第1章 CAD 绘制三维实体基础 ....................................................................................................... 1
1.1 三维几何模型分类 ........................................................................................................................ 1 1.2 三维坐标系实例——三维坐标系、长方体、倒角、删除面 .................................................... 2 1.3 观察三维图形——绘制球、视图、三维动态观察器、布尔运算............................................. 8 1.4 创建基本三维实体实例—— 圆柱、圆锥 ................................................................................ 14 1.5 创建基本三维实体实例--环........................................................................................................ 16 1.6 通过二维图形创建实体——拉伸 .............................................................................................. 17 1.7 通过二维图形创建实体——旋转 .............................................................................................. 20 1.8 编辑实体——剖切、切割 .......................................................................................................... 21 1.9 编辑实体的面——拉伸面 .......................................................................................................... 26 1.10 编辑实体的面——移动面、旋转面、倾斜面 ........................................................................ 28 1.11 编辑实体的面——复制面、着色面 ........................................................................................ 31 1.12 编辑三维实体——抽壳、复制边、对齐、着色边 ................................................................ 33 1.13 编辑实体——压印、3D阵列、3D镜像、3D旋转 ............................................................... 36 1.14 编辑实体——分割、清除、检查实体 .................................................................................... 39 1.15 实体编辑综合训练 .................................................................................................................... 41 第2章 三维转二维出图演示 ................................................................................................................. 49 第3章 着色和渲染处理 ......................................................................................................................... 93
3.1 消隐和着色 ................................................................................................................................ 94
3.1.1 消除对象的隐藏线 ......................................................................................................... 94 3.1.2 更改隐藏线的显示特性 ................................................................................................. 95 3.1.3 着色图像 ......................................................................................................................... 95 3.2 渲染模型 .................................................................................................................................... 97
3.2.1 渲染工具栏 ..................................................................................................................... 97 3.2.2 渲染对话框 ..................................................................................................................... 98 3.3 课堂练习9-1：实体渲染 ........................................................................................................ 102 3.4 渲染选项 .................................................................................................................................. 103
3.4.1 设置光源 ....................................................................................................................... 103 3.4.2 设置场景 ....................................................................................................................... 107 3.4.3 材质、材质库 ............................................................................................................... 108 3.4.4 贴图 ............................................................................................................................... 110 3.4.5 设置背景 ........................................................................................................................ 111 3.4.6 使用配景 ....................................................................................................................... 112 3.4.7 雾化/深度设置 .............................................................................................................. 113 3.4.8 渲染配置和统计信息 ................................................................................................... 114 4.5 课堂练习9-2：渲染水杯 ........................................................................................................ 114
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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、三维模型的分类及三维坐标系；
2、三维图形的观察方法； 3、创建基本三维实体；
4、由二维对象生成三维实体；
5、编辑实体、实体的面和边；
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。
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图11-1 线框模型
图11-2 表面模型
（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。
图11-3 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。
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世界坐标
图11-4 表示坐标系的图标
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。
用户坐标系
任务：绘制如图11-5所示的实体。
目的：通过绘制此图形，学习长方体命令、实体倒角、删除面命令和用户坐标系 的建立方法。
知识的储备：基本绘图命令和对象捕捉、对象追踪的应用。
图11-5 在用户坐标系下绘图
绘图步骤分解：
1.绘制长方体 调用长方体命令： 实体工具栏：
3
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。 指定长度: 30 指定宽度: 20 指定高度: 20
绘制出长30，宽20，高20的长方体，如图11-6所示。
2.倒角
用于二维图形的倒角、圆角编辑命令在三维图中仍然可用。单击“编辑”工具栏上的倒角按钮，
调用倒角命令： 命令: _chamfer
(“修剪”模式) 当前倒角距离 1 = 0.0000，距离 2 = 0.0000
选择第一条直线或 [多段线(P)/距离(D)/角度(A)/修剪(T)/方式(M)/多个(U)]:在AB直线上单击 基面选择...
输入曲面选择选项 [下一个(N)/当前(OK)] <当前>: //选择默认值。 指定基面的倒角距离: 12
指定其他曲面的倒角距离 <12.0000>: //选择默认值12。 选择边或 [环(L)]:在AB直线上单击 结果如图11-7所示。
图11-6 绘制长方体
图11-7 长方体倒角
3.移动坐标系，绘制上表面圆
因为AutoCAD只可以在XY平面上画图，要绘制上表面上的图形，则需要建立用户坐标系。
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由于世界坐标系的XY面与CDEF面平行，且X轴、Y轴又分别与四边形CDEF的边平行，因此只要把世界坐标系移到CDEF面上即可。移动坐标系，只改变坐标原点的位置，不改变X、Y轴的方向。如图11-8所示。 （1）移动坐标系
在命令窗口输入命令动词“UCS”，AutoCAD提示： 命令: ucs
当前 UCS 名称: *世界* 输入选项
[新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)] <世界>: M //选择移动选项。 指定新原点或 [Z 向深度(Z)] <0,0,0>: <对象捕捉 开>选择F点单击 也可直接调用“移动坐标系”命令： UCS工具栏： 下拉菜单：[工具][移动UCS（V）] （2）绘制表面圆
打开“对象追踪”、“对象捕捉”， 调用圆命令，捕捉上表面的中心点，以5 为半径绘制上表面
的圆。结果如图11-9所示。 4.三点法建立坐标系，绘制斜面上圆 （1）三点法建立用户坐标系 命令窗口输入命令动词“UCS” 命令: ucs
当前 UCS 名称: *没有名称*
输入选项 [新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)] <世界>: N //新建坐标系。
指定新UCS的原点或[Z轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z] <0,0,0>: 3 //选择三点方式。 指定新原点 <0,0,0>:在H点上单击
在正 X 轴范围上指定点 <50.9844,-27.3562,12.7279>:在G点单击
在 UCS XY 平面的正 Y 轴范围上指定点 <49.9844,-26.3562,12.7279>:在C点单击
也可用下面两种方法直接调用“三点法”建立用户坐标系 UCS工具栏： 5 下拉菜单：[工具][新建UCS（W）][三点（3）] （2）绘制圆
方法同第3步，结果如图11-9所示。
图11-8 改变坐标系
图11-9 绘制上表面圆
5.以所选实体表面建立UCS，在侧面上画圆 （1）选择实体表面建立UCS
在命令窗口输入UCS，调用用户坐标系命令： 命令: ucs
当前 UCS 名称: *世界*
输入选项 [新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)] <世界>: N
指定UCS的原点或[Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z]<0,0,0>:F 选择实体对象的面:在侧面上接近底边处拾取实体表面
输入选项 [下一个(N)/X 轴反向(X)/Y 轴反向(Y)] <接受>: //接受图示结果。 结果如图11-10所示。 （2）绘制圆
方法同上步，完成图11-5所示图形。
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图11-10 绘制侧面上圆
补充知识：
1.本例介绍了建立用户坐标系常用的三种方法，在UCS命令中有许多选项:
[新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)] ,各选项功能如下：
(1)新建(N)：创建一个新的坐标系，选择该选项后，AutoCAD继续提示： 指定新 UCS 的原点或 [Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z] <0,0,0>:
指定新UCS 的原点：将原坐标系平移到指定原点处，新坐标系的坐标轴与原坐标系的坐标轴
方向相同。
Z 轴(ZA)：通过指定新坐标系的原点及Z轴正方向上的一点来建立坐标系。
三点(3)：用三点来建立坐标系，第一点为新坐标系的原点，第二点为X轴正方向上的一点，
第三点为Y轴正方向上的一点。
对象(OB)：根据选定三维对象定义新的坐标系。此选项不能用于下列对象：三维实体、三维多
段线、三维网格、视口、多线、面域、样条曲线、椭圆、射线、构造线、引线、多行文字。对于非三维面的对象，新 UCS 的 XY 平面与绘制该对象时生效的 XY 平面平行，但 X 轴和 Y 轴可作不同的旋转。如选择圆为对象，则圆的圆心成为新 UCS 的原点。X 轴通过选择点。 面(F)：将 UCS 与实体对象的选定面对齐。在选择面的边界内或面的边上单击，被选中的面将
亮显，UCS 的 X 轴将与找到的第一个面上的最近的边对齐。
视图(V)：以垂直于观察方向的平面为XY平面，建立新的坐标系。UCS原点保持不变。 X/Y/Z：将当前 UCS绕指定轴旋转一定的角度。
(2)移动(M)：通过平移当前 UCS 的原点重新定义 UCS，但保留其 XY 平面的方向不变。 (3)正交(G)：指定 AutoCAD 提供的六个正交 UCS 之一。这些 UCS 设置通常用于查看和编辑三维模型。如图11-11所示。
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图11-11 绘制侧面上圆
(4)上一个(P)：恢复上一个UCS。AutoCAD 保存创建的最后 10 个坐标系。重复“上一个”选项逐步返回上一个坐标系。
(5)恢复(R)：恢复已保存的 UCS 使它成为当前 UCS；恢复已保存的 UCS 并不重新建立在保存 UCS 时生效的观察方向。
(6)保存(S)：把当前 UCS 按指定名称保存。
(7)删除(D)：从已保存的用户坐标系列表中删除指定的 UCS。
(8)应用(A)：其他视口保存有不同的 UCS 时；将当前 UCS 设置应用到指定的视口或所有活动视口。
(9)?：列出用户定义坐标系的名称，并列出每个保存的 UCS 相对于当前 UCS 的原点以及 X、Y 和 Z 轴。
(10)世界(W)：将当前用户坐标系设置为世界坐标系。
2.如果倒角或圆角所创建的面不合适，可使用 “删除面”命令删除，调用删除面命令方法： 实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][删除面] 1.3 观察三维图形——绘制球、视图、三维动态观察器、布尔运算
在绘制三维图形过程中，常常要从不同方向观察图形，AutoCAD默认视图是XY平面，方向为
Z轴的正方向，看不到物体的高度。AutoCAD提供了多种创建3D视图的方法沿不同的方向观察模型，比较常用的是用标准视点观察模型和三维动态旋转方法。我们这里只介绍这两种常用方法。标准视点观察实体工具栏如图11-12所示。
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图11-12 视图工具栏
任务：绘制如图11-13所示的物体
图11-13 股子
目的：通过绘制此物体，掌握用标准视点和用三维动态观察器旋转方法观察模型，使用圆角命令、布尔运算等编辑三维实体的方法。
知识的储备：基本绘图命令、使用对象捕捉、建立用户坐标系
绘图步骤分解：
1．绘制正方体
（1）新建两个图层： 层 名 颜色 线 型 线宽
实体层 白色 Continues 默认
辅助层 黄色 Continues 默认
并将实体层作为当前层。
单击“视图”工具栏上“西南等轴测”按钮，将视点设置为西南方向。 （2）绘制正方体
在“实体”工具栏上单击“长方体”按钮，调用长方体命令： 命令: _box
指定长方体的角点或 [中心点(CE)] <0,0,0>:在屏幕上任意一点单击 指定角点或 [立方体(C)/长度(L)]: C //绘制立方体。
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指定长度: 20
结果如图11-14所示。 2．挖上表面的一个球面坑 （1）移动坐标系到上表面 （2）绘制球 调用球命令： 实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体] [球体] 命令窗口：SPHERE 当前线框密度: ISOLINES=4 //说明当前轮廓素线网格线数为4。 指定球体球心 <0,0,0>: 利用双向追踪捕捉上表面的中心 指定球体半径或 [直径(D)]:5 结果如图11-15所示。 （3）布尔运算
差集运算：通过减操作从一个实体中去掉另一些实体得到一个实体。 调用命令方法：
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][差集] 命令窗口：SUBTRACT Autocad提示:
命令: _subtract 选择要从中减去的实体或面域... 选择对象:在立方体上单击 找到 1 个
选择对象: //结束被减去实体的选择。 选择要减去的实体或面域 ..
选择对象:在球体上单击 找到 1 个
选择对象: //结束差运算。 结果如图11-16所示。
图11-14 立方体 图11-15 绘制球
3．在左侧面上挖两个点的球面坑
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图11-16 挖坑
（1）旋转UCS 调用UCS命令： 命令: _ucs
当前 UCS 名称: *没有名称* 输入选项
[新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)] <世界>: N
指定新UCS的原点或[Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z] <0,0,0>: X 指定绕 X 轴的旋转角度 <90>: （2）确定球心点
在“草图设置”对话框中选择“端点”和“节点”捕捉，并打开“对象捕捉”。 选择辅助层，调用直线命令，连接对角线。 运行“绘图”菜单下的“点”“定数等分”命令，将辅助直线3等分，结果如图11-17（a）所示。 （3）绘制球
捕捉辅助线上的节点为球心，以4为半径绘制两个球。 （4）差集运算 调用“差集”命令，以立方体为被减去的实体，两个球为减去的实体，进行差集运算,结果如图11-17（b）所示。
图11-17 挖两点坑
以同样的方法绘制前表面上的三点孔，如图11-18所示。 4．绘制底面上六个点的球面坑
(a)
(b)
（1）单击“三维动态观察器”工具栏上的“三维动态观察”按钮，激活三维动态观察器视
图，屏幕上出现弧线圈，将光标移至弧线圈内，出现球形光标，向上拖动鼠标，使立方体的下表面转到上面全部可见位置。按 ESC 键或 ENTER 键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单退出，如图11-19所示。
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图11-18 绘制三点坑
图11-19 三维动态观察
（2）同创建两点坑一样，将上表面作为XY平面，建立用户坐标系，绘制作图辅助线，定出六个球心点，再绘制六个半径为3的球，然后进行布尔运算，结果如图11-20所示。
5．用同样的方法，调整好视点，挖制另两面上的四点坑和五点坑，结果如图11-21所示。
图11-20 挖六点坑 图11-21 挖坑完成
6．各棱线圆角
（1）倒上表面圆角
单击“编辑”工具栏上的“圆角”按钮，调用圆角命令： 命令: _fillet
当前设置: 模式 = 修剪，半径 = 6.0000
选择第一个对象或 [多段线(P)/半径(R)/修剪(T)/多个(U)]:选择上表面一条棱线 输入圆角半径 <6.0000>: 2
选择边或 [链(C)/半径(R)]: 选择上表面另三条棱线 选择边或 [链(C)/半径(R)]: 已选定 4 个边用于圆角。
结果如图11-22所示。 （2）倒下表面圆角
单击“三维动态观察器”工具栏上的“三维动态观察”按钮，调整视图方向，使立方体的下表面转到上面四条棱线全可见位置。然后调用圆角命令，选择四根棱线，倒下表面的圆角，结果如图11-23所示。
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（3）再次调用圆角命令，同时启用“三维动态观察”功能，选择侧面的四条棱线，以半径为2倒圆角。
（4）删除辅助线层上的所有辅助线和辅助点，完成图如图11-12所示。
提示、注意、技巧：
这里倒圆角时不可以为12条棱线一次倒圆角，因为AutoCAD内部要为圆角计算，会发生运算错误，导致圆角失败。 7．观察图形
打开视图菜单下的消隐模式，分别单击图11-13所示的“视图工具栏”上的各按钮，以不同方向观察图形的变化。
图11-22 长方体圆角 图11-23 长方体圆角
补充知识：
1．改变三维图形曲面轮廓素线
系统变量“ISOLINES”是用于控制显示曲面线框弯曲部分的素线数目。有效整数值为 0 到 2047，初始值为4。如图11-24是“ISOLINES”值为4和12时圆柱的“线框”显示形式。
2．布尔运算
ISOLINES=4
ISOLINES=12
图11-24 ISOLINES对图形显示的影响
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在AutoCAD中，三维实体可进行并集、差集、交集三种布尔运算，创建复杂实体。 （1）并集运算：将多个实体合成一个新的实体，如图11-25(b)所示。 命令调用：
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][并集] 命令窗口：UNION （2）交集运算：从两个或多个实体的交集创建复合实体并删除交集以外的部分，如图11-25（c）所示。
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][交集] 命令窗口：INTERSECT
(a) (b) (c)
图11-25 布尔运算
3、三维动态观察器 单击“三维动态观察器”工具栏上的“三维动态观察”按钮，激活三维动态观察器视图时，屏幕上出现弧线圈，当光标移至弧线圈内、外和四个控制点上时，会出现不同的光标形式：
光标位于观察球内时，拖动鼠标可旋转对象。
光标位于观察球外时，拖动鼠标可使对象绕通过观察球中心于屏幕的轴转动。
光标位于观察球上下小圆时，拖动鼠标可使视图绕通过观心的水平轴旋转。
光标位于观察球左右小圆时，拖动鼠标可使视图绕通过观心的垂直轴旋转
察球中且垂直
察球中
1.4 创建基本三维实体实例—— 圆柱、圆
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图11-26 电视塔
锥
任务：绘制如图11-26所示的实体。
目的：通过绘制此图形，学习圆柱、圆锥命令的使用。 知识的储备：球命令、视图、布尔运算。
绘图步骤分解：
该图形是由圆柱、圆锥、球组合而成的，球的中心、圆柱、圆锥的轴线在同一中心线上。 1．绘制基座——圆柱
（1）设置视图方向为“西南等轴测”方向。 （2）设置线框密度 命令: isolines
输入 ISOLINES 的新值 <4>: 20↙ （3）绘制圆柱
实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体][圆柱] 命令窗口： CYLINDER AutoCAD提示： 命令: _cylinder
当前线框密度: ISOLINES=20
指定圆柱体底面的中心点或 [椭圆(E)] <0,0,0>: //选择默认 指定圆柱体底面的半径或 [直径(D)]: 80↙ 指定圆柱体高度或 [另一个圆心(C)]: 10↙ 2．绘制圆锥
实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体][圆锥] 命令窗口： CONE AutoCAD提示： 命令: _cone
当前线框密度: ISOLINES=20
指定圆锥体底面的中心点或 [椭圆(E)] <0,0,0>: 0,0,10 //底面中心在圆柱上表面中心 指定圆锥体底面的半径或 [直径(D)]: 50 指定圆锥体高度或 [顶点(A)]: 800 3．绘制球
单击实体工具栏上的球图标，调用球命令： 命令:SPHERE
当前线框密度: ISOLINES=20
指定球体球心 <0,0,0>: 0,0,250
指定球体半径或 [直径(D)]: 80 //完成底下球的绘制。 命令: //再次调用球命令。 命令:SPHERE
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当前线框密度: ISOLINES=20 指定球体球心 <0,0,0>: 0,0,450 指定球体半径或 [直径(D)]: 50 4．布尔运算
单击实体编辑工具栏上的并集按钮，调用并集命令: 命令 _union
选择对象:窗口选择各个对象 找到 4 个 选择对象:
完成图如图11-26所示。
补充知识：
1．圆柱命令中的选项：
椭圆(E)：绘制截面为椭圆的柱体或锥体，如图11-3所示。
另一个圆心(C)：根据圆柱体另一底面的中心位置创建圆柱体，两中心点连线方向为圆柱体的轴线方向。
2．圆锥命令中的选项： 椭圆(E)：同圆柱命令。
顶点(A)：根据圆锥体顶点与底面的中心连线方向为圆锥体的轴线方向创建圆锥体。
提示、注意、技巧：
创建这种较规则的实体模型时，最好利用坐标点确定位置，这样操作起来较为方便。
1.5 创建基本三维实体实例--环
任务：绘制如图11-27所示的实体。
目的：通过绘制此图形，学习绘制环命令的使用。 知识的储备：视图、布尔运算。
绘图步骤分解：
1．绘制大圆环
（1）将视图调整到西南等轴测方向。 （2）调用环命令：
实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体][圆环体]
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图11-27 环
命令窗口： TORUS 命令: _torus
当前线框密度: ISOLINES=4 指定圆环体中心 <0,0,0>: 指定圆环体半径或 [直径(D)]: 100 指定圆管半径或 [直径(D)]: 2 2．绘制环珠
（1）调整坐标系方向，如图11-28所示。 （2）绘制橄榄球
单击“实体工具栏”上环按钮，调用环命令： 命令: _torus
当前线框密度: ISOLINES=4 指定圆环体中心 <0,0,0>: 100,0,0 指定圆环体半径或 [直径(D)]: -20 指定圆管半径或 [直径(D)]: 30 3．阵列环珠
调整视图方向到俯视图方向，如图11-29所示。改工具栏”上“阵列”命令，以大环的中心为阵列360度范围内阵列环珠，个数为8个，完成图如11-27
提示、注意、技巧：
1．在绘制环时，如果给定环半径大于圆管半径，的是正常的环。如果给定环的半径为负值，并且圆大于环半径的绝对值，则绘制的是橄榄形。
2．阵列对象时，如果阵列对象分布在一个平面上，则可将XY平面调整到该平面上，利用平面的“阵列”命令阵列对象，这样比用3D阵列命令（后面介绍）方便得多。
图11-29 阵列准备图11-28 绘制环珠
调用“修中心，在所示。
则绘制管半径
1.6 通过二维图形创建实体——拉伸
任务：绘制如图11-30所示的实体。
目的：通过绘制此图形，学习拉伸命令的使用。 知识的储备：视图、布尔运算。
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绘图步骤分解：
图11-30 拱形体
1．画端面图形
（1）调用矩形命令，绘制长方形，长100，宽80。
（2）调用圆命令，绘制直径为60的圆。将视图方向调整到“西南等轴测”方向，如图11-31所示。 （3）创建面域 调用面域命令：： 绘图工具栏： 下拉菜单：[绘图][面域] 命令窗口：REGION AutoCAD提示：
选择对象: 选择长方形和圆 找到 2 个
选择对象: //结束选择 已提取 2 个环。 已创建 2 个面域。 （4）布尔运算
单击“实体编辑工具栏”上的差集运算命令按钮，用长方形面域减去圆形面域，结果如图11-32所示。
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图11-32 面域计算
图11-31 绘制长方形和圆
2．拉伸面域 调用拉伸命令：
实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体][拉伸] 命令窗口： EXTRUDE AutoCAD提示： 命令: _extrude
当前线框密度: ISOLINES=4
选择对象:在面域线框上单击 找到 1 个
选择对象: 指定拉伸高度或 [路径(P)]: 20 指定拉伸的倾斜角度 <0>: 完成图形如图11-30所示。
补充知识：
1．命令选项：
路径(P)：对拉伸对象沿路径拉伸。可以为路径的对象有：直线、圆、椭圆、圆弧、椭圆弧、多段线、样条曲线等。
2．可以拉伸的对象有：圆、椭圆、正多边形、用矩形命令绘制的矩形、封闭的样条曲线、封闭的多段线、面域等。
3．路径与截面不能在同一平面内，二者一般分别在两个相互垂直的平面内，如图11-33所示。圆为拉伸对象，样条曲线和矩形为路径。
4．当指定拉伸高度为正时，沿Z轴正方向拉
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图11-33 路径拉伸
伸；当
图11-34 旋转实体
给定高度值为负时，沿Z轴反方向拉伸。 5．拉伸的倾斜角度：在-90°和+90°之间。
6．含有宽度的多段线在拉伸时宽度被忽略，沿线宽中心拉伸。含有厚度的对象，拉伸时厚度被忽略。
1.7 通过二维图形创建实体——旋转
任务：绘制如图11-34所示的实体模型。
目的：通过绘制此图形，学习旋转命令的使用。 知识的储备：视图。
绘图步骤分解：
1、画回转截面
新建一张图，视图方向调整到主视图方向，调用“多段线”命令，绘制图11-35（a）所示的封闭图形，再绘制辅助直线AC，BD，如图11-35（b）所示。
2、旋转生成实体 调用旋转命令：
（a） （b）
图11-35 绘制截面
实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体][旋转] 命令窗口： REVOLVE AutoCAD提示： 命令: _revolve
当前线框密度: ISOLINES=4
选择对象:选择封闭线框 找到 1 个
选择对象: //结束选择。 指定旋转轴的起点或
定义轴依照 [对象(O)/X 轴(X)/Y 轴(Y)]: 选择端点C //按定义轴旋转。
20
指定轴端点:选择端点D
指定旋转角度 <360>: //接受默认，按360°旋转。 3、将辅助线AC、BD删除。 如图11-34所示。
补充知识：
1、命令选项：
定义轴依照：捕捉两个端点指定旋转轴，旋转轴方向从先捕捉点指向后捕捉点。 对象(O)：选择一条已有的直线作为旋转轴。 X 轴(X)或Y 轴(Y):选择绕X或Y轴旋转。 2、旋转轴方向：
捕捉两个端点指定旋转轴时，旋转轴方向从先捕捉点指向后捕捉点。
选择已知直线为旋转轴时，旋转轴的方向从直线距离坐标原点较近的一端指向较远的一端。 3、旋转方向：旋转角度正向符合右手螺旋法则，即用右手握住旋转轴线，大拇指指向旋转轴正向，四指指向为旋转角度方向。
4、旋转角度为0°～ 360°之间，图11-36中为旋转角度为180°和270°时的情况。
图11-36 180°和270°
1.8 编辑实体——剖切、切割
任务：绘制如图11-37所示的实体模型和断面图形。
目的：通过绘制此图形，学习剖切命令、切割命令的使用。 知识的储备：视图、拉伸、布尔运算。
绘图步骤分解：
21
（a）
（b）
（c）
图11-37 轴承坐
1．绘制底板实体
（1）按图11-38所示尺寸绘制外形轮廓。
图11-38 平面图形
（2）创建面域。
调用面域命令，选择所有图形，生成两个面域。
再调用“差集”命令，用外面的大面域减去中间圆孔面域，完成面域创建。 （3）拉伸面域
单击实体工具栏上的“拉伸”按钮，调用拉伸命令： 命令: _extrude
当前线框密度: ISOLINES=4 选择对象: 选择图形 找到 1 个 选择对象:
指定拉伸高度或 [路径(P)]: 8 指定拉伸的倾斜角度 <0>: 结果如图11-39所示。
22
图11-39 底板实体
图11-40 圆筒端面
2．创建圆筒
（1）调用圆命令，绘制如图11-40所示的图形。 （2）创建环形面域。 （3）拉伸实体。
调用“实体工具栏”上的“拉伸”命令，选择环形面域，以高度为22，倾斜角度为0°拉伸面域，生成圆筒。如图11-41所示。
3．合成实体 （1）组装模型
调用移动命令： 命令: _move
选择对象: 选择圆筒 找到 1 个
选择对象: //结束选择。 指定基点或位移:选择圆筒下表面圆心
指定位移的第二点或 <用第一点作位移>:选择底板上表面圆孔圆心 （2）并集运算
选择“实体编辑”工具栏上的“并集”按钮，调用并集命令，选择两个实体，合成一个。完成图如11-42所示。
将创建的实体复制两份备用。
23
图11-41 圆筒
图11-42 完整的实体.
4．创建全剖实体模型 调用剖切命令：
实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体][剖切] 命令窗口： SLICE AutoCAD提示： 命令: _slice
选择对象: 选择实体模型 找到 1 个 选择对象:
指定切面上的第一个点，依照 [对象(O)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>:选择左侧U形槽上圆心A 指定平面上的第二个点: 选择圆筒上表面圆心B 指定平面上的第三个点: 选择右侧U形槽上圆心C
在要保留的一侧指定点或 [保留两侧(B)]:在图形的右上方单击 //后侧保留。 结果如图11-37（a）所示。
5．创建半剖实体模型
（1）选择前面复制的完整轴座实体，重复剖切过程，当系统提示：“在要保留的一侧指定点或 [保留两侧(B)]:”时，选择“B”选项，则剖切的实体两侧全保留。结果如图11-43所示，虽然看似一个实体，但已经分成前后两部分，并且在两部分中间过ABC已经产生一个分界面。 （2）将前部分左右剖切 再调用“剖切”命令： 命令: _slice
选择对象:选择前部分实体 找到 1 个
选择对象: //结束选择。
指定切面上的第一个点，依照 [对象(O)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX平面(ZX)/三点(3)] <三点>: 选择圆筒上表面圆心B 指定平面上的第二个点:选择底座边中心点D 指定平面上的第三个点: 选择底座边中心点E
24
在要保留的一侧指定点或 [保留两侧(B)]: 在图形左上方单击 结果如图11-44所示。
图11-43 切割成两部分的实体 图11-44 半剖的实体
（3）合成
调用“并集”运算命令，选择两部分实体，将剖切后得到的两部分合成一体，结果如图11-37（b）所示。
6．创建断面图
选择备用的完整实体操作。 （1）切割
调用切割命令：
实体工具栏： 下拉菜单：[绘图][实体][切割] 命令窗口： SECTION AutoCAD提示： 命令: _section
选择对象: 选择实体 找到 1 个
选择对象: //选择结束。
指定截面上的第一个点，依照 [对象(O)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>:选择左侧U形槽上圆心A 指定平面上的第二个点: 选择圆筒上表面圆心B 指定平面上的第三个点: 选择右侧U形槽上圆心C 结果如图11-45（a）所示（在线框模式下）。
25
(a)
(b)
图11-45 切割实体
(2)移出切割面
调用移动命令，选择图11-45（a）中的切割面,移动到图形外，如图11-45（b）所示。
（3）连接图线
调用直线命令，连接上下缺口。 （4）填充图形
调用填充命令，选择两侧闭合区域填充，结果如图11-37（c） 所示。
1.9 编辑实体的面——拉伸面
任务：将图11-46（a）所示的实体模型修改成11-46（b）所示的图形。 目的：通过绘制此图形，学习拉伸面命令的使用。 知识的储备：UCS、视图、拉伸。
(a)
26
图11-46 工字钢
(b)
绘图步骤分解：
1．创建图11-46（a）实体
新建一张图纸，调整到主视图方向，调用“多段线”命令，按图示尺寸绘制“工”字型断面，再选择“实体工具栏”上的“拉伸”命令，视图方向调至西南等轴测方向,创建如如图11-46（a）所示实体。
2．拉伸面
（1）绘制拉伸路径
将坐标系的XY平面调整到底面上，坐标轴方向与“工”字钢棱线平行，调用“多段线”命令，绘制拉伸路径线。
（2）拉伸面
调用拉伸面命令：
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][拉伸面] 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _face 输入面编辑选项
[拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _extrude
选择面或 [放弃(U)/删除(R)]:选择工字型实体右端面 找到一个面。 选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]: 指定拉伸高度或 [路径(P)]: p 选择拉伸路径:在路径线上单击 已开始实体校验。 已完成实体校验。
结果如图11-46（b）所示。
补充知识：
1．命令选项中“指定拉伸高度”的使用方法同“拉伸”命令中的“指定拉伸高度”选项是相
同的，这里不再赘述。
2．选择面时常常会把一些不需要的面选择上，此时应选择“删除”选项删除多选择的面。
27
1.10 编辑实体的面——移动面、旋转面、倾斜面
(a)
(b)
图11-47垫块实体
任务：将图11-47（a）所示的实体模型修改成11-47（b）所示的图形。 目的：通过绘制此图形，学习移动面、旋转面、倾斜面命令的使用。 知识的储备：UCS、视图、拉伸、布尔运算。
绘图步骤分解： 1．绘制原图形
（1）创建“L”型实体块
建立一张新图，调整到主视图方向，用多段线命令按尺寸绘制“L”形的端面，然后调用“拉伸”命令创建实体。并在其上表面捕捉棱边中点绘制辅助线AB。如图11-48 （a）所示。 （2）创建腰圆形立体
在俯视图方向按尺寸绘制腰圆形端面，生成面域后，拉伸成实体，并在其上表面绘制辅助线CD，如图11-48（b）所示。 （3）布尔运算
选择腰圆形立体，以CD的中点为基点移动到AB的中点处。然后用“L”型实体减去腰圆形实体。原图形绘制完成，结果如图11-47（a）所示。
28
2．移动面
调用移动面命令：
(a)
(b)
图11-48创建原图形
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][移动面] AutoCAD提示： 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _face
输入面编辑选项[拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _move
选择面或 [放弃(U)/删除(R)]: 在孔边缘线上单击 找到一个面。
选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]: 在孔边缘线上单击 找到 2 个面。 选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]: 在孔边缘线上单击 找到 2 个面。 选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]: 在孔边缘线上单击 找到 2 个面。 选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]: R
删除面或 [放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]: 选择多选择的表面 找到一个面，已删除 1 个。 删除面或 [放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]: //当只剩下要移动的内孔面时， 结束选择,如图11-49（a）所示。 指定基点或位移:选择CD的中点 指定位移的第二点:选择EF的中点 已开始实体校验。 已完成实体校验。
结果如图11-49（b）所示。
29
3．旋转面
调用旋转面命令：
(a)
(b)
图11-49 移动面
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][旋转面] 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _face
输入面编辑选项[拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _rotate
选择面或 [放弃(U)/删除(R)]:选择内孔表面 找到 2 个面。 ……
删除面或 [放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]: //同上步一样选择全部内孔表面，当
只剩下要移动的内孔面时， 结束选择。
指定轴点或 [经过对象的轴(A)/视图(V)/X 轴(X)/Y 轴(Y)/Z 轴(Z)] <两点>: Z 指定旋转原点 <0,0,0>:选择EF的中点 指定旋转角度或 [参照(R)]: 90 已开始实体校验。 已完成实体校验。 结果如图11-50所示。
30
图11-50 旋转面
4．倾斜面
调用倾斜命令：
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][倾斜面] 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _face
输入面编辑选项[拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _taper
选择面或 [放弃(U)/删除(R)]:选择GHJK表面 找到一个面。 选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]: 指定基点:选择G点
指定沿倾斜轴的另一个点:选择H点 指定倾斜角度: 30 已开始实体校验。 已完成实体校验。
删除辅助线结果如图11-47(b)所示。
1.11 编辑实体的面——复制面、着色面
任务：将图11-51（a）所示的实体模型修改成11-51（b）（c）所示的图形。 目的：通过绘制此图形，学习着色面、复制面命令的使用。 知识的储备：拉伸、旋转面命令。
绘图步骤分解：
31
(a)
(b)
(c)
图11-51 着色面、复制面
1．创建图11-51(a)所示实体（步骤略）。 2．倾斜面
调用“旋转面”命令，选择实体的“工字型”端面，以侧边为轴，以30°角旋转端面，得到倾斜面。
3．着色面
调用着色面命令：
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][着色面] 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _face
输入面编辑选项[拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _color
选择面或 [放弃(U)/删除(R)]:选择倾斜的端面 找到一个面。 选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]:
弹出选择颜色对话框，选择合适的颜色，单击确定。
再按 Esc 键，结束命令。
在面着色或体着色的模式下观察图形，结果如图11-51（b）所示。 4．复制面
调用复制面命令：
实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][复制面] 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
32
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _face
输入面编辑选项[拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _copy
选择面或 [放弃(U)/删除(R)]:选择倾斜端面 找到 1 个面。 选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]: 指定基点或位移:选择左下角点 指定位移的第二点：选择目标点 再按 Esc 键，结束命令。 结果如图11-51（c）所示。
1.12 编辑三维实体——抽壳、复
制边、对齐、着色边
任务：创建如图11-52所示实体。
目的：通过绘制此图形，学习抽壳、复制边、着色边命令的使用。
知识的储备：拉伸、UCS、布尔运算。
图11-52 抽屉实体
绘图步骤分解： 1．创建长方体
新建一个图形，调用长方体命令，绘制长400，宽250，高120的长方体。 2．抽壳
以下面任意一种方法调用抽壳命令： 实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][抽壳] 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _body
输入体编辑选项[压印(I)/分割实体(P)/抽壳(S)/清除(L)/检查(C)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _shell
选择三维实体:选择长方体
删除面或 [放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]:选择长方体上表面 找到一个面，已删除 1 个。 删除面或 [放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]:选择长方体前表面 找到一个面，已删除 1 个。 删除面或 [放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]: 输入抽壳偏移距离: 18 已开始实体校验。 已完成实体校验。
33
结果如图11-53所示。
3．复制边
以下面任意一种方法调用复制边命令： 实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][复制边] 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _edge 输入边编辑选项 [复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _copy 选择边或 [放弃(U)/删除(R)]:选择AB边 选择边或 [放弃(U)/删除(R)]:选择AC边 选择边或 [放弃(U)/删除(R)]:选择CD边 选择边或 [放弃(U)/删除(R)]: 指定基点或位移:选择点A
指定位移的第二点:选择目标点 再按 Esc 键，结束命令。
得到复制的边框线A1B1，A1C1,C1D1，如图11-53 所示。
（a）
(b)
图11-53 抽壳、复制边 图11-54 制作抽屉面
4．创建抽屉面板
（1）新建UCS，将原点置于A1点，A1C1作为OX轴方向，A1B1作为OY轴方向。 （2）调用偏移命令，将直线A1B1、A1C1、C1D1向外偏移动20，如图11-54所示。 得EF，EH，HG，再编辑成矩形，创建成面域。
（3）调用拉伸命令，给定高度20，拉伸成长方体。 5．对齐
调用着色边对齐命令：
34
下拉菜单：[修改][三维操作][对齐] 命令: _align
选择对象:选择面板 找到 1 个 选择对象:
指定第一个源点:选择FG中点 指定第一个目标点: 选择BD中点 指定第二个源点: 选择E点 指定第二个目标点: 选择A点
指定第三个源点或 <继续>:选择G点 指定第三个目标点: 选择D点 如图11-55所示。
图11-55 对齐面
6、布尔运算
删除辅助线BD。
调用“并集”运算命令，选择抽壳体和面板，合并成一个实体。 7、着色边
AutoCAD可以改变实体边的颜色,这样为在线框模式和消隐模式下编辑实体时,区分不同面上的线提供了方便。调用命令的方法： 实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][着色边] 执行结果同着色面。
提示、注意、技巧：
（1）对齐命令在二维和三维下均可以使用。
（2）如果只指定了一点对齐，则把源对象从第一个源点移动到第一个目标点。 （3）如果指定两个对齐点，则相当于移动、缩放。
35
（4）当指定三个对齐点时，则命令结束后，3个原点定义的平面将与3个目标点定义的平面重合，并且第一个原点要移动到第一个目标点位置。
1.13 编辑实体——压印、3D阵列、3D镜像、3D旋转
任务：创建图11-56(a)、(b)所示实体并把其旋转成(c)方向。
目的：通过绘制此图形，学习压印、3D阵列、3D镜像、3D旋转命令的使用。 知识的储备：拉伸、UCS、布尔运算。
绘图步骤分解：
(a) (b)
(c)
图11-56 环形孔板
1．创建“U”型板
（1）将视图调整到主视图方向，绘制如图11-57所示的断面形状。 （2）按长度200拉伸成实体。
2．3D阵列对象 （1）绘制表面圆
调整UCS至上表面，方向如图11-58所示。调用圆命令，以（50,50）为圆心，20为半径绘制圆。
36
图11-57 平面图形 （2）阵列对象
调用三维阵列命令： 下拉菜单：[修改][三维操作][三维阵列] AutoCAD提示： 命令: _3darray
选择对象: 选择圆 找到 1 个 选择对象:
输入阵列类型 [矩形(R)/环形(P)] <矩形>:R 输入行数 (---) <1>: 2 输入列数 (|||) <1>: 2 输入层数 (...) <1>: 2 指定行间距 (---): 100 指定列间距 (|||): 100 指定层间距 (...): -110 结果如图11-59所示。 3．压印
调用压印命令： 实体编辑工具栏： 图11-58 绘制表面圆
下拉菜单：[修改][实体编辑][压印] AutoCAD提示： 命令: _solidedit
实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1
输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _body
输入体编辑选项[压印(I)/分割实体(P)/抽壳(S)/清除(L)/检查(C)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _imprint
选择三维实体:选择实体
选择要压印的对象:选择一个圆
是否删除源对象 [是(Y)/否(N)] 37 选择要压印的对象: 选择另一个圆 是否删除源对象 [是(Y)/否(N)] 逐个选择各个圆，完成8个圆的压印。压印结果同上步，如图11-59所示。 4．拉伸面 调用“实体编辑”工具栏上的“拉伸面”命令，选择各个圆内的表面，以-10的高度拉伸表面，得到8个通孔。结果如图11-56（a）所示。 5．3D镜像 调用三维镜像命令： 下拉菜单：[修改][三维操作][三维镜像] AutoCAD提示： 命令: _mirror3d 选择对象: 选择实体 找到 1 个 选择对象: 指定镜像平面 (三点) 的第一个点或 [对象(O)/最近的(L)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>:选择端面点A 在镜像平面上指定第二点:选择端面点B 在镜像平面上指定第三点:选择端面点C 是否删除源对象？[是(Y)/否(N)] <否>: //选择默认值。 结果如图11-60所示。 图11-59 阵列圆 图11-60 镜像 6．布尔运算 调用“并集”命令，选择两个实体，完成图形，如图11-56（b）所示。 7．3D旋转 下拉菜单：[修改][三维操作][三维旋转] 命令: _rotate3d 当前正向角度: ANGDIR=逆时针 ANGBASE=0 选择对象: 找到 1 个 选择对象: 38 指定轴上的第一个点或定义轴依据[对象(O)/最近的(L)/视图(V)/X 轴(X)/Y 轴(Y)/Z 轴(Z)/两点(2)]:选择U形板左侧中点E 指定轴上的第二点: 选择U形板右侧中点F 指定旋转角度或 [参照(R)]: 90 结果如图11-56（c）所示。 补充知识： 1．三维阵列: 矩形阵列：同平面图形阵列一样,如果是矩形阵列，行表示沿Y轴方向，列表示沿X轴方向，层表示沿Z轴方向。 环形阵列：如创建图11-61所示的实体，调用3D阵列命令： 命令: _3darray 选择对象:选择小耳板 找到 1 个 选择对象: 输入阵列类型 [矩形(R)/环形(P)] <矩形>:P 输入阵列中的项目数目: 3 指定要填充的角度 (+=逆时针, -=顺时针) <360>: 旋转阵列对象？ [是(Y)/否(N)] <是>:Y 指定阵列的中心点:选择圆筒端面中心 指定旋转轴上的第二点：选择圆筒另一端面中心 结果如图11-61所示。 图11-61 环形阵列 2．压印：通过压印圆弧、圆、直线、二维和三维多段线、椭圆、样条曲线、面域和三维实体来创建三维实体的新面。可以删除原始压印对象，也可保留下来以供将来编辑使用。压印对象必须与选定实体上的面相交，这样才能压印成功。 1.14 编辑实体——分割、清除、检查实体 目的：学习分割实体、清除和检查命令的使用。 39 1．分割实体 可以将布尔运算所创建的组合实体分割成单个零件。如图11-62所示的实体经“差集”运算后，得到四块连在一起的三角形实体块，要相使其分开，则要调用“分割”命令。 调用分割命令： 实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][分割] 命令: _solidedit 实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1 输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _body 输入体编辑选项[压印(I)/分割实体(P)/抽壳(S)/清除(L)/检查(C)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _separate 选择三维实体:在任意一个三角形块上单击。 按 ESC 键结束命令。删除三个块，结果如图11-62（c）所示。 （a） （b） （c） 图11-62 分割 2．清除 AutoCAD 将检查实体对象的体、面或边，并且合并共享相同曲面的相邻面。三维实体对象上所有多余的、压印的以及未使用的边都将被删除。如图 11-63所示的实体，图形（a）上多余的三个圆弧形压印，要通过清除命令删除。 调用清除命令： 实体编辑工具栏： 下拉菜单：[修改][实体编辑][清除] 命令: _solidedit 实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1 输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _body 40 输入体编辑选项 [压印(I)/分割实体(P)/抽壳(S)/清除(L)/检查(C)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _clean 选择三维实体:在实体上单击 按 Esc 键结束命令，结果如图11-63（b）所示。 （a） （b） 图11-63清除 3．检察三维实体 验证三维实体对象是否为有效的ShapeManager 实体。 1.15 实体编辑综合训练 任务：创建图11-64(b)所示实体模型。 目的：通过绘制此图形，掌握创建复杂实体模型的方法。 绘图步骤分解： 41 （a） 图11-64箱体 （b） 1． 新建一张图 设置实体层和辅助线层。并将实体层设置为当前层。将视图方向调整到西南等轴测方向。 2．创建长方体 调用长方体命令，绘制长120，宽80，高60的长方体。 3．圆角 调用圆角命令，以8为半径，对四条垂直棱边倒圆角，结果如图11-65所示。 4．创建内腔 （1）抽壳 调用抽壳命令： 命令: _solidedit 42 实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1 输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _body 输入体编辑选项 [压印(I)/分割实体(P)/抽壳(S)/清除(L)/检查(C)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _shell 选择三维实体:在三维实体上单击 删除面或 [放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]:选择上表面 找到一个面，已删除 1 个。 删除面或 [放弃(U)/添加(A)/全部(ALL)]: 输入抽壳偏移距离: 8 已开始实体校验。 已完成实体校验。 结果如图11-66所示 （2）倒圆内角 单击“修改”工具栏上的“圆角”命令按钮，调用圆角命令，以5为半径，对内表面的四条垂直棱边倒圆角。 图11-65倒圆角长方体 图11-66抽壳 5．创建耳板 （1）绘制耳板端面 将坐标系调至上表面，按图11-64（a）尺寸绘制耳板端面图形，并将其生成面域，然后用外面的大面域减去圆形小面域，结果如图11-67所示。 （2）拉伸耳板 单击“实体”工具栏上的“拉伸”命令按钮，调用拉伸命令： 命令: _extrude 当前线框密度: ISOLINES=4 选择对象:选择面域 找到 1 个 选择对象: 指定拉伸高度或 [路径(P)]: -10 指定拉伸的倾斜角度 <0>: 结果如图11-68所示。 43 图11-67耳板端面 图11-68拉伸耳板 （3）镜像另一侧耳板 调用“三维镜像”命令： 命令: _mirror3d 选择对象:选择耳板 找到 1 个 选择对象: 指定镜像平面 (三点) 的第一个点或 [对象(O)/最近的(L)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>: 选择中点A 在镜像平面上指定第二点: 选择中点B 在镜像平面上指定第三点: 选择中点C 是否删除源对象？[是(Y)/否(N)] <否>:N 结果如图11-69所示。 （4）布尔运算 调用并集运算命令，将两个耳板和一个壳体合并成一个。 6．旋转 调用 “三维旋转”命令： 命令: _rotate3d 当前正向角度: ANGDIR=逆时针 ANGBASE=0 选择对象:选择实体 找到 1 个 选择对象: 指定轴上的第一个点或定义轴依据 [对象(O)/最近的(L)/视图(V)/X 轴(X)/Y 轴(Y)/Z 轴(Z)/两点(2)]:选择辅助线端点E 指定轴上的第二点: 选择辅助线端点F 指定旋转角度或 [参照(R)]: 180 结果如图11-70所示。 44 图11-69 镜像耳板 7．创建箱体顶盖方孔 （1）绘制方孔轮廓线 调用矩形命令，绘制长60，宽40，圆角半径为5的矩形，用直线连接边的中点MN，结果如图11-71(a)所示。 （2）移动矩形线框 连接箱盖顶面长边棱线中点G、H，绘制辅助线GH。 再调用移动命令，以MN的中点为基点，移动矩形线框至箱盖顶面，目标点为GH的中点。 （3）压印 调用压印命令： 命令: _solidedit 实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1 输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _body 输入体编辑选项 [压印(I)/分割实体(P)/抽壳(S)/清除(L)/检查(C)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _imprint 选择三维实体:选择实体 选择要压印的对象:选择矩形线框 是否删除源对象 [是(Y)/否(N)] 调用拉伸面命令： 命令: _solidedit 实体编辑自动检查: SOLIDCHECK=1 输入实体编辑选项 [面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _face 输入面编辑选项 [拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X)] <退出>: _extrude 选择面或 [放弃(U)/删除(R)]:在压印面上单击 找到一个面。 45 图11-70旋转箱体 选择面或 [放弃(U)/删除(R)/全部(ALL)]: 指定拉伸高度或 [路径(P)]: -8 指定拉伸的倾斜角度 <0>: 已开始实体校验。 已完成实体校验。 结果如图11-71（c）所示。 （a） 图11-71 创建顶面方孔 8．创建前表面凸台 （1）按图11-64（a）所示尺寸绘制凸台轮廓线，创建面域，再将面域压印到实体上，结果如图11-72(a)所示。 （2）拉伸面 调用拉伸面命令，选择凸台压印面拉伸，高度为5，拉伸的倾斜角度为0°，结果如图11-72(b)所示。 （3）合并 调用“并集”命令，合并凸台与箱体。 （4）创建圆孔 在凸台前表面上绘制直径为20的圆，压印到箱体上，然后以-13的高度拉伸面，创建出凸台通孔。 （b） （c） 46 图11-72 创建凸台 9．倒顶面圆角 将视图方式调整到三维线框模式，调用圆角命令： 命令: _fillet 当前设置: 模式 = 修剪，半径 = 5.0000 选择第一个对象或 [多段线(P)/半径(R)/修剪(T)/多个(U)]: 选择上表面的一个棱边 输入圆角半径 <5.0000>: 5 选择边或 [链(C)/半径(R)]: C 选择边链或 [边(E)/半径(R)]: 选择上表面的另一个棱边 选择边链或 [边(E)/半径(R)]: 选择内表面的一个棱边 //如图11-73(a)所示 选择边链或 [边(E)/半径(R)]: 已选定 16 个边用于圆角。 结果如图11-73(b)所示。 （a） （b） （a） 图11-73 倒圆角 10.剖切 （1）剖切实体成前后两部分 调用“剖切”命令： 47 （b） 命令: _slice 选择对象: 找到 1 个 选择对象: 指定切面上的第一个点，依照 [对象(O)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>:选择中点A 指定平面上的第二个点:选择中点B 指定平面上的第三个点:选择中点C 在要保留的一侧指定点或 [保留两侧(B)]: B 结果如图11-74(a)所示。 （2）剖切前半个实体 调用剖切命令： 命令: _slice 选择对象: 选择前半个箱体 找到 1 个 选择对象: 指定切面上的第一个点，依照 [对象(O)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>:选择中点D 指定平面上的第二个点: 选择中点F 指定平面上的第三个点: 选择中点E 在要保留的一侧指定点或 [保留两侧(B)]: 在右侧单击 结果如图11-74（b）所示。 （a） 图11-74 倒圆角 （b） （3）合并实体 调用 “并集”命令，将剖切后的实体合并成一个，结果如图11-64(b)所示。 48 第2章 三维转二维出图演示 下面是“三维实体转三视图”的详细图解： 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 第3章 着色和渲染处理 着色和渲染使用一种近似真实的图像方式来表达三维模型。利用AutoCAD，可以使表面模型和实体模型以着色或渲染方式进行显示。着色是对模型进行阴影处理，以生成更加逼真的图像效果。渲染则可以使模型表面显示出明暗色彩和光照效果，以达到更加生动的图像效果。此外，用户还可以对渲染进行各种设置，如设置光源、场景、材质、背景等。通过本章的学习，相信读者能够在AutoCAD环境中，渲染出自己满意的作品。 消隐模型对 着色图识 预三维绘图的着色和渲染处 备操作技巧 知渲染模型 93 设置渲染选项 本章学习目标： 3.1 消隐和着色 消隐和着色是AutoCAD中形象显示三维实体的重要手段之一。通过消隐处理后，用户可以更加清楚三维实体的结构模型，而通过着色处理后，可以看到更加真实的实体三维效果。本节将详细介绍使用消隐和着色处理图形的操作方法与技巧。 3.1.1 消除对象的隐藏线 创建或编辑图形时，处理的对象或表面都是以线框来表示的。消隐处理仅用来验证这些表面的当前位置。在查看或打印线框图时，复杂图形往往会显示十分混乱，以至于无法表达正确的信息。消隐实际上是被前景对象遮掩的背景对象，将使图形的显示更加简洁，设计更加清晰。 消隐过的图形将不能对其视图进行编辑。计算和消除隐藏线会耗费大量时间，但是有几种方法可以加快处理速度。例如，可以避免绘制那些在显示或打印图形的比例下不可见的细节，也可以放大显示图形局部以减少消隐处理涉及的对象，图9-1所示为消隐之前的效果图。 图9-1 消隐前的效果 94 在AutoCAD中进行消隐的命令是HIDE，用户可以通过以下几种方法执行该命令。 在命令行中输入命令HIDE或者HI后按下回车键。 选择【视图】︱【消隐】命令。 单击【渲染】工具栏中的【消隐】按钮。 使用以上任意一种方法后，系统将自动对当前视图中的所有实体进行消隐。消隐完成后，AutoCAD提示消隐完成，同时在屏幕上显示消隐后的效果，如图9-2所示。 图9-2 消隐后的效果 3.1.2 更改隐藏线的显示特性 在三维实体中，隐藏线的属性可以在【隐藏线设置】对话框中进行更改。在命令行中输入HLSETTINGS后按下回车键，或者选择【工具】︱【选项】命令，在打开的【选项】对话框中，选择【用户系统配置】选项卡，然后单击【隐藏线设置】按钮，即可打开如图9-3所示的对话框。 图9-3 【隐藏线设置】对话框 该对话框中的设置将影响隐藏线的显示特性。这些设置仅在使用HIDE命令或者使用SHADEMODE命令的【隐藏】选项时才可见。 3.1.3 着色图像 用户可以使用AutoCAD提供的着色功能，对实体进行着色，着色功能比消隐功能更为强大。它不仅可以对实体进行消隐，而且还可以对实体进行效果着色。用户只需要命令行中输入SHADE命令后，即可启动着色功能。 执行着色命令后，AutoCAD会对当前视图区域中的图形进行着色。着色后的图形只能在屏幕中显示出来，而不能打印出来，其效果如图9-4所示。 95 图9-4 图像着色后的效果 此外，用户还可以使用着色模式来精确控制图像的着色过程。选择【视图】︱【着色】命令，在弹出的下拉菜单中，选择合适的着色模式。或者输入SHADEMODE命令后按下回车键。其中，各命令选项与【着色】工具栏中的按钮全部相对应，如图9-5所示。 图9-5 【着色】工具栏、下拉菜单及SHADEMODE命令提示行 在AutoCAD中有以下几种着色模式。 二维线框和三维线框：显示用直线和曲线表示边界的三维视图中的对象，如图9-6所示。 消隐：显示用线框表示的三维视图中的对象，同时消隐表示后向面的线，如图9-7所示。 图9-6 线框着色模式 图9-7 消隐着色模式 平面着色：对在多边形表面之间的三维视图中的对象进行着色。这样可以使对象的外观为 镶嵌面并且不太光滑，如图9-8所示。 体着色：对三维视图中的对象进行着色，同时在多边形表面之间的边缘进行平滑处理。这 样可以使对象的外观显得较为平滑而且效果更加逼真，如图9-9所示。 96 图9-8 平面着色模式 图9-9 体着色模式 带边框平面着色：该模式结合了平面着色和线框两种模式的效果，对象被平面着色，同时 显示线框，如图9-10所示。 带边框体着色：该模式结合了体着色和线框两种模式的效果，对象被体着色，同时显示线 框，如图9-11所示。 图9-10 带边框平面着色模式 图9-11 带边框体着色模式 通过不同的着色模式，既可以得到不同的着色效果，又可以使用其他的三维模型进行以上方式的着色，从而进一步了解了各个模式之间的实质区别。 3.2 渲染模型 渲染可以创建图形的近似真实的外观图像。使用AutoCAD的RENDER命令，可以调整光源、材质和相机位置，这些选项提供了灵活地表达三维对象的方式。但如果要得到更清晰、照片级的真实感三维模型图像，最好使用3D Studio Max。 3.2.1 渲染工具栏 利用AutoCAD的【渲染】工具栏，可以设置不同的渲染选项，如图9-12所示。每个按钮都与选择【视图】︱【渲染】命令后，弹出的快捷菜单中的命令相对应。使用【渲染】工具栏中的按钮，可以方便快捷地设置光源、场景、材质、背景等选项。其中，按钮名称及功能见表9-1所示。 97 图9-12 【渲染】子菜单和工具栏 表 9-1 【渲染】工具栏中各按钮的名称及含义 图 标 名 称 消隐 渲染 场景 光源 材质 材质库 贴图 背景 雾化 新建场景 编辑场景 含 义 对当前视图中的图形进行消隐 单击可以打开【渲染】对话框 单击可以打开【场景】对话框 单击可以打开【光源】对话框 单击可以打开【材质】对话框 单击可以打开【材质库】对话框 单击后选择对象，可以打开【贴图】对话框 单击可以打开【背景】对话框 单击可以打开【雾化/深度设置】对话框 单击可以打开【新建场景】对话框 单击后选择已建立的场景，可以打开【编辑场景】对话框 场景库 渲染系统配置 统计信息 单击可以打开【场景库】对话框 单击可以打开【渲染系统配置】对话框 单击可以打开【统计信息】对话框 3.2.2 渲染对话框 用户可以在【渲染】对话框中，调整渲染的类型和质量，设置光源比例及背景。但如果在AutoCAD中没有设置其他的渲染工具，则可以使用RENDER命令。默认情况下，在没有指定场景或选择集时，RENDER命令将作用于当前视图。如果图形中没有指定光源，RENDER命令将为图形分配一个“肩膀上方”的平行光源，此光源的强度为1。 在命令行中输入RENDER后按下回车键，系统将打开如图9-13所示的【渲染】对话框。其中，各选项的含义如下所述。 98 图9-13 【渲染】对话框及渲染效果 【渲染类型】选项组用来确定渲染的类型。用户可以通过下拉列表框，在一般渲染、照片 级真实感渲染以及照片级光线跟踪渲染之间进行选择。 在【要渲染的场景】的列表框中，列出了可以选用的渲染场景供用户进行选择。场景是命 名视图与一个或多个光源的组合。对于同一命名视图，在不同光源组合下会得到不同的渲染效果。如果未创建场景，系统默认为当前视图。 【渲染过程】选项组用来设置渲染的默认方式，其中包含三种可用方式。 查询选择集：控制在选择要渲染的对象时是否显示提示。 修剪窗口：控制在渲染时是否创建一个渲染区域。 跳过渲染对话框：渲染当前视图时，是否显示【渲染】对话框。 【光源图标比例】控制插入到图形中的光源块的大小，默认的比例因子为1.0。用户可以 根据需要，修改比例因子的值为任意实数，光源块将按新比例值缩放。 【平滑角度】设置一个临界角度，AutoCAD将按这个角度辨认是否为边。默认角度为45°， 大于45°的角将被视为边，小于45°的角将被平滑处理。 【目标】选项组用于控制图像的输出设置，共有三个选项。 视口：渲染到当前视口。 文件：渲染到一个文件。当选择该选项时，必须单击【其他选项】按钮，根据需要选 择文件的名称，设置输出到文件中的颜色和设置POSTSCRIPT图案。 渲染窗口：渲染模型到【渲染窗口】中，如图9-14所示。 图9-14 渲染窗口 图9-15 【窗口渲染选项】对话框 99 在该窗口中，用户可以通过选择【文件】︱【打开】命令，打开三种类型的文件：图像文件（.BMP）、 剪贴板文件（.dib）和.rle（.CLP）文件。还可以对渲染的图像进行保存，如果有必要，可以选择【文件】︱【打印】命令打印图像。【复制】命令用于将活动渲染窗口中的图像拷贝到剪贴板。【选项】命令用于显示【窗口渲染选项】对话框，如图9-15所示，在此可以选择位图图像的纵横比（单位是像素）、颜色深度和布满窗口。 【渲染选项】用于控制渲染的显示，可以使用四种主要选项和一种其他选项。其中，各选 项的含义如下。 平滑着色：生成对象光滑的外观。该选项将根据对象的表面和场景光线的方向，使渲 染效果更加清晰和真实，如图9-16所示。 应用材质：应用定义的表面材质并将其附着到图形中的一个对象上。如果没有选择该 选项，图形中的所有对象都使用*全局*材质定义的颜色、环境、反射、透明度、折射、凹凸贴图和粗糙度等属性值。 阴影：生成阴影。这个选项仅应用于照片级真实感渲染和照片级光线跟踪渲染中。 图9-16 选中【平滑着色】复选框前后的对比效果 渲染高速缓存：指定写入硬盘的缓存文件中的渲染信息。只要图形或视图没有被修改 过，缓存文件将被用于随后的渲染中，从而可以提高渲染速度。 其他选项：显示一个提供其他渲染选项的对话框。此对话框中的内容是可变的，取决 于渲染类型是一般渲染、照片级真实感渲染、照片级光线跟踪渲染还是第三方应用程序。 【子样例】列表框通过只渲染一部分像素来减少渲染时间，同时降低图像质量，但是能保 留像阴影这类效果。可以选择的比例值从1：1（最佳）～1：8（最快），如图9-17所示。 图9-17 设置不同【子样例】值的对比效果 【背景】按钮用于设置场景的背景。单击此按钮将显示【背景】对话框，如图9-18所示，可以从中选择用于渲染的背景类型。 100 图9-18 【背景】对话框 纯色：选择单色的背景。 渐变色：指定双色或三色百分度背景。可以通过【颜色】组件及【水平】、【高度】和 【旋转】控件来定义百分度。 图像：使用位图文件作为背景，在图像区及环境区定义位图。 合并：使用当前AutoCAD图像作为背景。 【雾化/深度设置】按钮用于设置有距离的对象之间的显示效果。单击该按钮，将显示如图 9-19所示的对话框。 图9-19 【雾化/深度设置】对话框 【启用雾化】开关控制启用雾化或关闭雾化，不影响对话框中的其他设置。 【雾化背景】控制不仅对几何图形进行雾化，而且对背景也进行雾化。 【颜色系统】控制AutoCAD是使用红、绿、蓝颜色系统还是使用色调、亮度、饱和 度颜色系统。 【近距离/远距离】使用滑动条来定义雾化起始和终止的位置，他们的值是相机到后剪 裁平面之间距离的百分比。 【近处/远处雾化百分率】定义近处和远处的雾化百分率，范围是从零雾化到百分之百 雾化。 在【渲染】对话框中修改完相应的设置后，单击【渲染】按钮，AutoCAD将在当前的目标窗口中渲染选定的对象。 101 3.3 课堂练习9-1：实体渲染 AutoCAD提供了三种渲染对象的类型，当使用【一般渲染】时，不需要应用任何材质、添加任何光源，也不需要设置场景就可以对模型进行渲染。在一个三维项目中，渲染所花费的机时通常是最多的。通常包括三个步骤： 准备模型。包括绘图技术、消除隐藏面、构造平滑着色网格和设置视图分辨率。 照明。包括创建和放置光源以及创建阴影。 添加颜色。包括定义材质的反射质量和将材质与可见表面相关联。 下面就使用渲染命令，对图9-20所示的实体进行渲染操作。 图9-20 渲染齿轮前后的对比效果 按钮，对图形进 按 （1）打开已经制作好的齿轮实体，然后单击【渲染】工具栏中的【消隐】行消隐。 （2）选择【视图】︱【渲染】︱【渲染】命令，或者单击【渲染】工具栏中的【渲染】钮，即可打开如图9-21所示的【渲染】对话框。 图9-21 【渲染】对话框 （3）在【渲染类型】下拉列表框中，选择【照片级真实感渲染】选项，并使用默认的当前视图场景。 （4）接着，在【渲染选项】区域中，勾选【平滑着色】和【阴影】复选框。设置【光源图标比例】为1，【平滑角度】为45°。 （5）在【目标】列表框中选择【视口】选项，设置【子样例】为1：1（最佳）选项。 （6）参数设置好后，单击【确定】按钮，系统将提示渲染过程，如图9-22所示。 102 图9-22 显示渲染的进度 对于大型的三维实体，其渲染过程是比较复杂的，用到其他方面的知识也比较多，如美学、摄影等知识。在渲染的过程中，还要给图形对象赋于合适的材质，选择恰当的光源，设置协调的背景或场景，以及设置渲染参数等。只有这样，才能创作出优秀的作品。 3.4 渲染选项 消隐和着色都能够使三维实体更加逼真，但是要真正意义上的三维实体模型，则需要使用渲染功能。本节将从灯光、场景、材质、背景、雾化等多个方面详细介绍如何在AutoCAD中渲染三维实体，让用户的作品能够真实地再现。 3.4.1 设置光源 在渲染过程中，光线是十分重要的部分，在场景中布置合适的光线，可以影响到实体各个部分的阴暗效果。用户可以使用【光源】对话框进行设置。在命令行中输入LIGHT后按下回车键，这时，将弹出如图9-23所示的对话框。 在该对话框中，可以设置环境光源等内容。【强度】滑动条用于调整环境光（背景光）的强度，数值的范围为从0（关闭）到1（最亮）。【颜色】选项组控制当前环境光的颜色。如果要设置颜色，可以拖动红、绿和蓝滑动条，或者单击【选择自定义颜色】按钮、【从索引选择】按钮来选择合适的颜色。最后单击【确定】按钮将接受修改的设置并关闭【光源】对话框。如果单击【北方位置】按钮，则可以打开如图9-24所示的对话框，用来确定光的北方向。 图9-23 【光源】对话框 图9-24 【北方位置】对话框 如果要修改一个光源，首先从【光源】列表中选择名称，然后单击【修改】按钮。AutoCAD将根据所选的光源类型，显示相应的【修改】对话框，修改完成后，只要单击【确定】按扭，即可接受修改的设置。注意不能修改光源的类型。例如，不能将点光源变成平行光。但是可以在同一位置删除点光源，并插入一个新的平行光。 在【光源】列表中选择要删除的光源名称，然后单击【删除】按钮，AutoCAD将删除选定的光源。【选择】按钮用于从屏幕上选择一个光源。当使用定点设备指定光源时，AutoCAD会暂时关闭对话框，当【光源】对话框重新显示后，选定的光源将在【光源】列表中被亮显。 1．新建点光源 点光源是从光源处向外发射放射性光的光源，其效果与一般的灯光类似。在【新建】按钮右边 103 的下拉列表框中，选择【点光源】选项，然后单击【新建】按钮，AutoCAD将弹出如图9-25所示的对话框。 图9-25 【新建点光源】对话框 在【光源名】文本框中指定光源名，该名称不能超过8个字符。 在【强度】文本框中输入光源的强度或亮度。如果输入0，则表示关闭光源。 点光源的最大强度由衰减设置和图形范围决定。如果没有衰减，则最大强度为1。如果是线性衰减，则最大强度值是图形范围的距离的两倍：图形范围的距离为从左下角最小坐标到右上角最大坐标的距离。线性衰减的默认值是光源最大强度的一半。如果是平方衰减，则最大强度值是图形范围距离平方的两倍。 【位置】选项组用于修改或显示光源及其目标的X、Y、Z坐标位置。单击【修改】按钮， 将暂时关闭对话框以便用定点设备指定光源的位置。然后根据命令行的提示，输入光源位置，如图9-26所示。单击【显示】按钮，即可打开【显示光源位置】对话框，用于查看点光源和目标的位置信息，如图9-27所示。 图9-26 LIGHT命令提示信息 图9-27 【显示光源位置】对话框 【颜色】选项组可以使用RGB值控制点光源的颜色。颜色样本显示当前的颜色。要定义 光源颜色，可以从AutoCAD颜色索引（255种颜色）、真彩色颜色以及配色系统颜色中选择。 图9-28 【真彩色】选项卡 图9-29 【索引颜色】选项卡 104 单击【选择自定义颜色】按钮，打开如图9-28所示的对话框。在此对话框的【真彩色】 选项卡中，可以直接使用鼠标选取颜色。还可以调整颜色的色调、饱和度和亮度。 单击【从索引选择】按钮，将打开如图9-29所示的对话框。在【索引颜色】选项卡中， 可以从AutoCAD的颜色索引中选取点光源的颜色。当颜色选取完成后，单击【确定】按钮，即可在【新建点光源】对话框中预览颜色效果。 【阴影】选项组用于控制阴影和阴影贴图。选中【阴影打开】复选框，打开这个开关可以 使点光源投射阴影。阴影的类型由当前的渲染类型和【阴影选项】对话框中的设置决定，如图9-30所示。 图9-30 【阴影选项】对话框 【衰减】选项组用于控制光线如何随着距离增加而减弱。距离点光源越远的对象显得越暗， 包括以下选项。 无：表示此时对象不论距离点光源是远还是近，明暗程度都一样。 线性衰减：设置衰减与距离点光源的线性距离成反比。例如，距离点光源2个单位时， 光线强度是点光源的一半；而距离点光源4个单位时，光线强度是点光源的四分之一。线性衰减的默认值是光源最大强度的一半。 平方衰减：设置衰减与距离点光源的距离的平方成反比。例如，距离点光源2个单位 时，光线强度是点光源的四分之一；而距离点光源4个单位时，光线强度是点光源的十六分之一。 点光源设置完成后，单击【新建点光源】对话框中的【确定】按钮，即可创建该点光源，如图9-31所示。 图9-31 默认情况下的渲染效果和使用点光源的效果 2．新建平行光 平行光相当于太阳光，其光源位于无限远的地方，向某一方向发射。在【新建】按钮右边的下拉列表框中，选择【平行光】选项，然后单击【新建】按钮，AutoCAD将弹出如图9-32所示的对话框。 105 图9-32 【新建平行光】对话框 该对话框用于创建新的平行光或修改选定的平行光。其中，与【新建点光源】对话框中，选项不同的含义如下。 单击【太阳角度计算器】按钮，将打开如图9-33所示的对话框，从中可以指定时间和位 置，以便渲染程序可以计算太阳的位置。单击【地理位置】按钮，可以打开如图9-34所示的对话框。在此通过使用城市或地图上的点来间接地指定太阳的纬度和经度。 在【方位角】文本框中，输入基于大地的坐标来指定平行光的位置。【方位角】滚动条的 取值范围是从-180～180。输入的角度将转换到这个范围中。例如，输入315，滚动条将显示和它等效的-45。 如果输入值或使用滚动条调整方位角和仰角，图像控件就会改变，以便从视觉上反映值的变化。也可以单击图像自身上的位置来改变方位角和仰角值。 图9-33 【太阳角度计算器】对话框 图9-34 【地理位置】对话框 在【仰角】文本框中，输入基于大地的坐标来指定平行光的位置。【仰角】滚动条的取值 范围是从0～90。可以输入0到90之间的值。 同样，如果输入值或使用滚动条调整方位角和仰角，图像控件就会改变，以便从视觉上反映值的变化。也可以单击图像自身上的位置来改变方位角和仰角值。 【光源矢量】选项组用于显示用【方位角】和【仰角】设置光源位置产生的光源矢量。也 可以直接用X、Y和Z的形式输入值。如果使用光源矢量指定平行光的方向，AutoCAD将更新【方位角】和【仰角】控件以显示新位置。 单击【修改】按钮，将临时关闭对话框，以便通过指定两点使用定点设备来定义光源矢量。 平行光设置完成后，单击【新建平行光】对话框中的【确定】按钮，即可创建该平行光，如图9-35所示。 106 图9-35 应用平行光渲染效果 3．新建聚光灯 聚光灯是从一点按锥形状态向一个方向发射光的，与舞台上用到的聚光灯的效果相同。在【新建】按钮右边的下拉列表框中，选择【聚光灯】选项，然后单击【新建】按钮，AutoCAD将弹出如图9-36所示的对话框。 图9-36 【新建聚光灯】对话框 【新建聚光灯】对话框中的【聚光角】和【照射角】选项分别用于定义最亮光锥的角度和完整光锥的角度。其余各项含义与【新建聚光灯】对话框中的同名选项功能类似，固不再赘述。 3.4.2 设置场景 在渲染图像时，可以插入或调整光源。如有必要，可以将一个视图与一个或多个光源组合在一起，称之为场景。场景可以命名并保存，在需要的时候调用它。每次渲染图像时，都需要重复设置一组特定的条件，而制作场景可以避免这项重复的工作。SCENE命令可以创建、管理场景，以得到不同视图在不同光源组合下的渲染效果。 执行SCENE命令后按下回车键，AutoCAD将弹出如图9-37所示的对话框。其中，各选项的功能如下。 单击【新建】按钮，可以打开如图9-38所示的对话框，用于向当前图形中添加新场景。 图9-37 【场景】对话框 图9-38 【新建场景】对话框 用户可以在【场景名】文本框中指定新场景的名称，最多可达8个字符。在【视图】选项中，列出了图形中的所用视图：【当前】表示激活视口中的当前视图，当前场景中的激活视图将亮显， 107 选择另一视图将使之成为该场景的新视图，一个场景中只能有一个视图。 【光源】列出当前图形中的光源：【全部】表示图形中的所有光源，如果选择了【全部】选项，图形中的所有光源都被添加到场景中。当前场景中的光源将亮显。按住Ctrl键选择非亮显的光源时，可以将它添加到场景中。选择一个高亮显示的光源将撤除此光源的选择并从场景中删除此光源。 单击【修改】按钮，用于修改选定的场景。AutoCAD将显示【修改场景】对话框，可以 在其中添加或删除视图或光源，也可以修改场景的名称。 单击【删除】按钮，可以删除当前图形中选定的场景。 3.4.3 材质、材质库 利用AutoCAD的材质处理功能，用户可以创建自己的材质；为图形设置所用材质；将材质附着到对象上。 1．材质库 AutoCAD提供有材质库。用户可以从材质库中输入、输入材质，以在渲染图形中使用这些材质。在命令行中输入命令MATLIB后按回车键，或者选择【视图】︱【渲染】︱【材质库】命令，还可以单击【渲染】工具栏中的【材质库】按钮，即可打开如图9-39所示的【材质库】对话框。该对话框主要选项的功能如下。 【当前图形】列表框内显示出当前图形可以使用的材质列表。用户可以从列表框中清理掉 没有附着的材质（所谓没有附着的材质，是指当前图形没有使用的材质）。清理方法为：在列表框中选中材质，然后单击【清理】按钮。利用【另存为】按钮，能够将当前的材质列表框保存到材质库文件中。 【当前库】选项组显示当前选择的材质库文件及库文件中的材质列表。用户可以在列表框 中选择材质库。一旦确定了材质库，AutoCAD将在下面的列表框中显示出该材质库中的所有材质。此外，用户可以通过单击【打开】按钮，打开其他材质库文件；单击【保存】或【另存为】按钮可以将材质库列表中的各材质保存到指定的库文件中。 当在【当前图形】或【当前库】列表框中选择了材质后，便可以单击【预览】按钮，在预 览框中显示该材质的图案。用户可以在该按钮下面的列表框中，确定是以【球体】形式还是以【立方体】形式预览材质图案，以观看图案的曲面效果和平面效果。 图9-39 【材质库】对话框 图9-40 【调解输出的材质名】对话框 单击【输入】按钮，可以将当前材质库中的材质添加到当前图形列表中。如果要将当前图 形列表中的材质更名后添加到当前库中，可以单击【输出】按钮。这时，将弹出如图9-40所示的对话框，利用该对话框进行操作即可。 【删除】按钮用于删除当前库或当前图形列表中的指定材质。 108 2．设置材质 在渲染实体过程中，合理地使用材质可以明显增强模型的真实感。用户可以通过选择【视图】︱【渲染】︱【材质】命令，或者执行RMAT命令，在打开如图9-41所示的对话框中，为对象附着材质。对话框中主要选项的功能如下。 图9-41 【材质】对话框 图9-42 【修改标准材质】对话框 【材质】列表显示可用的材质。如果对象没有附着其他材质，那么默认使用*全局*材质。 单击【材质库】按钮将【材质库】对话框，用户可以在此对话框中选择材质。 【选择】按钮允许选择一个对象并显示附着的材质。AutoCAD将暂时关闭【材质】对话 框，返回到绘图区，这时可以选择一个对象并显示附着的材质。在选择了对象之后，将重新显示【材质】对话框，应用于对象的材质将亮显，同时在对话框的底部指出了附着的方式。 单击【修改】按钮，将打开【修改标准材质】对话框，用户可以在其中修改材质，如图9-42 所示。 【复制】按钮用于复制选定的材质，并显示【新建标准材质】对话框。修改必要的设置后， 用一个新的名称保存材质。 单击【新建】按钮，可以在【新建标准材质】对话框中创建新的材质。 用户可以在位于【新建】按钮下面的列表框中选择材质类型，其中包括标准、大理石、花 岗石和木材四种类型。 单击【附着】按钮将临时关闭对话框，以便可以选择一个对象并将当前的材质附着到这个 对象上。当选定全局材质时，此选项不可用。 单击【拆离】按钮将会临时关闭对话框，以便可选择一个对象并从中拆离材质。 单击【随ACI】按钮，将显示如图9-43所示的【根据AutoCAD颜色索引附着】对话框， 可以在其中选择一个ACI，将材质附着到这个ACI上。 单击【随图层】按钮将显示【根据图层附着】对话框，可以在其中选择一个图层，将材质 附着到这个图层上，如图9-44所示。 109 图9-43 【根据AutoCAD颜色索引附着】对话框 图9-44 【根据图层附着】对话框 图9-45所示为栅栏附着木质材质进行渲染后的效果，其中设置了点光源和平行光。当光照射到栅栏时，会在地面上产生投影效果。 图9-45 附着材质 3.4.4 贴图 贴图是用来定义材质的贴图方式，在渲染图形的过程上它可以将材质映射到对象上。用户可以在命令行中输入SETUV后按下回车键，或者选择【视图】︱【渲染】︱【贴图】命令，系统提示用户选择对象，然后按下回车键，即可打开如图9-46所示的【贴图】对话框。该对话框主要选项的功能如下。 图9-46 【贴图】对话框 【投影】选项组用于确定投影类型，用户可以在【平面】、【柱坐标】、【球坐标】和【实体】 之间进行选择。 【调整坐标】按钮用于调整相对于对象的投影坐标。投影坐标不同，单击该按钮打开的对 话框也不相同。图9-47所示为选择【平面】单选按钮后打开的对话框。用户可以在该对话框中单击【调整位图】按钮，然后在弹出的对话框中，调整对象位图位置，如图9-48所示。 110 图9-47 【调整平面坐标】对话框 图9-48 【调整对象位图位置】对话框 图9-49所示为地面添加草坪位图，并进行渲染后的效果。 图9-49 贴图渲染效果 【取自】按钮用于将当前图形中指定对象的贴图坐标置为当前设置。 【复制到】按钮用于将当前的贴图坐标设置应用到指定对象。 单击【预览】按钮，可以预览所选择的材质及其位置坐标的位图图像。 3.4.5 设置背景 在渲染图形过程中，可以为渲染的图形设置背景图片。用户可以在命令行中输入BACDGROUND后按下回车键，或者选择【视图】︱【渲染】︱【背景】命令，即可打开【背景】对话框，如图9-50所示。 图9-50 【背景】对话框 在【背景】对话框中可以定义图形背景的类型、颜色、效果和位置。对话框中主要有4个选项：纯色、渐变色、图像和合并。 【纯色】选项用来指定单色背景，如果用户不想使用AutoCAD默认的背景色，则清除 【AutoCAD背景】复选框，然后通过颜色控件指定颜色。 【渐变色】选项用来指定双色或三色百分度背景。通过颜色控件及水平、高度和旋转控件 定义百分度，该选项的默认设置为三色百分度。如果要创建双色百分度，将高度设置为0。此时背景只使用上和下颜色进行渲染。 111 【图像】选项用来指定使用位图文件作为背景。当选择该选项后，【查找文件】和【调整 位图】按钮可用，使用【查找文件】选择作为背景图像的位图文件，使用【调整位图】调整位图的显示效果。 【合并】选项用来指定使用当前AutoCAD图像作为背景。只有在【渲染】对话框中，选 中【目标】选项组中的【视口】选项时，该选项才可用。 设置完成后，单击【预览】按钮即可看到背景预览的效果，现在为栅栏添加了一张“天空”的位图，如图9-51所示。 图9-51 添加背景后的渲染效果 3.4.6 使用配景 AutoCAD为用户提供了树、灌木丛、标志等配景。当渲染类型为照片级真实感渲染或照片级光线跟踪渲染时，可以加入这些配景。执行LSNEW命令，系统将弹出如图9-52所示的对话框。在该对话框的【图库】列表框中，列出了配景库中的所有配景文件。 图9-52 【新建配景】对话框 用户可以通过【预览】按钮，在预览框中预览某一配景的图像。在【几何图形】选项组中，包含了以下几个选项。 选中【单面】单选按钮，可以加快渲染速度，但是真实性较差； 选中【跨越表面】单选按钮的情况则正好相反； 【对齐浏览】复选框可以保证配景总是对着观看者。 此外，用户可以通过【高度】文本框或相应的滑块设置配景的高度；通过单击【位置】按钮，确定配景在图形中的位置。 如果要编辑配景对象，可以在命令行中输入LSEDIT命令，这时，系统将提示选择配景对象。选择配景对象后，AutoCAD将打开类似于图9-52所示的对话框，用户可以利用该对话框重新设置配景的高度、位置等参数。 LSLIB命令用来管理和维护配景库。当输入LSLIB后按下回车键，AutoCAD将打开如图9-53所示的对话框。在该对话框中，单击【修改配景】按钮，可以在【编辑配景库】对话框中修改配景的显示模式、名称、图像文件和不透明贴图文件等内容，如图9-54所示。 112 图9-53 【配景库】对话框 图9-54 【编辑配景库】对话框 单击【新建】按钮，可以新建配景。其他按钮分别用来删除配景库中的配景、打开配景库、将配景保存到新配景库等操作。图9-55所示为栅栏添加配景图后的渲染效果。 图9-55 添加配景渲染后的效果 3.4.7 雾化/深度设置 在AutoCAD中可以使用雾化功能给图形加上雾的效果。执行FOG命令后按下回车键，将打开【雾化/深度设置】对话框，如图9-56所示。 图9-56 【雾化/深度设置】对话框 在雾化/深度设置对话框中可以定义对象与当前观察方向之间距离的信息。选中【启用雾化】复选框才能开启雾化功能。对话框中各选项的含义如下： 选中【雾化背景】复选框，可以对背景进行雾化，也可以对几何图形进行雾化。 【颜色系统】选项用来控制AutoCAD是使用红、绿、蓝（RGB）颜色系统还是色调、亮 度、饱和度颜色系统。 113 近距离、远距离选项用来定义雾化起始和中止的位置。他们的值是相机到后剪裁平面之间 距离的百分比。 近处雾化百分率、远处雾化百分率选项，用来定义近处和远处的雾化百分率，范围是从零 雾化到百分之百雾化。 3.4.8 渲染配置和统计信息 在AutoCAD的【渲染系统配置】对话框中，可以定义渲染的各种首选设置。用户可以在命令行中输入RPREF后按下回车键，然后在打开的对话框中，设置相关的参数，如图9-57所示。STATS命令用于显示与渲染有关的数据统计信息。执行该命令后，系统将弹出如图9-58所示的对话框，用户可以将这些统计信息进行保存，因为这些信息对于诊断图形中的错误非常有用。 图9-57 【渲染系统配置】对话框 图9-58 【统计信息】对话框 4.5 课堂练习9-2：渲染水杯 为了给渲染提供更多的真实感，可以在模型的表面应用材质，如钢和塑料。可以为单个对象、具有特定ACI（AutoCAD颜色索引）编号的所有对象、块或图层附着材质。下面就使用材质、背景等命令来渲染已制作好的水杯，效果如图9-59所示。 图9-59 渲染后的水杯效果 具体的操作步骤如下： （1）首先使用前面已学的知识，绘制如图9-60所示的水杯。 （2）添加材质。单击【渲染】工具栏中的【材质】 114 按钮，打开如图9-61所示的对话框。 图9-60 绘制水杯模型 图9-61 【材质】对话框 （3）在【材质】对话框中，首先单击【材质库】按钮，打开【材质库】对话框，如图9-62所示。 （4）在该对话框的【当前库】列表框中，选择BLUE GLASS材质，然后单击【输入】按钮，即可将该材质添加到【当前图形】列表中，这时，可以单击【预览】按钮进行观看，最后单击【确定】按钮，返回到【材质】对话框，如图9-63所示。 图9-62 【材质库】对话框 图9-63 附着材质 （5）单击【材质】对话框中的【附着】按钮，然后在图形屏幕中选择要附着的对象，如整个水杯。为了使水杯更加逼真，可以单击【修改】按钮，来设置透明度、环境、反射、折射选项，如图9-64所示。 图9-64 【修改标准材质】对话框 （6）单击【颜色/图案】单选按钮，然后单击【查找文件】按钮，在打开的对话框中，添加一幅Canada.tga图案。最后单击【确定】按钮。 （7）下面为水杯的四周进行贴图。单击【渲染】工具栏中的【贴图】择对象，这时单击水杯的四壁，然后打开如图9-65所示的对话框。 按钮，系统将提示选 115 图9-65 【贴图】对话框 （8）如果图片的坐标不正确，可以单击【调整坐标】按钮，在打开的对话框中，进行调整，当然还可以通过单击【调整柱坐标】对话框中的【调整位图】按钮，对位图的位置进行调整，如图9-66所示。调整好后，单击【确定】按钮。 图9-66 【调整柱坐标】对话框及【调整对象位图位置】对话框 按钮，打开如图9-67所示的 （9）接着为水杯添加背景。单击【渲染】工具栏中的【背景】【背景】对话框。 图9-67 【背景】对话框 （10）在该对话框中单击【查找文件】按钮，然后在【背景图像】对话框中，选择要添加的背景图像文件，最后单击【确定】按钮即可。 （11）设置完成后，即可以开始渲染了，单击【渲染】工具栏中的【渲染】9-68所示的对话框。 按钮，打开如图 116 图9-68 【渲染】对话框 （12）在【渲染选项】区域中，将四个复选框全部选中，然后单击【渲染】按钮，即可得到图9-59所示的效果。 在设置材质、添加贴图、背景的过程中，必须经过反复的渲染来调整这些选项的参数，才能使作品达到满意的效果。 图4 117 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容