详细信息对话框,第二节 用户坐标系定义,3）快捷菜单，在UCS列表框，选择某一UCS后，单击鼠标右键，此时弹出UCS管理快捷菜单，见图12-7。通过该快捷菜单也可完成UCS的重新命名、设置当前U

7、CS、删除UCS等管理及显示UCS详细说明信息等操作。,（2）“正交UCS”选项卡 在UCS对话框中，单击“正交UCS”选项卡，对话框形式，如图12-9所示。在该对话框的名称列表框中，显示当前的正交UCS或将选择的正交UCS设置当前UCS。双击“深度”数值时，可弹出“正交UCS深度”对话框，如图12-10所示。在该对话框中，“深度（D）”， 指定正交 UCS 的 XY 平面与经过坐标系原点的平行平面间的距离。,图12-9 UCS对话框的“正交UCS” 选项卡形式及其管理快捷菜单,第二节 用户坐标系定义,图12-10 “正交UCS深度”对话框,（3）“设置”选项卡 在“UCS”对话框中，单击“设置”选项卡，对话框形式，如图12-11所示。用于UCS图标控制。,图12-11 “UCS”对话框的“设置”选项卡形式,返回,第三节 用户坐标系平面视图设置和基面设置,一、用户坐标系平面视图设置 1.功能 可用于生成实体的平面视图。得到平面视图的视点总是相对于当前UCS、WCS或上一个已保存的UCS的（0，0，1）点，即平面视图定义为当沿Z轴观察实体时所得到的视图。如果有多个视口，则该命令只在当前视

8、口中生成平面视图。PLAN命令不能用于图纸空间。 2.格式 （1）键盘输入 命令：Plan （2）下拉菜单 视图（V）三维视图（3）平面视图（P） 光标菜单，如图12-12所示,提示：输入选项 当前 UCS(C)/UCS(U)/世界(W) :（输入选项）,图12-12 “平面视图（P）”光标菜单,第三节 用户坐标系平面视图设置和基面设置,3选项说明 （1）“C（当前 UCS）”：在当前视口内生成相对于当前UCS的平面视图。 （2）“U（UCS）”：在当前视口内生成相对于上一个定义的UCS的平面视图。 （3）“W（世界）”：在当前视口内生成相对于WCS的平面视图。 二、基面设置 二维图形是在X-Y（构造平面）内绘制的，其绘图平面的Z轴坐标为0，绘制的图形厚度也为0。但在三维空间，绘图平面，即绘图基面可以沿Z轴向上向下移动，绘制的图形可以相对基面有厚度。当图形在平行于X-Y的另一平面时，可以通过改变绘图基面（不改变当前坐标系）来绘制图形，在绘制由柱状形体构成的三维图形时十分方便。 1.功能 用于为后面绘制的实体设置当前的基准高度和以此基面为基准的延伸厚度，高度和延伸厚度均以当前的UCS的Z

9、轴坐标为基准，并且规定当前的UCS的XOY平面的高度为0，沿Z轴正方向的厚度为正，反之延伸厚度为负。 2.格式 键盘输入：命令：Elevation（Elev） 提示：指定新的默认标高 : （输入新基面高度） 指定新的默认厚度 :（输入新厚度）,第三节 用户坐标系平面视图设置和基面设置,a） b） 图12-13 ELEV应用举例 a）用Vpoint命令观察的图形 b）没有改变视点的图形,例 1 绘制阶梯轴，如图12-13a所示。,第三节 用户坐标系平面视图设置和基面设置,操作过程： 1绘制直径为80的圆 命令：Elev 指定新的默认标高 : 指定新的默认厚度 : 30 绘制一个直径为80的圆。 2.绘制直径为40的圆 命令：Elev 指定新的默认标高 :30 指定新的默认厚度 : 20 绘制一个直径为40的圆（与前一个圆同心） 3.绘制直径为20的圆 命令：Elev 指定新的默认标高：50 指定新的默认厚度 ：40 绘制一个直径为20的圆（与前一个圆同心），完成图形，如图12-13b所示。 4.变换视点 改变视点后的图形，见图12-13a。,返回,第四节 三维模型的显示观察,利用三维图形显示功能，可以从空间中任意一点按某种方式观察模型，可以根据需要选定视点，视点是指观察图形的方向。只有在模型空间才能观察三维模型。 一、三维视点 1.命令提示行设置三维视点命令（VPOINT） （1）功能,用来设置当前视口的视点。视点与坐标原点的连线即为观察方向，每个视口都有自己的视点。其投影方向是视点A（X，Y，Z）与坐标原点O的连线，如图12-14所示。视点只指定方向，不指定距离，即在OA直线及其延长线上选择任意一点作为视点，其投影效果是相同的。,图12-14 视点与三维图形的投影方向,第四节 三维模型的显示观察,（2）格式 键盘输入：命令：Vpoint 提示：指定视点或 旋转(R) : （输入选择项） （3）选项说明 1）“指定视点”，直接指定视点位置的矢量数据，即X、Y、Z坐标值，作为视点。由坐标点到坐标原点的连线为三维视点方向。 2）“R”，用旋转方式指定视点。通过指定视线与XOY平面的夹角和在XOY平面中与X轴的夹角来生成视图。 3）“显示坐标球和

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