【正文】 第 7章 三維繪圖基礎(chǔ)知識(shí) AutoCAD 2021在工程制圖的應(yīng)用中有一項(xiàng)重要的功能 ， 即繪圖零件的三維實(shí)體模型 。AutoCAD 2021提供直接繪制三維實(shí)體的功能 ，并支持多種三維繪制方法 。 本章主要向用戶介紹三維繪圖的基礎(chǔ)知識(shí) ， 講解基本的三維圖形繪制和編輯命令 ， 使用戶對(duì) AutoCAD 2021三維造型的特點(diǎn) 、 使用方法及使用技巧有基本的了解 ， 掌握一定三維圖形的看圖和繪圖能力 。 基 本 概 念 基本繪圖操作 繪制三維表面模型 基本編輯操作 觀察和渲染三維圖形 三維典型零件繪制實(shí)例 基 本 概 念 ? 三維造型的分類 用計(jì)算機(jī)繪制三維圖形的技術(shù)稱為三維幾何造型 。 AutoCAD 2021可繪制的三維圖形有線框模型 、 表面模型和實(shí)體模型 3種類型 。 ? 1． 線框模型 線框模型是三維形體的框架，是一種較直觀和簡(jiǎn)單的三維表達(dá)方式，由描述對(duì)象的線段和曲線組成，如圖 71所示。 圖 71 線框模型示例 ? 2． 表面模型 表面模型用面描述三維對(duì)象，它不僅定義了三維對(duì)象的邊界，而且還定義了表面，即其具有面的特征。圖 72給出了表面模型的示例。 圖 72 表面模型示例 ? 3． 實(shí)體模型 實(shí)體模型不僅具有線、面的特征，而且還具有體的特征。圖 73給出了實(shí)體模型的幾個(gè)示例。 圖 73 實(shí)體模型示例 對(duì)于實(shí)體模型，我們可以直接了解它的體特性，如體積、重心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和慣性矩等；可以對(duì)它進(jìn)行消隱、剖切和裝配干涉檢查等操作，還可以對(duì)具有基本形狀的實(shí)體進(jìn)行并、交、差等布爾運(yùn)算，以創(chuàng)建復(fù)雜的組合體。此外，由于著色、渲染等技術(shù)的運(yùn)用可以使實(shí)體表面表現(xiàn)出很好的可視性，因而實(shí)體模型還廣泛用于三維動(dòng)畫、廣告設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。 ? 用戶坐標(biāo)系的基本概念 用戶坐標(biāo)系（ UCS）是用來(lái)指明當(dāng)前可以實(shí)施繪圖操作的默認(rèn)的坐標(biāo)系，在任何情況下都有且僅有一個(gè)當(dāng)前用戶坐標(biāo)系。用戶坐標(biāo)系統(tǒng)由用戶來(lái)指定，它可以在任意平面上定義 XY平面，并根據(jù)這個(gè)平面，垂直拉伸出 Z軸，組成坐標(biāo)系統(tǒng)。它大大方便了三維物體繪制時(shí)坐標(biāo)的定位。 AutoCAD的大多數(shù)幾何編輯命令取決于 UCS的位置和方向，圖形將繪制在當(dāng)前 UCS的 XY平面上。 UCS命令設(shè)置用戶坐標(biāo)系在三維空間中的方向，它定義二維對(duì)象的方向和 THICKNESS系統(tǒng)變量的拉伸方向，它也提供 rotate（旋轉(zhuǎn)）命令的旋轉(zhuǎn)軸，并為指定點(diǎn)提供默認(rèn)的投影平面。圖 74所示為移動(dòng)前后的 UCS，圖 75給出了 UCS下拉菜單及 UCS工具欄。 圖 74 移動(dòng)前、后的 UCS 圖 75 UCS下拉菜單及 UCS工具欄 基本繪圖操作 AutoCAD 2021提供有多種繪制三維圖形的方法 ， 本節(jié)主要介紹三維實(shí)體造型 。 實(shí)體模型不僅可以使設(shè)計(jì)思想可視化 ， 而且經(jīng)常用來(lái)作為虛擬的原型進(jìn)行分析 ， 如體積 、 重心位置 、 轉(zhuǎn)動(dòng)慣性和應(yīng)力等 。 下面分別介紹基本幾何實(shí)體的造型?；編缀螌?shí)體包括長(zhǎng)方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體和圓環(huán)。“實(shí)體”工具欄如圖 77所示。 圖 77 “實(shí)體”工具欄 ? 用 BOX命令繪制長(zhǎng)方體 ? 1． 功能 BOX命令按指定方式繪制長(zhǎng)方體和立方體（ 如圖 78所示 ） 。 創(chuàng)建長(zhǎng)方體之后 ， 不能對(duì)其進(jìn)行拉伸或改變其尺寸 。 但可以用SOLIDEDIT拉伸長(zhǎng)方體的面 。 圖78 繪制長(zhǎng)方體 ? 2． 輸入命令 ① 從 “ 實(shí)體 ” 工具欄中單擊 “ 長(zhǎng)方體 ” 按鈕 。 ② 選擇 “ 繪圖 ” → “ 實(shí)體 ” → “ 長(zhǎng)方體 ”命令 。 ③ 從鍵盤輸入命令： box ? 3． 命令操作 （ 1） 指定兩對(duì)角點(diǎn)和高度 （ 缺省項(xiàng) ） 命令 : box ↙ 指定長(zhǎng)方體的角點(diǎn)或 [中心點(diǎn) (CE)] 0,0,0:（ 指定長(zhǎng)方體的一個(gè)角點(diǎn) ） ↙ 指定角點(diǎn)或 [立方體 (C)/長(zhǎng)度 (L)]:（ 指定長(zhǎng)方體的另一個(gè)角點(diǎn) ） ↙ 指定高度 :（ 輸入正值將沿當(dāng)前 UCS的 Z軸正方向繪制高度 。 如果輸入的是負(fù)值 ， 則沿 Z軸的負(fù)方向繪制高度 。 ） ↙ 命令 : ? （ 2） 立方體 命令 : box ↙ 指定長(zhǎng)方體的角點(diǎn)或 [中心點(diǎn) (CE)] 0,0,0:（ 指定立方體的一個(gè)角點(diǎn) ） ↙ 指定角點(diǎn)或 [立方體 (C)/長(zhǎng)度 (L)]:C↙ 指定長(zhǎng)度 : （ 輸入立方體的長(zhǎng)度 ） ↙ 命令 : ? 用 SPHERE命令繪制球體 ? 1．功能 SPHERE命令用于按指定方式繪制球體（ 如圖 79所示 ） 。 圖79 繪制球體 ? 2． 輸入命令 ① 從 “ 實(shí)體 ” 工具欄中單擊 “ 球體 ” 按鈕 。 ② 選擇 “ 繪圖 ” → “ 實(shí)體 ” → “ 球體 ” 命令 。 ③ 從鍵盤輸入命令： sphere ? 3． 命令操作 命令 : sphere ↙ 當(dāng)前線框密度 : ISOLINES=4（ 信息提示 ） 指定球體球心 0,0,0:（ 指定球體的中心點(diǎn) ） ↙ 指定球體半徑或 [直徑 (D)]: （ 輸入球體的半徑 ） ↙ 命令 : ? 用 CYLINDER命令繪制圓柱體 ? 1．功能 CYLINDER命令用于建立圓柱體 （ 如圖 710所示 ） ， 圓柱底面既可以是圓 ， 也可以是橢圓 。 圖 710 繪制圓柱體 ? 2． 輸入命令 ① 從 “ 實(shí)體 ” 工具欄中單擊 “ 圓柱體 ” 按鈕 。 ② 選擇 “ 繪圖 ” → “ 實(shí)體 ” → “ 圓柱體 ”命令 。 ③ 從鍵盤輸入命令： cylinder ? 3． 命令操作 ? （ 1） 圓柱體 （ 缺省項(xiàng) ） 命令 : cylinder ↙ 當(dāng)前線框密度 : ISOLINES=4 （ 信息提示 ） 指定圓柱體底面的中心點(diǎn)或 [橢圓 (E)] 0,0,0:（ 指定圓柱體的底面中心點(diǎn) ） ↙ 指定圓柱體底面的半徑或 [直徑 (D)]:（ 輸入圓柱體底面的半徑 ） ↙ 指定圓柱體高度或 [另一個(gè)圓心 (C)]:（ 輸入圓柱體高度 ） ↙ 命令 : ? （ 2） 橢圓底面圓柱體 命令 : cylinder ↙ 當(dāng)前線框密度 : ISOLINES=4 （ 信息提示 ） 指定圓柱體底面的中心點(diǎn)或 [橢圓 (E)] 0,0,0: E↙ 指定圓柱體底面橢圓的軸端點(diǎn)或 [中心點(diǎn)(C)]:（ 指定圓柱體底面橢圓的一個(gè)軸端點(diǎn) ）↙ 指定圓柱體底面橢圓的第二個(gè)軸端點(diǎn) :（ 指定圓柱體底面橢圓的另一個(gè)軸端點(diǎn) ）↙ 指定圓柱體底面的另一個(gè)軸的長(zhǎng)度 :（ 輸入圓柱體底面橢圓的另一根軸長(zhǎng)度 ） ↙ 指定圓柱體高度或 [另一個(gè)圓心 (C)]:（ 輸入橢圓底面圓柱體的高度 ） ↙ 命令 : ? 用 CONE命令繪制圓錐體 ? 1． 功能 CONE命令用于創(chuàng)建圓錐體或橢圓錐體（ 如圖 711所示 ） 。 圖 711 繪制圓錐體 ? 2． 輸入命令 ① 從 “ 實(shí)體 ” 工具欄中單擊 “ 圓錐體 ” 按鈕 。 ② 選擇 “ 繪圖 ” → “ 實(shí)體 ” → “ 圓錐體 ”命令 。 ③ 從鍵盤輸入命令： cone ? 3． 命令操作 ? （ 1） 圓錐體 （ 缺省項(xiàng) ） 命令 : cone ↙ 當(dāng)前線框密度 : ISOLINES=4 （ 信息提示 ） 指定圓錐體底面的中心點(diǎn)或 [橢圓 (E)] 0,0,0:（ 指定圓錐體的底面中心點(diǎn) ） ↙ 指定圓錐體底面的半徑或 [直徑 (D)]: （ 輸入圓錐體底面的半徑 ） ↙ 指定圓錐體高度或 [頂點(diǎn) (A)]: （ 輸入圓錐體高度 ）↙ 命令 : ? （ 2） 橢圓錐體 命令 : cone ↙ 當(dāng)前線框密度 :ISOLINES=4 （ 信息提示 ） 指定圓錐體底面的中心點(diǎn)或 [橢圓 (E)] 0,0,0: E↙ 指定圓錐體底面橢圓的軸端點(diǎn)或 [中心點(diǎn)(C)]:（ 指定圓錐體底面橢圓的一個(gè)軸端點(diǎn) ）↙ 指定圓錐體底面橢圓的第二個(gè)軸端點(diǎn) :（ 指定圓錐體底面橢圓的另一個(gè)軸端點(diǎn) ） ↙ 指定圓錐體底面的另一個(gè)軸的長(zhǎng)度 :（ 輸入圓錐體底面橢圓的另一根軸長(zhǎng)度 ） ↙ 指定圓錐體高度或 [頂點(diǎn) (A)]:（ 輸入橢圓底面圓錐體的高度 ） ↙ 命令 : ? 用 WEDGE命令繪制楔體 ? 1． 功能 WEDGE命令用于繪制楔體 （ 如圖 712所示 ） 。 圖 712 繪制楔體 ? 2． 輸入命令 ① 從 “ 實(shí)體 ” 工具欄中單擊 “ 楔體 ” 按鈕 。 ② 選擇 “ 繪圖 ” → “ 實(shí)體 ” → “ 楔體 ” 命令 。 ③ 從鍵盤輸入命令： wedge ? 3． 命令操作 ? （ 1） 楔體 （ 缺省項(xiàng) ） 命令 : wedge ↙ 指定楔體的第一個(gè)角點(diǎn)或 [中心點(diǎn) (CE)] 0,0,0:（ 指定楔體底面的一個(gè)角點(diǎn) ） ↙ 指定角點(diǎn)或 [立方體 (C)/長(zhǎng)度