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第十章 3D实体造型 （Three Dimensional－3D） 第一节 三维造型概述 一、三维模型的分类 三维模型根据其计算机内部描述（数据结构）分类： 线框模型（Wireframe Modeling） 表面模型（Surface Modeling） 实体模型（Solid Modeling）   a）线框模型 b）表面模型 c）实体模型 二、实体模型造型方法 实体模型常见的造型方法有 体素法 扫描法 1、体素法 先将实体分解成系统已经提供的基本体素或者可以由系统生成的基本体素。 然后将基本体素依次定位，再使用连接操作进行组合。连接操作包括： 加连接（并集∪） 减连接（差集－） 相交连接（交集∩） 这些连接操作被称为布尔操作或集合运算。 分解实体的方法与工程制图中分析立体的形体分析法有些相似，只是体素法分解的结果是根据建模系统的造型能力决定的。  体素法造型 实体建模系统一般都拥有一定数量的、预先定义好的简单体素和一些基本体素的生成方法。 使用体素法造型时，确定实体模型的分解方式和布尔操作的操作数的顺序十分重要。 2、扫描法 首先生成一个二维轮廓，然后沿某一导向曲线进行三维扩展，从而形成三维实体。 通过某一平面绕一预先定义好的轴旋转而形成一个新的物体的方法称为旋转扫描法。 扫描法中的二维轮廓使用CAD系统的二维功能产生，作为扫描操作的基础。 在AutoCAD中两种扫描法分别称为 Extrude（拉伸）和Revolve（旋转）。 第二节 3D绘图基础 一、三维坐标 1、确定Z轴正方向和绕轴旋转的正方向——右手定则 2、三维直角坐标 三维直角坐标格式（X,Y,Z）与二维直角坐标格式（X,Y）相似，但除了指定X和Y值以外，还要指定Z值。 3、柱坐标 柱坐标的格式（Rα,Z）与二维极坐标的格式（Rα）相似，只是还需要输入点的Z坐标值（即点到XY平面的距离）。点是通过指定与X轴夹角为的α方向上的距离R以及垂直于XY平面的Z值进行定位的。 4、球面坐标 三维空间的球面坐标的格式（Rαβ）与二维空间极坐标的格式（Rα）相似。定位点时，分别指定该点与原点的距离R，该点与坐标原点的连线在XY平面上的投影与X轴的夹角α，以及该点与坐标原点的连线与XY平面的夹角β。 二、观察3D模型的基本方法 绘图中，可以从任何位置查看3D模型，可以生成消隐视图、着色视图或渲染视图。 1、通过标准视点观察 在AutoCAD中提供了六个标准视图和四个等轴测视图查看方向。 这十个标准视点可以通过如下方法调用。 【菜单】［View］→［3D Views ］ 【工具栏】View工具栏、Standard工具栏 → 在AutoCAD中，上下左右的定义如左图；东南西北的定义如右图。  图 上下左右的定义 图 东南西北的定义 2、模型的消隐 消隐操作用来隐藏图形中被前景对象遮掩的背景对象，使三维图形的显示更加简洁，结构更加清晰，但消隐模型不够逼真，消隐操作只是用来检查建模的正确性。【菜单】［View］→［Hide］【工具栏】Render工具栏 → 【命令行】hide 由于消隐的视图不能编辑，在消隐状态下如果需要开始编辑模型，需要执行Regen（重生成）命令。 第三节 简单基本体素 在AutoCAD中基本体素包括六种：长方体、圆锥体、圆柱体、球体、圆环体和楔形体。 这些基本体素中除了球体和圆环体外，其余体素都是通过先指定底面的形状和尺寸，再指定立体的高度定义的。 第四节 基本体素的创建方法 基本体素的创建方法有两种：通过扫描法由二维图形轮廓创建实体，切割已有实体获得新实体。 由二维图形轮廓创建实体的方法有两种——Extrude（拉伸）和Revolve（旋转），这两种操作中的二维图形轮廓需要将平面绘图命令绘制的平面图形转换为AutoCAD中扫描法可用的二维图形轮廓形式——面域。 一、面域 面域是由封闭的边界构成的二维封闭区域。 在三维空间中就象是一张纸，没有厚度，但不透明，可以遮挡其它物体；并且可以挖孔。 其边界可以是一条图线对象或一系列相连的图线对象，组成边界的对象可以是直线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、样条曲线等。 这些对象要求自行封闭形成封闭区域，或与其他对象首尾相接形成封闭区域。 如果边界对象内部相交，就不能生成面域。 在AutoCAD中，面域不论有多少图线组成，其都是一个对象。 面域的获得可以通过下面两种方法。 1、创建面域——Region【功能】由二维对象创建面域。【菜单】［Draw］→［Region］【工具栏】Draw工具栏 → 【命令行】region