快速学习AutoCAD2011三维绘图基础

时间：2023-10-30 理论教育版权反馈

【摘要】：图5-3 “新建图形”对话框图5-4 “三维建模”工作空间图5-5 下拉菜单2.三维空间坐标系在绘制二维图形时，用户可以选择“AutoCAD经典”工作空间来绘制图形。但在三维空间中绘图时，应采用合适的三维坐标系。

1.三维绘图工作空间

在AutoCAD 2011中，系统定义了四个工作空间，分别是“二维草图与注释”、“三维基础”、“三维建模”和“AutoCAD经典”。用户可选择进入“三维基础”工作空间或“三维建模”工作空间中绘制三维图形。

在当前工作窗口上单击“新建图形”按钮，在弹出的对话框中选择acadiso3D.dwt样板，如图5-3所示，单击“打开”按钮，则出现如图5-4所示的工作界面。如果用户当前的工作空间是“AutoCAD经典”，则可单击“工作空间”工具栏，在弹出的下拉菜单中选择“三维基础”或“三维建模”，如图5-5所示，进入三维工作空间。

图5-3 “新建图形”对话框

图5-4 “三维建模”工作空间

图5-5 下拉菜单

2.三维空间坐标系

在绘制二维图形时，用户可以选择“AutoCAD经典”工作空间来绘制图形。此时，用户所在的绘图平面是XY平面，它的默认坐标系是直角坐标系，即只需输入X坐标和Y坐标的值就能确定点的位置。但在三维空间中绘图时，应采用合适的三维坐标系。在AutoCAD中，可使用的三维坐标系有3种，分别是笛卡儿坐标、柱坐标和球坐标，最常用的是笛卡儿坐标系。

三维笛卡儿坐标（X，Y，Z）相对于二维笛卡儿坐标（X，Y）增加了Z值。用户可以使用绝对坐标确定点的位置，也可以使用相对坐标确定点的位置。

在三维坐标系中，如果已知X轴和Y轴方向，可以根据右手定则来确定Z轴的正方向。要确定3根轴的正方向，即将右手背对屏幕放置，伸出大拇指、食指和中指，如图5-6a所示，则大拇指的指向为X轴正方向，食指的指向为Y轴正方向，中指的指向为Z轴正方向。右手定则还可以确定三维空间中绕坐标轴旋转的默认正方向。将右手大拇指指向轴的正方向，其余四指弯曲，则四指所指的方向即为绕轴旋转的正方向，如图5-6b所示。

图5-6 右手定则

3.三维空间的世界坐标系和用户坐标系

（1）世界坐标系

三维世界坐标系（WCS）是在二维世界坐标系的基础上根据右手定则增加Z轴而形成的，它是其他三维坐标系的基础。

（2）用户坐标系

在绘制复杂三维图形时，系统中默认的三维坐标系往往不能满足绘图要求，此时可在三维空间中重新定义坐标系的位置和方向，即定义用户坐标系（UCS）来使绘图正常进行。用户坐标系的坐标轴方向也符合右手定则。

在“三维建模”绘图环境下，选择“常用”选项卡，对应的“用户坐标系”面板如图5-7a所示。

图5-7 “UCS”面板及子菜单

单击后面的倒三角符号，弹出来的子菜单如图5-7b所示。此菜单中的选项用来控制UCS图标的可见性和位置。

：单击选择该图标，则系统把当前UCS图标设定为仅在原点处显示。如当前视口内无法看到原点位置时，则图标将显示在视口的左下角。

：单击选择该图标，则系统把当前UCS图标设定在左下角显示。即不管UCS原点在何处，UCS图标始终都显示在左下角位置。

：单击选择该图标，则系统设定为隐藏UCS图标，即在当前视口内无法看到UCS图标。

单击后面的倒三角符号，弹出的子菜单如图5-7c所示。

：单击选择该图标，用户通过指定YZ平面绕X轴旋转的角度来确定UCS，如图5-8b所示。

■提示：

绕轴旋转符合右手定则，大拇指指向X/Y/Z轴的正方向，四指弯曲的方向就是旋转的正方向。

：单击选择该图标，用户通过指定ZX平面绕Y轴旋转的角度来确定UCS，如图5-8c所示。

：单击选择该图标，用户通过指定XY平面绕Z轴旋转的角度来确定UCS，如图5-8d所示。

图5-8 将世界坐标系（WCS）分别绕X、Y、Z轴旋转90°

单击后面的倒三角符号，弹出的子菜单如图5-7d所示。

打开源文件“例图5-9a”，分别执行如下操作：

：单击选择该图标，用户当前坐标系的XY平面变得与屏幕对齐，如图5-9b所示。

图5-9 通过指定视图确定UCS

：单击选择该图标，UCS将与用户所选择的三维对象对齐，且此时坐标系的原点将位于距所选对象位置最近的顶点，如图5-10b所示。

图5-10 通过指定对象来确定UCS

：单击选择该图标，用户可选择实体的一个面来对齐确定UCS，如图5-11b所示。

图5-11 通过指定面来确定UCS

单击，在命令行中出现如下提示，用户可以根据提示建立合适的用户坐标系。

单击，用户当前绘图窗口的坐标系转换为世界坐标系。

单击，用户当前绘图窗口的坐标系转换为上一个使用过的UCS。

单击，用户通过指定新原点来确定UCS，如图5-12b所示。

图5-12 通过指定新原点确定UCS

单击，用户通过指定新原点和Z轴正方向上的一点来确定UCS，如图5-13b所示。

图5-13 通过指定新原点和Z轴正方向确定UCS

单击，用户通过指定新原点、X轴正方向上一点和Y轴正方向上一点来确定UCS，如图5-14b所示。

图5-14 通过指定三点确定UCS

单击，则弹出如图5-15所示的“UCS图标”对话框。

根据该对话框得知，UCS图标样式有二维和三维两种样式，二者只能选择其一。如果选中图标样式为三维，则可以对UCS图标的线宽进行设置，共有3种线宽，如图5-15所示线宽的下拉菜单。

UCS图标大小：用于控制UCS图标的大小。

UCS图标颜色：用于控制UCS图标在模型空间中的颜色。

应用单色复选框：当选中此框，UCS图标颜色显示为单色。

单击，弹出如图5-16所示的对话框。对话框显示为“命名UCS”选项卡，该选项卡将会列出所有的用户坐标系。用户可以在该选项卡内设置当前UCS，命名UCS或删除已命名的UCS。

图5-15 “UCS图标”对话框及“线宽”下拉菜单

图5-16 “命名UCS”选项卡(www.xing528.com)

正交UCS：单击该选项卡，弹出如图5-17所示的对话框。该选项卡中列出了6个正交坐标系。正交坐标系是相对于列表中所指定的坐标系定义的。如果当前所选择的坐标系是世界坐标系，则6个正交坐标系是相对世界坐标来定义的。

设置UCS：在“设置”选项卡内，可以对UCS图标及UCS进行相关设置，如图5-18所示。

图5-17 “正交UCS”选项卡

图5-18 “设置”选项卡

4.设置视点

（1）视点预设

在AutoCAD2011中，视点预设是通过设定两个相对于当前坐标系的X轴和XY平面的角度来定义观察方向。执行“视图”→“三维视图”→“视点预设”命令，弹出如图5-19所示的对话框。在该对话框中，设置观察角度可绝对于WCS，也可相对于UCS。对话框中的图，灰针指示了当前角度，用户可通过移动鼠标来控制黑针以指示新角度，也可在X轴和XY平面后对应的文本框中输入角度值来设定视点。

（2）视点

视点是指在绘图窗口中观察图形的出发点。可通过输入点的坐标值来定义观察方向，视点坐标值是相对于世界坐标系而定义的。执行“视图”→“三维视图”→“视点”命令，操作如下：

图5-19 “视点预设”对话框

图5-20 指南针和三轴架

提示：

当移动鼠标控制小十字光标在球坐标范围内移动时，可以调整X、Y、Z轴的相对方位，从而定义视点。

5.视图的显示

在绘制三维模型时，往往需要观察模型向不同投影面的投影，这样利于及时了解所绘制模型是否准确。用户可以执行“视图”→“三维视图”命令，在子菜单中单击模型相应视图进行观察。也可以选择功能区中“视图”选项卡，在对应的“视图”面板上直接单击进行选择，如图5-21所示。

提示：

“视图”面板中各个视图也可通过视点预设和视点命令来进行设置。例如主视图对应的视点坐标值为（0，-1，0），俯视图对应的视点坐标值为（0，0，1），左视图对应的视点坐标值为（-1，0，0），西南等轴测图对应的视点坐标值为（-1，-1，1）等。

6.视图的动态观察

与前面所介绍的模型不同视图显示相比较，动态观察模型更直观、更方便。选择“视图”选项卡，出现“导航”面板，如图5-22a所示。在该面板内包含有“动态观察”项，单击后面的下箭头符号，弹出如图5-22b所示的子菜单。用户可在子菜单中选中相应项观察模型。

图5-21 “视图”面板

图5-22 “导航”面板和“动态观察”子菜单

动态观察：在当前绘图窗口内通过移动鼠标实现动态观察。此时，视图的目标位置保持不变，是沿XY平面或Z轴受约束的三维动态观察。

自由动态观察：不参照任何平面，在任意方向上可进行动态观察。当沿着Z轴的XY平面进行动态观察时，视点不受约束。

连续动态观察：先在要连续动态观察移动的方向上单击并拖动鼠标，然后再松开鼠标，可以看到模型在该方向上沿着轨道连续旋转，从而达到连续动态观察的效果。

提示：

用户也可以执行“视图”→“动态观察”命令，在弹出的子菜单中选择相应的观察模式进行观察。

7.视觉样式

在AutoCAD 2011中，系统提供了很多模型的显示效果，即视觉样式。执行“视图”→“视觉样式”命令，出现相应的子菜单，用户可以选择子菜单中不同的视觉样式来显示模型。也可以选择“视图”选项卡，在对应的“视觉样式”面板上单击“二维线框”后的下箭头符号，出现如图5-23所示的选项板。用户可在该选项板中选择不同的视觉样式来显示模型。