Auto CAD三维实体建模的方法研究

李雯

（宝鸡职业技术学院 陕西 宝鸡 721000）

目前，Auto CAD已经广泛的应用于机械、电子、建筑、交通、图案设计等各个行业。随着版本的不断升级，它不仅具有强大的二维绘图编辑功能，而且具备了较强的三维绘图及实体造型功能。

但Auto CAD亦存在某些不足，比如三维绘图过程中“三维阵列”等三维编辑命令的使用并不方便。除此而外将实体模型转换为工程图的的操作也始终比较繁琐，以至于Auto CAD用户大多利用其他软件如Pro/e或UG来转换，给操作带来不便，从而在一定程度上限制了Auto CAD的使用。

文中针对上述问题进行探讨，提出了执行平面视口命令将三维实体模型转换为二维工程的方法；以及在建筑绘图中利用array命令代替三维阵列命令简单完成绘图的方法，为三维实体建模提供了新思路。

1 执行平面视图命令将三维模型转换为二维视图

1.1 模型空间、图纸空间、视口的概念及之间的转换

模型空间是完成绘图和设计工作的工作空间。使用在模型空间中建立的模型可以完成二维或三维物体的造型，并且可以根据需求用多个二维或三维视图来表示物体。在模型空间中，用户可以创建多个不重叠的（平铺）视口以展示图形的不同视口。

图纸空间用于图形排列、绘制局部放大及绘制视图。在图纸空间中，视口被作为对象来看待，并且可用Auto CAD，并且可用Auto CAD的标准编辑命令对其进行编辑。这样就可以在同一绘图页进行不同视图的放置和绘制 （在模型空间中，只能在当前活动的视口中绘制）。在构造布局图时可以将浮动视口视为图纸空间的图形对象，并对其进行移动和调整。浮动视口可以相互重叠或分离。在图纸空间中无法编辑模型空间中的对象，如果要编辑模型，必须激活浮动视口，进入浮动模型空间。可以通过单击状态栏上的“图纸”按钮或双击浮动视口区域中的任意位置来激活浮动视口。

打开“布局”标签后，可以按以下方式在图纸空间和模型空间之间切换。方式一：通过状态栏上的“模型”按钮或“图纸”按钮来切换在“布局”标签中的模型空间和图纸空间。当通过此方法由图纸空间切换到模型空间时，最后活动的视口成为当前视口。方式二：使用MSPACE命令从图纸空间切换到模型空间，使用PSAPCE命令从模型空间切换到图纸空间。

1.2 实例应用

利用平面视图命令将已绘制好的三维实体模型转换为三视图。

1)绘制如图1所示的三维模型。

2)执行copy命令复制出如图2所示的三维模型，位置没有严格要求，转换为二维视图后可利用“极轴”重新对齐。

3）执行三维旋转命令将3个模型旋转至如图3所示的位置。

图1 三维模型Fig.1 Three dimensional model

图2 复制后的三维模型Fig.2 Three dimensional model after replication

图3 旋转后的三维模型Fig.3 Three dimensional models after rotation

因为平面视图的视点总是沿着三维坐标里Z轴的方向观察实体模型，所以执行平面视图命令之前要对三维实体模型进行旋转，使三维模型的正面，左面和上表面都朝向Z轴坐标，即图5中的面1、面2、面3都朝向Z轴坐标。值得注意的是面1现在的朝向已经是Z轴方向，不必再用三维旋转命令旋转；面2和面3分别绕Y轴和X轴旋转，此处不再赘述。

4)执行三维实体模型的平面视图命令

选择“视图”→“三维视图”→“平面视图”→“当前 UCS”,结果如图4所示，但是此图只是改变了看图方向的三维实体模型并不是真正的二维三视图。下一步需要从模型空间转换到图纸空间执行提取三维实体模型轮廓的命令（solprof）

5)执行solprof命令生成三视图

图4 当前UCSFig.4 Current UCS

从模型空间转换到图纸空间，双击激活视口后执行solprof命令，提取三维实体模型轮廓。再从图纸空间返回模型空间，此时打开图层特性管理器如图5所示，会发现图层中除了0层外还有以PH（记录所有不可见投影轮廓的信息）、PV（记录所有可见投影轮廓的信息）为前缀的两个图层。将PH图层中的线型改为虚线，PV图层中的线宽改为0.4。另外再建立两个图层，线型分别设置为细实线和细点画线，用来标注尺寸和画出缺省的轴线和中轴线的投影，这样符合国家标准的三视图完成，如图6所示。

图5 图层特性管理器Fig.5 Layer properties manager

图6 三视图Fig.6 Three-view diagram

此前方法适用于Auto CAD2000及以上的版本，对于用户来说软件版本方面的限制较少，在进行三维实体模型到二维工程图转换的过程中，需要首先从模型空间转换到图纸空间，再由图纸空间又转换到模型空间。转换过程中操作者只要了解模型空间、图纸空间以及视口之间的关系和图层特性管理器的功能，便可以迅速将三维模型转换为二维三视图。

2 三维实体建模中用array命令代替三维阵列命令

Array命令使用起来简单方便，只需对三维坐标作简单的调整，便可在三维绘图中代替繁琐的三维阵列命令。下面以大楼模型的建立过程为例进行介绍：

1)在AutoCAD模型空间中绘制如图7所示的大楼模型。

图7 大楼模型Fig.7 Building model

2)调整三维坐标

在三维实体建模中执行array命令时，必须使三维坐标的X轴和Y轴处于阵列对象的行和列的位置。具体到大楼模型的实例中，选择“工具→新建UCS→Y”，使图1中的坐标绕Y轴顺时针旋转90°（输入-90），坐标调整如图8所示。这样坐标Y轴对应的是的列，X轴对应的是行，其中列是大楼模型的栋数，行是大楼模型的层数。

图8 调整后的三维坐标Fig.8 The 3D coordinates of the adjusted

3)执行array命令，设置参数

执行array命令，在对话框内，选择“矩形阵列”，“列”输入1，“行”输入30。大楼模型绘制时一层楼的高度为3 600，所以“行偏移”为3 600，“列偏移”为0，选择对象时选择模型的第二层。上述简单的操作便可以得到如图9所示的大楼模型。3

结束语

Auto CAD除了有非常强大的二维图形绘制功能外，还提供了比较强大的三维[7]绘图功能，随着软件的不断升级和设计人员、教研人员的不断探索实践，今后还会出现更好效率更高的方法。本文是作者在长期的教研实践中总结的的方法，希望对读者有一定帮助作用。

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