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第十章　三维图形绘制2
AutoCAD 2008提供多种显示三维图形的方法。在模型空间中，可以从任何方向观察图形，观察图形的方向叫视点。建立三维视图，离不开观察视点的调整，通过不同的视点，可以观察立体的不同侧面和效果。
一、视点设置
视点是指观察图形的基础位置，假定现在绘制了一个球体，如果当前位于平面坐标系，即Z轴垂直于屏幕，则此时仅能看到球体在XY平面上的投影（即一组同心圆和若干直线）。此时如果调整视点至当前坐标系上方，则可看到一个立体的球体，如图10-17所示。
用AutoCAD绘制二维图形，事实上所做的任何事情总是正对着XY平面。然而，在三维造型中，需要变化视点位置。有时需要观察模型的左边，有时需要观察模型的前面，而在多数时间将在这样一个视点操作，该视点允许同时看到3个面。为了满足这一要求，AutoCAD提供了从三维空间的任何方向设置视点的命令。
第四节　观察三维模型的方法
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1. 使用Vpoint命令确定视点
在三维空间中，为便于观察模型，可任意修改视点的位置。Vpoint命令用于控制视点的位置。AutoCAD系统默认的视点为（0，0，1）。即从（0，0，1）点（Z轴正向上）向（0，0，0）点（原点）观察模型。
要设置视点，可以选择【视图】|【三维视图】|【视点】命令，AutoCAD提示如下：
命令: _vpoint
当前视图方向: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000
指定视点或 [旋转(R)] ＜显示坐标球和三轴架＞:
其中
（1）指定视点：输入视点的X、Y和Z坐标值，该坐标值定义了观察视图的视点位置，观察者可以从空间向模型原点方向观察。表10-2列出了观察三维图形的方向。
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（2）旋转：使用两个角度指定新的方向。第一个角是在XY平面中与X轴的夹角，第二个角是与XY平面的夹角，位于XY平面的上方或下方。当选择该选项后，AutoCAD提示如下：
输入XY平面中与X轴的夹角＜当前值＞:
指定一个角度后，AutoCAD提示如下：
输入XY平面夹角＜当前值＞:
指定一个角度，AutoCAD将根据视点的变化更新图形。
（3）显示坐标球和三轴架：如果不输入任何坐标值而用按【Enter】键响应【指定视点】的提示，那么将出现坐标球和三轴架，如图10-18所示。坐标球位于屏幕的右上角，是一个二维显示的球体。中心点表示北极（0，0，1），其内环表示赤道，外环表示南极（0，0，-1），如图10-19所示。坐标球上显示有一个小十字光标，可以使用定点设备移动这个十字光标到球体的任意位置上。
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如果十字光标位于内环上，观察者将从赤道向下观察模型。如果十字光标位于外环上，观察者将从模型底部向上观察。当移动光标时，三轴架根据坐标球指示的观察方向旋转。如果要选择一个观察方向，需将定点设备移动到球体的一个位置上，然后按下拾取键或按【Enter】键，图形将根据视点位置的变化进行更新。
2. 使用Ddvpoint命令设置视点
选择【视图】|【三维视图】|【视点预置】命令（Ddvpoint），打开【视点设置】对话框，如图10-20所示，为当前视口设置视点。
如前所述，定义视点时需要两个角度：一个为XY平面上的角度，另一个为与XY平面的夹角，这两个角度组合决定了观察者相对于目标点的位置。
【视点设置】对话框中左边的图形代表视线在XY平面上的角度，右边的图形代表视线与XY平面的夹角。也可以通过该对话框中间的两个文本框来直接定义这两个参数，其初始值反映了当前视线的设置。
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如单击【设置为平面视图】按钮，则系统将相对于选定坐标系产生平面视图。
默认时，两个角度值都是相对于WCS坐标系的，要想相对于UCS坐标系定义角度，必须在【视点设置】对话框中选中【相对于UCS】单项按钮。
3. 使用【三维视图】菜单设置视点
选择【视图】|【三维视图】子菜单中的【俯视】、【仰视】、【左视】、【右视】、【主视】、【后视】、【西南等轴测】、【东南等轴测】、【东北等轴测】和【西北等轴测】命令，从多个方向来观察图形。
二、设置多视口
在绘制三维图形时，为方便用户从不同角度观察图形实体，允许在屏幕上划出多个绘图区域，也就是进行多视口配置。
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多视口配置用于在模型空间建立多个视口，允许用户对视口进行组合、布局、保存以及删除或调用已存储的视口。建立多个视口后，要激活任一视口，只需将鼠标箭头移进该视口并单击鼠标左键，被激活的视口即成为当前视口。
1. 启动
下拉菜单：【视图】|【视口】|弹出下拉菜单项|选择视口配置的数量。
命令行：Vports加【Enter】键。
2. 操作指南
执行以上任一命令，系统都会弹出【视口】对话框，如图10-21所示。
该对话框由【新建视口】和【命名视口】两个选项卡构成。
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（1）【新建视口】选项卡（如图10-21所示）。
◎新名称（N）：建立新的视口配置并保存。
◎标准视口（V）：列出AutoCAD提供的标准视口配置。
◎预览：显示用户选择的视口配置。
◎应用于（A）：将所选的视口配置于整个显示屏幕或者当前视口。
◎设置（S）：选择【二维】，则所有新视口的视点与当前视口一致；选择【三维】，则新视口的视点可选择设置为三维中的特殊视点。
◎修改视图（Ｃ）：用于从列表中选择视口配置代替已选择的视口配置。
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（2）【命名视口】选项卡（如图10-22所示）。
当用户在【新建视口】选项卡中赋予新视口配置某个名称并保存起来，进入【命名视口】选项卡，【命名视口】一栏将显示所有已存储的视口配置名称。选取某个视口配置后，【预览】栏即出现预览图。
三、使用三维动态观察器
在AutoCAD 2008中，选择【视图】|【动态观察】命令中的子命令，可以动态观察视图，各子命令的功能如下。
（1）【受约束的动态观察】命令（3DORBIT）：用于在当前视口中通过拖动光标指针来动态观察模型，观察视图时，视图的目标位置保持不动，相机位置（或观察点）围绕该目标移动（尽管在用户看来目标是移动的）。默认情况下，观察点会约束为沿着世界坐标系的XY平面或Z轴移动。
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（2）【自由动态观察】命令（3DFORBIT）：与【受约束的动态观察】命令类似，但是观察点不会约束为沿着XY平面或Z轴移动。当移动光标时，其形状也将随之改变，以指示视图的旋转方向。
（3）【连续动态观察】命令（3DCORBIT）：用于连续动态地观察图形。此时光标指针将变为一个由两条线包围的球体，在绘制区域单击并沿任何方向拖动光标指针，可以使对象沿着拖动的方向开始移动，释放鼠标按钮，对象将在指定的方向沿着轨道连续旋转。光标移动的速度决定了对象旋转的速度。单击或再次拖动鼠标可以改变旋转轨迹的方向。也可以在绘制窗口右击，并从弹出的快捷菜单中选择一个命令来修改连续轨迹的显示。
另外还可以使用相机观察三维动态。
在AutoCAD 2008中，使用相机功能可以在模型空间放置一台或多台相机来定义三位透视图。可以指定的相机属性如下。
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（1）位置：用于指定查看3D模型的起始点。可以把该位置作为用户观看3D模型所在的位置，以及查看目标位置的点。
（2）目标：用于通过在视图中心指定坐标来确定查看的点。
（3）镜头长度：镜头长度是传统相机术语，用于指定用度数表示的视野。镜头长度越大，视野越窄。
（4）前向与后向剪裁平面：如果启用剪裁平面，可以指定它们的位置。在相机视图中，相机和前向剪裁平面之间的任何对象都是隐藏的。同样，后向剪裁平面与目标之间的任何对象也都是隐藏的。
1. 创建相机
选择【视图】|【创建相机命令】或在【面板】选项板的【三维导航】选项组中单击【创建相机】按钮，可以在视图中创建相机。当指定了相机位置和目标位置后，命令行显示如下提示信息。
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输入选项[ /名称(N)/位置(LO)/高度(H)/目标(T)/镜头(LE)/剪裁(C)/视图(V)/退出(X)]＜退出＞:
在该命令提示下，可以指定创建的相机名称、相机位置、高度、目标位置、镜头长度、剪裁方式以及是否切换到相机视图。
2. 相机预览
在视图中创建相机后，选中相机时，将打开【相机预览】窗口，显示使用相机观察到的视图效果。在【视觉样式】下拉列表框中，可以设置预览窗口中图形的三维隐藏、三维线框、概念、真实等视觉样式，如图10-23所示。
另外，选择【视图】|【相机】|【调整视距】命令或【视图】|【相机】|【回旋】命令，也可以在视图中直接观察图形。
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四、观察三维图形
在AutoCAD中，使用【视图】|【缩放】、【视图】|【平移】子菜单中的命令可以缩放或平移三维图形，以观察图形的整体或局部。其方法与观察平面图形的方法相同。此外，在观察三维图形时，还可以通过旋转及消隐等方法来观察三维图形。
1. 消隐图形
在绘制三维曲面及实体时，在当前视口中将会显示一个线框。此时可以看见所有的直线，包括被其他对象遮盖的直线。为了更好地显示效果，可以选择【视图】|【消隐】命令（Hide），暂时隐藏位于实体背后的线框，如图10-24所示。
执行消隐操作之后，绘图窗口将暂时无法使用【缩放】和【平移】命令，直到选择【视图】|【重生成】命令重生成图形为止。
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2. 改变三维图形的曲线轮廓素线
当三维图形中包含弯曲面时（如球体和圆柱体等），曲面在线框模式下用线条的形式来显示，这些线条称为网线或轮廓素线。使用系统变量Isolines可以设置显示曲面所用的网线条数，默认值为12，即使用12条网线来表达每一个曲面。该值为0时，表示曲面没有网线，如果增加网线的条数，则会使图形看起来更接近三维实物，如图10-25所示。
3. 以线框显示实体轮廓
使用系统变量Dispsilh可以以线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值设置为1，并用【消隐】命令隐藏曲面的小平面，如图10-26所示。
4. 改变实体表面的平滑度
要改变实体表面的平滑度，可通过修改系统变量Facetres来实现。该变量用于设置曲面的面数，取值范围为0.01～10。其值越大，曲面越平滑，如图10-27所示。
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如果Dispsilh变量为1，那么在执行【消隐】、【渲染】命令时并不能看到Facetres设置效果，此时必须将Dispsilh设置为0。
五、操作实例——分别创建三维模型的主视图、俯视图、左视图和东南等测视图
本例首先绘制如图10-28所示模型，然后分别创建三维模型的主视图、俯视图、左视图和东南等测视图。设置完成后的效果如图10-29所示。
操作步骤：
（1）在【视图】菜单中选择【视口】，再选择【新建视口】。
（2）在【新名称】编辑框中输入“NEW”。
（3）在【标准视口】列表框中选择视口配置：【四个：相等】。
（4）在【设置】列表框中选择【三维】。
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（5）在【预览】框中单击左上角的视口，从【修改视图】列表框中选择【主视】。接下来分别在左下角、右上角和右下角的三个视口选择俯视图、左视图和东南测图。
（6）单击【确定】按钮关闭对话框。
当执行上述操作后，新创建的四个视口如图10-29所示。
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在AutoCAD中，可以使用直线、样线、3D多段线及三维网格等命名绘制简单的三维图形。
一、绘制三维点
1. 启动
下拉菜单：【标注】|【点】。
工具栏：【绘图】|【点】。
命令行：Point加【Enter】键。
2. 操作指南
执行以上任一命令后，在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三维点。
由于三维图形对象上的一些特殊点，如交点、中点等不能通过输入坐标的方法来实现，可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。
第五节　绘制三维点和曲线
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二维图形方式下的所有目标捕捉方式在三维图形环境中可以继续使用。不同之处在于，在三维环境下只能捕捉三维对象的顶面和底面的一些特殊点，而不能捕捉柱体等实体侧面的特殊点（即在柱状体侧面竖线上无法捕捉目标点），因为主体侧面上的竖线只是帮助显示的模拟曲线。
二、绘制直线和样条曲线
在三维空间中同样可以通过指定两个点来确定一条直线，如点（0，0，0）和点（1，1，1），这两个点之间的连线即是一条三维直线。
同样，在三维坐标系下，选择【绘图】|【样条曲线】命令，可以绘制复杂三维样条曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点。
三、绘制三维多段线
1. 启动
下拉菜单：【绘图】|【三维多段线】。
命令行：3Dpoly加【Enter】键。
第五节　绘制三维点和曲线
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2. 操作指南
执行以上任意命名，命令行都将提示如下。
命令: 3Dpoly
指定多段线的起点: //任意指定一个点
指定直线的端点或 [放弃(U)]: //指定多段线的下一端的位置
指定直线的端点或 [放弃(U)]: //指定多段线的下一端的位置
指定直线的端点或 [闭合(C)/放弃(U)]:
此时用户可以继续确定多段线的下一端的位置，也可以通过【闭合（C）】选项封闭三维多段线；通过【放弃（U）】选项放弃上次操作；如果按下【Enter】键，结束命令的执行。
与绘制二维多段线相比，绘制三维多段线过程中不能设置线宽，也不能绘制弧形。要闭合的三维多段线必须至少有两条线段。
第五节　绘制三维点和曲线
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绘制三维多段线后，用户可以使用Pedit命令编辑三维多段线。执行Pedit命令后，命令行提示如下。
命令:Pedit
选择多段线或 [多条(M)]: //选择要编辑的三维多段线
输入选项 [打开(O)/编辑顶点(E)/样条曲线(S)/非曲线化(D)/放弃(U)]:
上面各项的含义与对二维多段线执行Pedit命令时给出的同名项含义相同。
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