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基于AutoCAD的地理三维课件制作
我们过去所制作的课件大多以二维的为主,但地理学中有很多跟空间位置有关的内容,使用传统的教学手段效率较低。虽然3dsMAX和Flash也能够制作三维课件,但是3dsMAX只能演示,无法交互,用Flash制作三维软件需要有一定的编程基础。随着计算机软件的发展,各种地理三维软件层出不穷,Google Earth就是其中杰出的代表。如何制作属于自己的三维课件?我选择的是AutoCAD2008,它的优点是支持三维建模,自带3D引擎,又因为是工程制图软件,所以能够精确绘图。下面以一个三维地球的制作来介绍基于AutoCAD的地理三维课件的制作方法。
一、预备知识
对于大多数地理老师而言,一般是不会接触AutoCAD这个软件的,如何快速上手?了解以下三个方面的知识对后面的绘图将起到事半功倍的作用。AutoCAD在2007版之前不具备三维建模功能,最好选择2007版以后的版本。
首先打开AutoCAD2008,新建一个文件,然后选择acadiso.dwt模板。
1.新建图层。为了在教学时能够任意显示或关闭所需的内容,我们需要将它们绘制在不同的图层上。单击“格式”菜单→“图层”,弹出如图1的界面,点击“新建图层”按钮新建一个图层。将图层名改为“地轴”,颜色改为绿色,线宽改为0.3毫米,单击确定。后面的每一根线我们都画在不同的图层上。
图 1
2.打开捕捉。AutoCAD作为工程制图软件的一大优点就是能够进行精确的捕捉和自动追踪,请确保应用程序状态栏中的“对象捕捉”和“对象追踪”按钮处于开启状态,如图2。
图 2
右击“对象捕捉”,点击设置,可以根据需要设置捕捉的类型,如图3所示。
图 3
3.控制工作平面。世界坐标系(WCS)中的坐标定义了AutoCAD图形中所有对象和标准视图的位置,它无法移动或旋转。按住SHIFT键,按住滚轮拖动鼠标可以进行三维观察,这仅仅是视角的变化,坐标系并没有改变。AutoCAD提供了一种可移动的坐标系,称为用户坐标系(UCS)。UCS中的XY平面叫做工作平面,AutoCAD虽然支持三维建模,但是绘制平面图时还是在工作平面上完成的。所以绘图时先要在要绘制的二维对象所在的平面上建立XY平面,这样就需要我们改变用户坐标系。我们可以发现在工作区的左下角有一个坐标轴,如图4所示,如果没有显示,请检查 “视图”菜单→“显示”→“UCS图标”→“开”前是否已打钩。默认情况下它是世界坐标系的两根坐标轴,其中Z轴指向屏幕外。
图 4
我们需要建立一个新用户坐标系,新坐标系的Y轴与世界坐标系的Z轴平行。单击 “工具”菜单→“新建UCS”→“X”,在鼠标右侧的输入框中填入90,如图5所示。
图 5
这里的旋转遵循“右手螺旋定则”,X轴的正方向与右手大拇指的方向一致,四个手指的方向就是要旋转的方向,如图6所示。
图 6
这样新坐标系的Y轴就指向屏幕外了,与世界坐标系的Z轴平行,方向也相同。而新坐标系的Z轴的正方向与世界坐标系的Y轴的正方向正好相反,效果如图7。
图 7
二、制作过程
有了预备知识,我们现在要解决的就是在平面上画线的问题了。我们的目标是要在世界坐标系中绘制一个地轴与Z轴平行,北极指向Z轴的正方向,赤道与XY平面平行,半径为100的地球,步骤如下:
1.绘制地轴。在“图层”工具栏上选中刚才建立的“地轴”图层,这样就将当前图层切换到 “地轴”图层上。单击 “视图”菜单→“三维视图”→“平面视图”→“当前UCS”,我们发现左下角的坐标又变为图4的样子,但是这里的XY不是世界坐标系的,而是刚才建立的用户坐标系的。单击 “绘图”菜单→“直线”,沿Y轴方向绘制一条长200的线段。因为刚才我们已经新建了用户坐标系,所以这里的Y轴就是世界坐标系的Z轴,在Y轴正方向上的端点就是北极点,另一个端点为南极点,中点为地球球心。
2.绘制本初子午线。单击 “绘图”菜单→“圆弧”→“起点、端点、半径”绘制圆弧。用鼠标分别点击南极点和北极点,然后输入100,这样本初子午线就绘制好了。为本初子午线新建一个图层,颜色设置为蓝色,选择本初子午线,再选择新建的图层,它就被放置在新建的图层上了。用同样的方法绘制180°经线,将颜色设置为黑色。
3.绘制赤道。单击 “工具”菜单→“新建UCS”→“世界”,这样用户坐标系又恢复到了世界坐标系。单击 “绘图”菜单→“圆”→“圆心、半径”,鼠标在地轴中点附近会出现一个三角形,这说明已经捕捉到了地轴的中点,也就是地球的球心,按下鼠标左键,然后输入100,赤道就画好了。为赤道新建图层,设置为红色。这样经纬网的框架就搭建起来了,如图8所示。
图 8
4.绘制其他经线。单击 “工具”菜单→“新建UCS”→“X”,输入90,再单击 “工具”菜单→“新建UCS”→“Y”,输入30,这样XY平面
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