CAD三维作图的基础知识

AutoCAD是当今最流行的绘图软件，它已从最早的2D阶段跨入了具有完善3D功能的阶段，但目前大部分用户还停留在2D阶段，其实它的3D功能十分强大并且简单易学。从2D到3D需掌握以下基础知识。

一、使用Vpoint命令定义视点

Vpoint是3D作图中最常使用的一条命令，选择不同的视点可以得到不同视角的立体图。与2D作图不同，在3D作图之前，必须使用Vpoint定义Z方向视点。欲形成三维图（指在X、Y、Z方向投影均不为0），视点的三个坐标值均不能为0。其中Z坐标值的正负决定了从X0Y平面上方或X0Y平面下方去观察空间图形。一般选择Z坐标值为正来定义视点，这样得到的立体图比较符合大多数人的习惯。此外，此时Z值的正负决定了空间坐标系Z轴的方向是向上或向下。在3D作图中使用的坐标系符合几何中的右手规则。

Vpoint选择如下：

Rotate———用X0Y平面中新X轴的改变角和新X0Y面对应原X0Y面的夹角定义新的UCS。

〈ViewPoint〉———定义新视点。

二、使用用户坐标系UCS

在2D绘图中，我们可以不使用UCS，但在3D作图中，必须使用UCS，而且要经常交换，才能使要描绘的物体在新的UCS中有一个合适的位置，然后再去构图。在同一幅3D图中，可以变换多次UCS，但只有一个WCS（世界坐标系）。UCS命令的参数如下：

Origin———用一个新点作为UCS的原点，不改变坐标轴的方向。

ZAxis———定义新的UCS的原点，并通过一个Z方向点定义新的UCS。当Z坐标为“＋”时，Z轴正向向上；当Z坐标为“－”时，Z轴正向向下。

3point———用三个点定义新的UCS，依次是原点、X轴正向点、Y轴正向点。

Entity———用用户选择的实体定义新的UCS。

View———使用View命令设置当前UCS。

X、Y、Z———绕X、Y、Z轴旋转某角度，形成新的UCS。其中：角度方向按左手规则确定，即大拇指指向所绕轴（如X轴）正向，按其余四指所指方向旋转角度为正，反之为负。绕X、Y、Z轴旋转时，X、Y、Z轴分别不变，而改变其余两轴的正向，但在屏幕上仅显示X、Y轴的指向（UCSICONΚON），旋转后新UCS仍然适合右手坐标系规则。

Prev———回返到前一个UCS。

Restore———恢复前面定义的UCS。

Save———存储你定义的UCS。

Del———删除指定的UCS。

？———列出定义的UCS。

使用UCS命令定义新的用户坐标系后，空间物体相对于用户的具体位置不变，仅改变坐标系，即在新的UCS中，以前构图的实体坐标仍在原来的UCS中，实体位置不随新的UCS改变而改变。

三、打开用户坐标系开关UCSICON

为了及时了解用户当前所处的用户坐标系UCS的方位，应将UCSICON的参数置于开状态即UCSICONΚON。

四、使用工作面3Dface

为了增加3D作图的效果，在制作3D模型之前，需要3Dface绘制一个工作面，并为其指定一个颜色。这样，上色后，物体有了底色，能够增加立体效果。

五、其它

1．关于2D命令：

在3D作图中所有的2D绘图命令都可以使用。除去LINE命令外，其它命令虽然可接受三维点，但仅第一次接受真正的三维点，后面则是与前面Z坐标等值的二维点，即可接受等Z值平面的三维点（Z轴不变），其余编辑命令的限制也基本如此。

2．使用颜色：

在3D作图中，表示不同部分的线条、平面应使用不同的颜色，以示区别，保证在使用SHADE或RENDER命令后其三维效果更加明显。

3．基本命令：

（1）为了使三维图形简洁，可使用HIDE命令消隐，但有时为了捕捉点需要所有的线条，此时可用REGEN命令恢复。

（2）CHPROP命令可修改三维实体的特征值（事实上它具有CHANGE命令的部分功能）。包括Color（颜色）、Layer（层）、LType（线型）、Thickness（厚度）。

4．几个约定：

在3D作图中，有些参数的正负满足一定的约定。一般情况下，物体的长、宽、高分别相对于X、Y、Z轴。当值为正时，就沿X、Y、Z正向改变实体的特征。反之，就沿坐标轴负方向绘制。厚度是相当于Z方向的值，角度在指定坐标平面符合右手规则时为正。

5．菜单：

R12中与3D绘图有关的命令基本上都在Render和Model两个下拉式菜单之中。但是在使用3D作图初期，还是从键盘输入命令为好，这样一则可以熟悉命令，二则可避免菜单提示的命令名不一致而引起的麻烦，特别是对汉化菜单，翻译不准确可能会引起二义性，即使翻译准确，由于系统只接受英文命令串，也应先熟悉命令后使用菜单，为日后对AutoCAD二次开发打下一个良好的基础。

6．3D作图的几个概念：

面域：在二维平面中封闭曲线所围成的区域，因为是面称为面域，是构成三维模型的基本元素。

实体：表示三维模型特征的点、线、面。

实心体：实心的三维体，可用SOLID命令或SOLIDIFY命令来绘制，可进行逻辑运算。

7．3D实体造型方法：

为了表示各种形状，AutoCAD采用三维造型方法是采用面域模型和实心体模型相结合的造型方法。在3D作图中用基本实心体或基本面域拉伸、旋转而成的实心体的并、交、差构成复杂的空间实心体。

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