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第10章　绘制建筑三维图形
　10.1　三维绘图基础
　10.2　创建常用三维实体
　10.3　布尔运算
　10.4　三维操作（通过二维图形生成三维实体）
　10.5　基本编辑命令
　10.6　编辑实体
　10.7　编辑实体的面
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10.1　三维绘图基础
在AutoCAD中,要创建和观察三维图形,就一定要使用三维坐标系和三维坐标.因此,了解并掌握三维坐标系,树立正确的空间观念,是学习三维图形绘制的基础.
１０.１.１　三维绘图的基本术语
三维实体模型需要在三维实体坐标系中进行描述,在三维坐标系中,可以使用直角坐标或极坐标方法来定义点.在创建三维实体模型前,应先了解以下基本术语:
X—Y平面:它是X轴垂直于Y轴组成的一个平面,此时Z轴的坐标是０.
Z轴:Z轴是一个三维坐标系的第三轴,它总是垂直于X—Y平面.
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10.1　三维绘图基础
高度:主要指Z轴上的坐标值.
厚度:主要指Z轴的长度.
视线:假想的线,它是将视点和目标点连接起来的线.
和X—Y平面的夹角:即视线与其在X—Y平面的投影线之间的夹角.
X—Y平面角度:即视线在X—Y平面的投影线与X轴之间的夹角.
１０.１.２　建立用户坐标系
(１)建立用户坐标系的方法.
(２)菜单:“工具”→“新建UCS”.
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10.1　三维绘图基础
(３)工具栏:如图１０—１所示.
１０.１.３　观察三维图形
在模型空间建模时,需要从多个角度观察模型,Auto—CAD系统给用户提供了视点、动态观察、相机、控制盘等多种方法来实现从不同角度观察模型的目的.
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10.2　创建常用三维实体
在AutoCAD中,使用“绘图”→“建模”子菜单中的命令,或使用“建模”工具栏,可以绘制多段体、长方体、楔体、圆锥体、球体、圆柱体、圆环体及棱锥面等基本实体模型,如图１０—９所示.
１０.２.１　创建长方体
创建长方体或立方体方法如下:
(１)菜单:“绘图”→“建模”→“长方体”.
(２)工具栏“建模”工具栏中的“长方体”按钮.
(３)命令:“Box”.
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10.2　创建常用三维实体
输入指令后,系统提示如下:
指定长方体的角点[或中心(c)]<0,0,0>:[在绘图区任意点单击(a点)]
指定角点或立方体(c)\长度(l):(输入c相对于a的相对坐标)“长方体”命令各选项的意义如下:
立方体:创建立方体.
长度:指令长方体的长度(输入长度值后,系统继续提
示输入宽度和高度),如图１０—１０所示.
１０.２.２　创建球体
创建球体方法如下:
(１)菜单:“绘图”→“建模”→“球体”.
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10.2　创建常用三维实体
(２)工具栏:“建模”工具栏中的“球体”按钮.
(３)命令:“Sphere.”输入命令后,系统提示如下:
当前线框密度:ISOLINES-200
指定球体球心<0,0,0>:
(在绘图区任意点处单击,指定球心)指定球体半径或[直径(D)]:(在命令行输入球半径值)如图１０—１１所示.
１０.２.３　创建圆柱体
创建圆柱体方法如下:
(１)菜单:“绘图”→“建模”→“圆柱体”.
(２)工具栏:“建模”工具栏中的“圆柱体”按钮.
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10.2　创建常用三维实体
(３)命令:“Cylinder”.
输入命令后,系统提示如下:
当前线框密度:Isolines-200指定圆柱体底面的中心或椭圆(E)<0,0,0>:
(在绘图区任意点处单击,指定圆柱底面中心)
指定圆柱体的底面的半径或[直径(D)]:
(在命令行输入圆柱半径值)
指定圆柱体高度或[两点(2P)/轴端点(A)]:
(在命令行输入圆柱高度值)如图１０—１２所示.
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10.2　创建常用三维实体
１０.２.４　创建圆锥体
创建圆锥体方法如下:
(１)菜单:“绘图”→“实体”→“圆锥体”.
(２)工具栏:“建模”工具栏中的“圆锥体”按钮.
(３)命令:“Cone”.
输入命令后,系统提示如下:
当前线框密度:Isolines=40
指定圆锥体底面的中心点或[椭圆(E)]　<0,0,0>:
(在绘图区任意点处单击,指定圆锥底面中心点)
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10.2　创建常用三维实体
指定圆锥体底面的半径或[直径(D)]:(在命令行输入圆柱半径值)
指定圆锥体高度或(顶点A):(在命令行输入圆锥高度值)
如图１０—１３所示.
１０.２.５　创建楔体
创建楔体方法如下:
(１)菜单:“绘图”→“建模”→“楔体”.
(２)工具栏:“建模”工具栏中的“楔体”按钮.
(３)命令:“Wedge”.
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10.2　创建常用三维实体
输入命令后,系统提示如下:
指定楔体的第一个角点或[中心点(CE)]　<0,0,0>
指定角点或[立方体(C)/长度(L)]:
指定高度:
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　10.3　布尔运算
创建组合实体模型的命令可以选择“修改”→“实体编辑”子菜单命令,也可以用“建模”或“实体编辑”工具栏,还可以直接输入命令“Union”“Subtract”“In—tersect”.
注意:布尔运算的对象只包括实体和共面的面域,对于普通线条图形对象则无法使用.
如图１０—１６所示.
１０.３.１　创建面域
面域是具有边界的平面区域,它是一个面对象,内部可以包含孔.虽然从外观来说,面域和一般的封闭线框没有区别,但实际上面域就像是一张没有厚度的纸,除了包括边界外,还包括边界的平面.
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　10.3　布尔运算
面域(REGION)是AutoCAD制图软件中的命令,可以将由某些对象围成的封闭区域转换为面域,这些封闭区域可以是圆、椭圆、封闭的二维多段线和封闭的样条曲线等对象,也可以是由圆弧、直线、二维多段线、椭圆弧、样条曲线等对象构成的封闭区域.
１０.３.２　布尔运算的使用
并集运算:创建面域的并集,此时需要连续选择要进行并集操作的面域对象,直到按Enter键,即可将选择的面域合并为一个图形并结束命令.效果如图１０—２３所示.
差集运算:创建面域的差集,使用一个面域减去另一个面域.效果如图１０—２４所示.
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　10.3　布尔运算
交集运算:创建多个面域的交集,即各个面域的公共部分,此时需要同时选择两个或两个以上的面域对象,然后按Enter键即可.如图１０—２５所示.
对于实体的布尔运算和面域的布尔运算是一样的.用户可以使用三维实体的布尔运算(求并集、求差集、求交集)命令创建复杂的组合实体.“并集”命令用于两个以上的实体合并成一个组合的实体.“差集”命令是从一些实体中减去另一些实体.“交集”命令使用两个或多个实体的公共部分创建新实体.
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10.4　三维操作（通过二维图形生成三维实体）
　
１０.４.１　拉伸
创建拉伸实体方法如下:
(１)菜单:“绘图”→“建模”→“拉伸”.
(２)工具栏:“建模”工具栏中的“拉伸”按钮.
(３)命令:“Extrude”.
输入命令后,系统提示如下:
当前线框密度:Isolines-200
选择对象:指定对角点:找到10个.
选择对象:
指定拉伸高度或[路径(P)]:指定第二点.
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10.4　三维操作（通过二维图形生成三维实体）
　
指定拉伸的倾斜角度<0>:
选项说明:
路径:可以沿曲线拉伸对象.
倾斜角度:拉伸时可以使截面扩大或缩小.
如图１０—２６所示.
１０.４.２　旋转
创建旋转实体方法如下:
(１)菜单:“绘图”→“实体”→“旋转”.
(２)工具栏:“建模”工具栏中的“旋转”按钮.
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10.4　三维操作（通过二维图形生成三维实体）
　
(３)命令:“Revolve”.
输入命令后,系统提示如下:
当前线框密度:Isolines-200
选择对象:找到1个.
指定旋转轴的起点或定义轴依照[对象(O)/X轴(X)/Y轴(Y)]:O↙
指定轴端点
指定旋转角度<360>:
输入旋转角度值之后即可创建旋转实体,如图１０—２８所示.
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10.4　三维操作（通过二维图形生成三维实体）
　
选项说明:
对象(O)/X轴(
X)/Y轴(Y):分别以对象、X轴、Y轴为旋转轴旋转对象.
旋转对象如果是封闭的二维对象,则旋转得到的是实体,否则得到的是曲面.
１０.４.３　扫掠
在AutoCAD２００８中,选择“绘图”→“建模”→“扫掠”命令(SWEEP),可以绘制网格面或三维实体.如果要扫掠的对象不是封闭的图形,那么使用“扫掠”命令后得到的是网格面,否则得到的是三维实体.
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10.4　三维操作（通过二维图形生成三维实体）
　
使用“扫掠”命令绘制三维实体时,当用户指定了封闭图形作为扫掠对象后,命令行显示如下提示信息:
选择扫掠路径或[对齐(A)/基点(B)/比例(S)/扭曲(T)]:
在该命令提示下,可以直接指定扫掠路径来创建实体,也可以设置扫掠时的对齐方式、基点、比例和扭曲参数.其中,“对齐”选项用于设置扫掠前是否对齐垂直于路径的扫掠对象;“基点”选项用于设置扫掠的基点;“比例”选项用于设置扫掠的比例因子,当指定了该参数后,扫掠效果与单击扫掠路径的位置有关;“扭曲”选项用于设置扭曲角度或允许非平面扫掠路径倾斜.如图１０—４２所示分别为单击扫掠路径下方和上方的效果.
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10.5　基本编辑命令
三维实体的倒角可以使用“Chamfer”和“Fillet”命令来进行,由于三维实体与二维曲线的属性截然不同,因此“Chamfer”和“Fillet”使用的过程也完全不同.
１０.５.１　倒圆角
对于三维实体,可以使用“Fillet”命令倒圆角,操作过程如下:
执行“Fillet”命令,系统将提示:
当前设置:模式=修剪,半径=0.00000
选择第一个对象或[放弃(U)/多段线(P)/半径(R)/修剪(T)/多个(M)]:
此时用户可以选择实体上需要倒圆角的边,选中的边可以虚线显示,同时系统继续提示:
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10.5　基本编辑命令
输入圆角半径:S↙
选择边或[链(a)/半径(R)]:
此时用户可以继续选择边倒圆角或者给相连的一组边界(链)倒圆角,对图１０—４３倒圆角,结果如图１０—４４所示.
１０.５.２　倒斜角
对于三维实体可以使用“Chamfer”命令倒斜角,具体使用过程如下:
执行“Chamfer”命令,系统将提示:
(“修剪”模式)当前倒角距离1=0.0000,距离2=0.00000
选择第一条直线或[放弃(U)/多段线(P)/距离(D)/角度(A)/修剪(T)/方式(E)/多个(M)]:
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10.5　基本编辑命令
此时用户可以选择实体上需要倒角的边,此边所在的某一面上的所有边以虚线显示,同时系统继续提示:
基面选择
输入曲面选择选项[下一个(N)/当前](OK)<当前(OK)>:
“基面”是共用选择边的两个平面之一,输入“OK”或按Enter键将上一步选定的表面设置为基面.输入“N”可选择另外一个表面作为基面.选定基面后,系统又将提示:
指定基面的倒角距离:(输入基面上的倒角距离)
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10.5　基本编辑命令
指定其他曲面的倒角距离<15.0000>:(输入与基面相邻的另一面上的倒角距离)
选择边或[环(L)]:
对图１０—４５所示的图形倒圆角,结果如图１０—４６所示.
１０.５.３　三维阵列
利用AutoCAD提供的“３Darray”命令,可以在三维空间内创建对象的矩形阵列或环形阵
列.用户除了指定列数(X方向)和行数(Y方向)以外,还要指定层数(Z方向).
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10.5　基本编辑命令
１０.５.４　三维镜像
AutoCAD提供的“Mirror３D”命令,可以在三维空间内沿指定的镜像平面创建对象的镜像.
１０.５.６　剖切实体
用户使用“Slice”命令,可以切开现有实体,并移去指定部分,从而创建新的实体.
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10.6　编辑实体
１０.６.１　压印
在选定的对象上压印一个对象.为了使压印操作成功,被压印的对象必须与选定对象的一个或多个面相交.“压印”选项仅限于以下对象执行:圆弧、圆、直线、二维和三维多段线、椭圆、样条曲线、面域、体和三维实体.
１０.６.２　清除
删除共享边以及那些在边或顶点具有相同表面或曲线定义的顶点.删除所有多余的边、顶点以及不使用的几何图形不删除压印的边.
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10.6　编辑实体
１０.６.３　分离
用不相连的体将一个三维实体分割为几个独立的三维实体对象.
１０.６.４　抽壳
抽壳是用指定的厚度创建一个空薄层.用户可以为其指定一个固定的薄层厚度.通过选择面可以将这些面排除在壳外.一个三维实体只能有一个壳.通过将现有面移出其原位置来创建面.
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10.7　编辑实体的面
１０.７.１　拉伸面
任务:将图１０—５８(a)所示的实体模型修改成１０—５８(b)所示的图形.
目的:通过绘制此图形,学习“拉伸面”命令的使用.
知识的储备:UCS、视图、拉伸.
绘图步骤分解如下.
１.创建图１０—５８(a)实体
新建一张图纸,调整到主视图方向,调用“多段线”命令,按图示尺寸绘制“长方体”断面,再选择“建模”工具栏中的“拉伸”命令,视图方向调至西南等轴测方向,创建如图１０—５８(a)所示实体.
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10.7　编辑实体的面
２.拉伸面
(１)绘制拉伸路径.将坐标系的X—Y平面调整到底面上,坐标轴方向与“长方体”棱线平行,调用“多段线”命令,绘制拉伸路径线.
(２)拉伸面.
调用“拉伸面”命令:
(１)工具栏:“实体编辑”工具栏中的“拉伸面”按钮.
(２)下拉菜单:“修改”→“实体编辑”→“拉伸面”.
１０.７.２　移动面、旋转面、倾斜面
任务:将图１０—５９(a)所示的实体模型修改成１０—５９(b)所示的图形.
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10.7　编辑实体的面
目的:通过绘制此图形,学习移动面、旋转面、倾斜面命令的使用.
知识的储备:UCS、视图、拉伸、布尔运算.
绘图步骤分解如下.
１.绘制原图形
(１)创建“L”形实体块.建立一张新图,调整到主视图方向,用“多段线”命令按尺寸绘制 “L”形的端面,然后调用“拉伸”命令创建实体,并在其上表面捕捉棱边中点绘制辅助线AB.如图１０—６０(a)所示.
(２)创建腰圆形立体.在俯视图方向按尺寸绘制腰圆形端面,生成面域后,拉伸成实体,并在其上表面绘制辅助线CD,如图１０—６０(b)所示.
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10.7　编辑实体的面
(３)布尔运算.选择腰圆形立体,以CD的中点为基点移动到AB的中点处.然后用“L”形实体减去腰圆形实体.原图形绘制完成.
２.移动面
调用“移动面”命令:
(１)工具栏:“实体编辑”工具栏中的“移动面”按钮.
(２)下拉菜单:“修改”→“实体编辑”→“移动面”.
３.旋转面
调用“旋转面”命令:
(１)工具栏:“实体编辑”工具栏中的“旋转面”按钮.
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10.7　编辑实体的面
(２)下拉菜单:“修改”→“实体编辑”→“旋转面”.
４.倾斜面
调用“倾斜面”命令:
(１)工具栏:“实体编辑”工具栏中的“倾斜面”按钮.
(２)下拉菜单:“修改”→“实体编辑”→“倾斜面”.
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图 10 - 1
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图 10 - 9
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图 10 - 10
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图 10 - 11
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图 10 - 12
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图 10 - 13
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图 10 - 16
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图 10 - 23
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图 10 - 24
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图 10 - 25
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图 10 - 26
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图 10 - 28
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图 10 - 42
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图 10 - 43
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图 10 - 44
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图 10 - 45
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图 10 - 46
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图 10 - 58
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图 10 - 59
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图 10 - 60
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