CAD三维建模和渲染.doc

目 录 第1章 CAD 绘制三维实体基础 3 1.1 三维几何模型分类 3 1.2 三维坐标系实例——三维坐标系、长方体、倒角、删除面 4 1.3 观察三维图形——绘制球、视图、三维动态观察器、布尔运算 10 1.4 创建基本三维实体实例—— 圆柱、圆锥 17 1.5 创建基本三维实体实例--环 18 1.6 通过二维图形创建实体——拉伸 20 1.7 通过二维图形创建实体——旋转 22 1.8 编辑实体——剖切、切割 24 1.9 编辑实体的面——拉伸面 28 1.10 编辑实体的面——移动面、旋转面、倾斜面 30 1.11 编辑实体的面——复制面、着色面 33 1.12 编辑三维实体——抽壳、复制边、对齐、着色边 35 1.13 编辑实体——压印、3D阵列、3D镜像、3D旋转 38 1.14 编辑实体——分割、清除、检查实体 42 1.15 实体编辑综合训练 43 第2章 三维转二维出图演示 51 第3章 着色和渲染处理 95 3.1 消隐和着色 96 3.1.1 消除对象的隐藏线 96 3.1.2 更改隐藏线的显示特性 97 3.1.3 着色图像 98 3.2 渲染模型 100 3.2.1 渲染工具栏 100 3.2.2 渲染对话框 101 3.3 课堂练习9-1：实体渲染 104 3.4 渲染选项 105 3.4.1 设置光源 105 3.4.2 设置场景 110 3.4.3 材质、材质库 110 3.4.4 贴图 112 3.4.5 设置背景 113 3.4.6 使用配景 114 3.4.7 雾化/深度设置 116 3.4.8 渲染配置和统计信息 116 4.5 课堂练习9-2：渲染水杯 117 第1章 CAD 绘制三维实体基础 AutoCAD除具有强大的二维绘图功能外，还具备基本的三维造型能力。若物体并无复杂的外表曲面及多变的空间结构关系，则使用AutoCAD可以很方便地建立物体的三维模型。本章我们将介绍AutoCAD三维绘图的基本知识。 1.1 三维几何模型分类 在AutoCAD中，用户可以创建3种类型的三维模型：线框模型、表面模型及实体模型。这3种模型在计算机上的显示方式是相同的，即以线架结构显示出来，但用户可用特定命令使表面模型及实体模型的真实性表现出来。 （1）线框模型(Wireframe Model) 线框模型是一种轮廓模型，它是用线（3D空间的直线及曲线）表达三维立体，不包含面及体的信息。不能使该模型消隐或着色。又由于其不含有体的数据，用户也不能得到对象的质量、重心、体积、惯性矩等物理特性，不能进行布尔运算。图11-1显示了立体的线框模型，在消隐模式下也看到后面的线。但线框模型结构简单，易于绘制。 （2）表面模型（Surface Model） 表面模型是用物体的表面表示物体。表面模型具有面及三维立体边界信息。表面不透明，能遮挡光线，因而表面模型可以被渲染及消隐。对于计算机辅助加工，用户还可以根据零件的表面模型形成完整的加工信息。但是不能进行布尔运算。如图11-2所示是两个表面模型的消隐效果，前面的薄片圆筒遮住了后面长方体的一部分。 （3）实体模型 实体模型具有线、表面、体的全部信息。对于此类模型，可以区分对象的内部及外部，可以对它进行打孔、切槽和添加材料等布尔运算，对实体装配进行干涉检查，分析模型的质量特性，如质心、体积和惯性矩。对于计算机辅助加工，用户还可利用实体模型的数据生成数控加工代码，进行数控刀具轨迹仿真加工等。如图11-3所示是实体模型。 1.2 三维坐标系实例——三维坐标系、长方体、倒角、删除面 AutoCAD的坐标系统是三维笛卡儿直角坐标系，分为世界坐标系（WCS）和用户坐标系（UCS）。图11-4表示的是两种坐标系下的图标。 图中“X”或“Y”的剪头方向表示当前坐标轴X轴或Y轴的正方向，Z轴正方向用右手定则判定。 缺省状态时，AutoCAD的坐标系是世界坐标系。世界坐标系是唯一的，固定不变的，对于二维绘图，在大多数情况下，世界坐标系就能满足作图需要，但若是创建三维模型，就不太方便了，因为用户常常要在不同平面或是沿某个方向绘制结构。如绘制图11-5所示的图形，在世界坐标系下是不能完成的。此时需要以绘图的平面为XY坐标平面，创建新的坐标系，然后再调用绘图命令绘制图形。 绘图步骤分解： 1.绘制长方体 调用长方体命令： 实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体] [长方体] 命令窗口：BOX ( AutoCAD提示： 指定长方体的角点或 [中心点(CE)] 0,0,0:在屏幕上任意点单击 指定角点或 [立方体(C)/长度(L)]:L ( //选择给定长宽高模式。 指定长