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第十章　三维图形绘制3
在AutoCAD 2008中可以创建多边形网格形式。由于网格面是平面的，因此网格只能近似于曲面。如果需要使用消隐、着色和渲染功能，而线框模型无法提供这些功能，但又不需要实体模型提供的物理特性（质量、体积、重心等），则可以使用网格。也可以使用网格创建不规则的几何体，如山脉的三维地形模型。
一、创建三维面
AutoCAD中有两个命令可以用来创建三维面，分别是3Dface和Pface，两者存在一些区别，下面分别介绍使用两个命令如何创建三维面。
1. 利用3Dface创建三维面
创建三维模型时，有时需要创建一些实心填充面以便消隐或着色，这些实心面用3Dface命令创建。用3Dface创建实心面的命令提示与Solid命令的提示相似。
第六节　绘制网格
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与Solid命令不同的是，3Dface命令可以为每一个角点指定不同的Z坐标，以创建空间的三维面。另外，还可以围绕一个对象沿顺时针或逆时针方向从一个角画到另一个角，而生产三维面。一个三维面由三个或四个点组成，代表一个曲面。AutoCAD提供了多种方式控制三维面各边的可见性。可以用多个三维面描述复杂的三维多边形，并告诉AutoCAD要绘制哪些边。如果要创建一个带有曲面的对象，就不能使用3Dface命令，但可以使用3Dmesh命令。
要绘制三维面，选择【绘图】|【建模】|【网格】|【三维面】命令，命令行提示如下。
命令: 3Dface
指定第一点或 [不可见(I)]:
指定第二点或 [不可见(I)]:
指定第三点或 [不可见(I)] ＜退出＞:
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指定第四点或 [不可见(I)] ＜创建三侧面＞:
指定第三点或 [不可见(I)] ＜退出＞:
指定第四点或 [不可见(I)] ＜创建三侧面＞:
如果要在一个命令行中绘制多个面，那么第一个面的后两个端点将成为第二个面的前两个端点，第二个面的后两个端点将成为第三个面的前两个端点，依此类推。
2. 利用Pface生成三维面
Pface命令用于创建任意拓扑形状的多变三维面，这个命令与3Dface命令相近，只不过用它创建的曲面内部边界不可见。与其他的网格曲面不同，3Dface命令可以指定任意数量的顶点及三维面。
在命令行中输入Pface，就可以绘制多边三维面。用户按命令提示逐一地输入组成网格的各个顶点，并记住提示中的顶点号。指定的顶点可以使二维点，也可以使三维的点，点之间的距离可为任意值。
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当所有的点输入完成后，按【Enter】键结束“指定顶点：”的提示，然后AutoCAD提示输入组成每个面的顶点号，可为每个面指定任意多个顶点，当该面定义完成后，按【Enter】键结束该面的定义。AutoCAD继续提示定义下一个面，直到所有的面都定义完成后，按【Enter】键结束Pface命令。
在创建多边三维面时，只要输入负数值的顶点号就可以使该点构成的边不可见。
二、创建三维网格
选择【绘图】|【建模】|【三维网格】命令（3Dmesh），可以创建任意形状的三维网格。首先，AutoCAD提示输入网格的行数（用M表示）与列数（用N表示），然后输入网格每个顶点的位置，该网格由M乘N个点组成。M和N的最小值为2，表明定义三维网格至少要4个点。M和N的最大值为256。网格顶点Z坐标可变使得3Dmesh成为构造不规则曲线、曲面的良好工具。
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一般情况下，除非Z坐标变化缓慢，否则网格将呈锯齿形。由于三维网格是一条多段线，圆弧可用Pedit命令修改锯齿形3D网格使之光滑。
三、创建旋转网格
选择【绘图】|【建模】|【网格】|【旋转网格】命令（Revsurf），可以通过绕指定的轴旋转对象创建旋转网格。图10-30所示即为使用Revsurf令生成的旋转网格。
旋转的对象叫做路径曲线，它可以是直线、圆弧、圆、二维多段线或三维多段线。由直线、圆弧或二维多段线组成的多个对象可用Pedit命令先组合成一个对象，然后可以用它创建一个单一的网格曲面，而不是多个网格曲面。生成旋转曲面的旋转轴可以是直线或二维多段线，而且可以是任意长度和沿任意方向。如果需要，在创建曲面后可删除旋转轴。建议使旋转轴长于路径曲线，这样在曲面生成后，便于删除旋转轴。
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1. 确定旋转正向
要想设置开始角非零，或夹角非整圆（360°），必须确定旋转正向。负位表示顺时针的角度，正值为逆时针角度。应用右手规则确定旋转方向。
根据右手规则，若右手大拇指指向旋转轴正向。右手与其他手指握起，它们的指向为旋转正向。
旋转轴的正向为：对象（旋转轴）上距其拾取点最近的端点，并指向另一端点。
2. 确定顶点密度
在Revsurf命令中，系统变量Surftab1和Surftab2分别用于控制网格的M值与N值。变量Surftab1的值决定了环绕旋转的面的数量，它是一个3～1 024之间的整数。变量Surftab2的值决定了路径曲线由多少段圆弧或圆组成。Surftab1和Surftab2的默认值均为6。
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如果路径曲线为非样条多段线，则每一直线段形成一个网格段并且每一圆弧段生成Surftab2段。
Surftab1和Surftab2越大，回旋曲面越光滑。但Surftab1和Surftab2越大，AutocAD生成和显示该曲而时越费时。若设定Surftab1和Surftab2非常大，将使AutocAD非常慢而且不一定好看。
四、创建直纹网格
选择【绘图】|【建模】|【网格】|【直纹网格】命令（Rulesurf），可以在两个对象之间创建直纹网格，组成直纹网格边的两个对象可以是直线、点、圆弧、圆、二维多段线、三维多段线或样条曲线。如果其中的一个对象是开放的，如直线或圆弧，那么另一个对象也必须是开放的。如果其中的一个对象是闭合的，如圆，那么另一个对象也必须是闭合的。一个点可以作为一个对象，而不必考虑另一个对象是开放的还是闭合的，但两个对象中只能有一个是点对象。
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使用Rulesurf命令可以创建一个M行、N列的网格，M值是一个定值，等于2，N值根据所需的面的数量改变。这个值可由系统变量Surftab1控制。默认状态下，Surftab1的值为6。
图10-31（b）为在图10-31（a）所示的两条曲线之间构成的直纹网格。
AutoCAD将根据所选的两个对象的类型创建直纹网格，需要注意的是，在选择两个对象时，要确保选择的两个对象在同一边，即要么都选左侧，要么都选右侧，否则生成的网格面会发生扭曲，图10-32所示即为选择的对象不在同一边时的情况。
五、创建平移网格
选择【绘图】|【建模】|【网格】|【平移网格】命令（Tabsurf），可以通过沿给定对象（方向矢量）拉伸路径曲线（轮廓线及距离生成曲面），从而创建平移网格。
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被拉伸的对象叫做路径曲线，可以是直线、圆弧、圆、椭圆、椭圆弧、二维多段线和三维多段线等单个对象。方向矢量可以是直线或开放的二维或三维多段线，它确定拉伸方向及距离。距离指定点最近的方向矢量的端点将沿着路径曲线生成曲面。平移网格创建完成后，可删除原来的方向矢量。与Rulesurf命令相似，系统变量Surftab1控制路径曲线的点数，Surftab1的默认值为6。
如图10-33所示，将图10-33（a）圈中的曲线沿直线方向平移，可得到图10-33（b）所示的平移网格。
六、创建边界网格
选择【绘图】|【建摸】|【网格】|【边界网格】命令（Edgesurf），可以构造一个三维边界网格，该边界网格由四条邻接边作为边界创建。使用Edgesurf命令创建边界网格，只需输入相应的四条边，这些边可以是圆弧、直线、多段线、样条曲线和椭圆弧。
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使用该命令时，要特别注意对象的选择顺序，若选择顺序不同，生成的网格（曲面）也不同。其次，各边必须分别为单个对象，而且要封闭起来，即各边首尾相连，但并不要求共面。
与Revsurf命令相同，在Edgesurf命令中，系统变量Surftab1和Surftab2控制网格的M值与N值。
例如，通过对图10-34（a）中的边界曲线使用【边界网格】命令，将得到图10-34（b）所示的效果。
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使用【绘图】|【建模】子菜单中的命令，或使用【面板】选项板的【三维制作】选项组，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三维实体。
一、绘制多段体
绘制多段体与绘制多段线的方法相同。多段体可以包括曲线线段，但是默认情况下轮廓始终为矩形。选择【绘图】|【建模】|【多段体】命令（Polysolid），或在【面板】选项板的【三维制作】选项组中单击【多段体】按钮，可以创建多段体或将对象转换为多段体，命令行提示如下。
指定起点或[对象(O)/高度(H)/宽度(w)/对正(J)]＜对象＞:
选择【高度】选项，可以设置多段体的高度；选择【宽度】选项，可以设置多段体的宽度；选择【对正】选项，可以设置多段体的对正方式，如左对正、居中和右对正，默认为居中对正。
第七节　绘制基本三维实体
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当设置了高度、宽度和对正方式后，可以通过指定点来绘制多段体，也可以选择【对象】选项将图形转换为多段体。
操作实例：绘制如图10-35所示的管状多段体。
本例主要使用Polysolid命令将圆转换为多段体。
操作步骤：
（1）选择【视图】|【三维视图】|【东南等轴测】命令，切换到三维东南等轴测视图。
（2）选择【绘图】|【圆心、半径】命令，绘制以点（0，0）为圆心，半径为200的圆。
（3）选择【绘图】|【建模】|【多段体】命令，绘制多段体，其命令行执行过程如下所示。
第七节　绘制基本三维实体
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命令: _Polysolid 高度 = 20.0000, 宽度 = 20.0000, 对正 = 右对齐
指定起点或 [对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J)] ＜对象＞: h
指定高度 ＜20.0000＞: 200
高度 = 200.0000, 宽度 = 20.0000, 对正 = 右对齐
指定起点或 [对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J)] ＜对象＞: w
指定宽度 ＜20.0000＞: 30
高度 = 200.0000, 宽度 = 30.0000, 对正 = 右对齐
指定起点或 [对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J)] ＜对象＞: j
输入对正方式 [左对正(L)/居中(C)/右对正(R)] ＜右对正＞: r
高度 = 200.0000, 宽度 = 30.0000, 对正 = 右对齐
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指定起点或 [对象(O)/高度(H)/宽度(W)/对正(J)] ＜对象＞:
//按下【Enter】键
选择对象: //拾取所绘的圆
绘制结果如图10-35（a）所示。
（4）选择【绘图】|【消隐】命令，绘制结果如图10-35（b）所示。
二、绘制长方体
选择【绘图】|【建模】|【长方体】命令（Box），或在【面板】选项板的【三维制作】选项组中单击【长方体】按钮，可以创建长方体或正方体表面。默认状态下，长方体表面的底面总是与当前的用户坐标系的XY平面平行。
第七节　绘制基本三维实体
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执行Box命令后，命令行显示如下提示：
指定第一个角点或 [中心(C)]:
默认情况下，可以根据长方体的某个角点位值创建长方体。当在绘图窗口中指定了一角点后，命令行将显示如下提示：
指定其他角点或 [立方体(C)/长度(L)]:
如果在该命令提示下直接指定另一角点，可以根据另一角点位值创建长方体。当在绘图窗口中指定角点后，如果该角点与第一个角点的Z坐标不一样，系统将阻止这两个角点作为长方体的对角线创建出长方体。如果第二个角点与第一个角点位于同一高度，系统则需要用户在【指定高度】提示下指定长方体的高度。
在命令行提示下，进择【立方体（C）】选项，可以创建立方体。创建时需要在【指定高度】提示下指定立方体的边长；选择【长度（L）】选项，可以根据长、宽、高创建长方体，此时，用户需要在命令提示行下依次指定长方体的长度、宽度和高度值。
第七节　绘制基本三维实体
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在创建长方体时，如果在命令行的【指定第一个角点［中心（C）］：】或提示下选择【中心（C）】选项，则可以根据长方体的中心点位置创建长方体。在命令行的【指定中心】提示信息下指定了中心点的位置后，将显示如下提示，用户可以参照【指定角点】的方法创建长方体。
指定角点或[立方体(C)/长度(L)]:
操作实例：绘制一个300×200×100的长方体，如图10-36所示。
本例主要是由Box命令绘制长方体。
操作步骤：
（1）选择【绘图】|【建模】|【长方体】命令（Box），命令行执行过程如下。
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命令: box
指定第一个角点或 [中心(C)]: 0,0,0
指定其他角点或 [立方体(C)/长度(L)]: l
指定长度: 300
指定宽度: 200
指定高度或 [两点(2P)]: 100
（2）选择【视图】|【三维视图】|【东南等轴测】命令，在三维视图中观察绘制的长方体，效果如图10-36所示。
三、绘制楔体
选择【绘图】|【建模】|【楔体】命令（Wedge），或在【面板】选项板的【三维制作】选项组中单击【楔体】按钮，用于创建矩形楔体表面。使用该命令绘制楔体表面的方法与绘制长方体表面很相似，这里就不再详述。
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四、绘制圆柱体
在AutoCAD 2008中可以创建一个以圆或椭圆为底面和顶面的圆柱体或椭圆柱体，如图10-37所示。
选择【绘图】|【建模】|【圆柱体】命令（Cylidner），或在【面板】选项板的【三维制作】选项组中单击【圆柱体】按钮，命令行将显示如下提示：
指定底面的中心点或 [三点(3P)/两点(2P)/相切 相切 半径(T)/椭圆(E)]:
默认情况下，可以通过指定圆柱体底面的中心点位值来绘制圆柱体。在命令行的【指定底面半径或［直径（D）］：】提示下指定圆柱体基面的半径或直径后，命令行显示如下提示：
指定高度或 [两点(2P)/轴端点(A)]:
第七节　绘制基本三维实体
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可以直接指定圆柱体的高度，根据高度创建圆柱体；也可以选择【轴端点（A）】选项，根据圆柱体另一底面的中心位置创建圆柱体，此时两中心点位置的连线方向为圆柱体的轴线方向。
当执行Cylidner命令时，如果在命令行提示下选择【椭圆（E）】选项，可以绘制椭圆柱体。此时，用户首先需要在命令行的【指定第一个轴的端点或［中心（C）］：】提示下指定基面上的椭圆形状（其操作方法与绘制椭圆相似），然后在命令行的【指定高度或［两点（2P）/轴端点（A）］：】提示下指定圆柱体的高度或另一个圆心位置即可。
五、绘制圆锥体
在AutoCAD 2008中同样可以创建一个以圆或椭圆为底面的圆锥体或椭圆锥体，如图10-38所示。选择【绘图】|【建模】|【圆锥体】命令（Cone），或在【面板】选项板的【三维制作】选项组中单击【圆锥体】按钮，可以绘制圆锥体或椭圆锥体。
第七节　绘制基本三维实体
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命令行显示如下提示：
指定底面的中心点或 [三点(3P)/两点(2P)/相切 相切 半径(T)/椭圆(E)]:
在该提示信息下，如果直接指定点即可绘制圆锥体，此时需要在命令行的【指定底面半径或［直径（D）］：】提示信息下指定圆锥体底面的半径或直径，以及在命令行的【指定高度或［两点（2P）/轴端点（A）/顶面半径（T）］：】提示下指定圆锥体的高度或圆锥体的锥顶点位置。如果选择【椭圆（E）】选项，则可以绘制椭圆锥体；此时需要先确定椭圆的形状（方法与绘制椭圆的方法相同），然后在命令行的【指定高度或［两点（2P）轴端点（A）顶面半径（T）］：】提示信息下，指定圆锥体的高度或顶点位置即可。
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六、绘制棱锥面
选择【绘图】|【建模】|【棱锥面】命令（Pyramid），或在【面板】选项板的【三维制作】选项组中单击【棱锥面】按钮，用于创建棱锥面。同样，默认状态下，棱锥面的底面也与当前的用户坐标系的XY平面平行。图10-39所示即为一个典型的棱锥面。
绘制棱锥面时，命令行显示如下提示：
指定底面的中心点或 [边(E)/侧面(S)]:
在该提示信息下，如果直接指定点即可绘制棱锥面，此时需要在命令行的【指定底面半径或［内接（I）］：】提示信息下指定棱锥面底面的半径，以及在命令行的【指定高度或［两点（2P）/轴端点（A）/顶面半径（T）］：】提示下指定棱锥面的高度或棱锥面的锥顶点位置。
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如果选择【顶面半径（T）】选项，可以绘制有顶面的棱锥面，在【指定顶面半径：】提示下输入顶面的半径，在【指定高度或［两点（2P）／轴端点（A）］：】提示下指定棱锥面的高度或棱锥面的锥顶点位值即可。
七、绘制球体
选择【绘图】|【建模】|【球体】命令（Sphere），或在【面板】选项板的【三维制作】选项组中单击【球体】按钮，都可以绘制球体，如图10-40所示。这时只需要在命令行的【指定中心点或［三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）］：】提示信息下指定球体的球心位置，在命令行的【指定半径或［直径（D）］：】提示信息下指定球体的半径或直径就可以了。
第七节　绘制基本三维实体
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八、绘制圆环体
选择【绘图】|【建模】|【圆环体】命令（Torus），或在【面板】选项板的【三维制作】选项组中单击【圆环体】按钮，都可以绘制与轮胎内胎相似的圆环实体。
操作实例：绘制一个圆环半径为200，圆管半径为50的圆环体，如图10-42所示。
本例主要使用Torus命令绘制圆环体。
操作步骤：
（1）选择【绘图】|【建模】|【圆环体】命令，命令行执行过程如下所示。
命令: _torus
指定中心点或 [三点(3P)/两点(2P)/相切 相切 半径(T)]: 0,0,0
指定半径或 [直径(D)] ＜100.0000＞: 200
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指定圆管半径或 [两点(2P)/直径(D)] ＜30.0000＞: 50
（2）选择【视图】|【三雏视图】|【西南等轴测】命令，为了能够观看效果，选择【视图】| 【消隐】，最后在三维视图中观察绘制的圆环体，效果如图10-43所示。
第七节　绘制基本三维实体
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