在3D坐标下绘制三维对象有许多优势,比如可以从任意角度观察和打印模型,自动生成标准的和辅助的2D视图。一个3D对象包含了数学信息,它可用于工程分析,如有限元分析和计算机数控加工,阴影和渲染加强了对象的可视性。
利用AutoCAD,用户可以建立以下形式的三维模型。
1.线框模型
线框(wireframe)模型是三维对象的轮廓描述。它是用三维对象边框的顶点和邻边来表示形体,没有面和体的特征。在AutoCAD中,用户可以在三维空间中用二维绘图的方法建立线框模型。线框模型是表面和实体模型的基础,它的特点是结构简单、易于理解,但对线框模型不能进行消隐、渲染等操作。
2.表面模型
表面(surface)模型是用有向棱边围成的部分来定义形体表面,由面的集合来定义形体。表面模型是在线框模型的基础上,增加有关面边(环边)信息以及表面特征、棱边的连接方向等内容,从而可以满足面面求交,线、面消隐,明暗色彩图,数控加工等应用问题的需要。但在此模型中,形体究竟存在于表面的哪一侧,没有给出明确的定义,因而在物性计算、有限元分析等应用中,表面模型在形体的表示上仍然缺乏完整性。
3.实体模型
三维实体(solid)模型具有体的特征,用户可以对它进行挖孔、挖槽、倒角以及布尔运算等操作,可以分析实体模型的质量特征,如体积、**、惯性矩等,而且还能用构成实体模型的数据生成NC代码。实体模型可以按线框模型或表面模型的显示方式来显示。
由于可采用不同的方法来构造三维模型,并且每种编辑方法对不同的模型也产生不同的效果,因此建议不要混合使用建模方法。不同的模型类型之间只能进行有限的转换,即从实体到表面或从表面到线框。但不能从线框转换到表面,或从表面转换到实体。
6.3.1 3D坐标系
AutoCAD提供了两种坐标系:一种是单一固定的坐标系,被称为世界坐标系(WCS):另一种是用户定义的坐标系,叫做用户坐标系(UCS)。
1.世界坐标系
WCS是固定的,不可改变的。平面图形中的绘图环境系均在此WCS坐标系中。然而,由于在计算3D点时存在一定的困难,所以WCS并不适于多数3D应用。
2.用户坐标系
在UCS中,允许改变X、Y、Z轴的位置和方向。UCS命令可以重新定义图形的原点,建立X、Y轴的正方向。其结果是,虽然是在2D坐标中绘图,但实际效果是在3D空间中绘图。比如,使用WCS绘制一个倾斜的屋顶面,那么在这个倾斜屋顶平面上的每一个对象的每一点都需计算。但是如果将UCS的一个坐标面设在屋顶上,那么每一个对象画起来就是平面图了。熟练运用UCS可以减少建立3D对象时所需的计算,从而**、准确地绘制三维图形。
6.3.2观察三维模型
AutoCAD提供了在模型空间中,用于修改模型的观察方向的命令Vpoint、Dview和3Dorbit。
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