Auto CAD三維實體建模的方法研究

李雯

（寶雞職業技術學院 陜西 寶雞 721000）

目前，Auto CAD已經廣泛的應用于機械、電子、建筑、交通、圖案設計等各個行業。隨著版本的不斷升級，它不僅具有強大的二維繪圖編輯功能，而且具備了較強的三維繪圖及實體造型功能。

但Auto CAD亦存在某些不足，比如三維繪圖過程中“三維陣列”等三維編輯命令的使用并不方便。除此而外將實體模型轉換為工程圖的的操作也始終比較繁瑣，以至于Auto CAD用戶大多利用其他軟件如Pro/e或UG來轉換，給操作帶來不便，從而在一定程度上限制了Auto CAD的使用。

文中針對上述問題進行探討，提出了執行平面視口命令將三維實體模型轉換為二維工程的方法；以及在建筑繪圖中利用array命令代替三維陣列命令簡單完成繪圖的方法，為三維實體建模提供了新思路。

1 執行平面視圖命令將三維模型轉換為二維視圖

1.1 模型空間、圖紙空間、視口的概念及之間的轉換

模型空間是完成繪圖和設計工作的工作空間。使用在模型空間中建立的模型可以完成二維或三維物體的造型，并且可以根據需求用多個二維或三維視圖來表示物體。在模型空間中，用戶可以創建多個不重疊的（平鋪）視口以展示圖形的不同視口。

圖紙空間用于圖形排列、繪制局部放大及繪制視圖。在圖紙空間中，視口被作為對象來看待，并且可用Auto CAD，并且可用Auto CAD的標準編輯命令對其進行編輯。這樣就可以在同一繪圖頁進行不同視圖的放置和繪制 （在模型空間中，只能在當前活動的視口中繪制）。在構造布局圖時可以將浮動視口視為圖紙空間的圖形對象，并對其進行移動和調整。浮動視口可以相互重疊或分離。在圖紙空間中無法編輯模型空間中的對象，如果要編輯模型，必須激活浮動視口，進入浮動模型空間。可以通過單擊狀態欄上的“圖紙”按鈕或雙擊浮動視口區域中的任意位置來激活浮動視口。

打開“布局”標簽后，可以按以下方式在圖紙空間和模型空間之間切換。方式一：通過狀態欄上的“模型”按鈕或“圖紙”按鈕來切換在“布局”標簽中的模型空間和圖紙空間。當通過此方法由圖紙空間切換到模型空間時，最后活動的視口成為當前視口。方式二：使用MSPACE命令從圖紙空間切換到模型空間，使用PSAPCE命令從模型空間切換到圖紙空間。

1.2 實例應用

利用平面視圖命令將已繪制好的三維實體模型轉換為三視圖。

1)繪制如圖1所示的三維模型。

2)執行copy命令復制出如圖2所示的三維模型，位置沒有嚴格要求，轉換為二維視圖后可利用“極軸”重新對齊。

3）執行三維旋轉命令將3個模型旋轉至如圖3所示的位置。

圖1 三維模型Fig.1 Three dimensional model

圖2 復制后的三維模型Fig.2 Three dimensional model after replication

圖3 旋轉后的三維模型Fig.3 Three dimensional models after rotation

因為平面視圖的視點總是沿著三維坐標里Z軸的方向觀察實體模型，所以執行平面視圖命令之前要對三維實體模型進行旋轉，使三維模型的正面，左面和上表面都朝向Z軸坐標，即圖5中的面1、面2、面3都朝向Z軸坐標。值得注意的是面1現在的朝向已經是Z軸方向，不必再用三維旋轉命令旋轉；面2和面3分別繞Y軸和X軸旋轉，此處不再贅述。

4)執行三維實體模型的平面視圖命令

選擇“視圖”→“三維視圖”→“平面視圖”→“當前 UCS”,結果如圖4所示，但是此圖只是改變了看圖方向的三維實體模型并不是真正的二維三視圖。下一步需要從模型空間轉換到圖紙空間執行提取三維實體模型輪廓的命令（solprof）

5)執行solprof命令生成三視圖

圖4 當前UCSFig.4 Current UCS

從模型空間轉換到圖紙空間，雙擊激活視口后執行solprof命令，提取三維實體模型輪廓。再從圖紙空間返回模型空間，此時打開圖層特性管理器如圖5所示，會發現圖層中除了0層外還有以PH（記錄所有不可見投影輪廓的信息）、PV（記錄所有可見投影輪廓的信息）為前綴的兩個圖層。將PH圖層中的線型改為虛線，PV圖層中的線寬改為0.4。另外再建立兩個圖層，線型分別設置為細實線和細點畫線，用來標注尺寸和畫出缺省的軸線和中軸線的投影，這樣符合國家標準的三視圖完成，如圖6所示。

圖5 圖層特性管理器Fig.5 Layer properties manager

圖6 三視圖Fig.6 Three-view diagram

此前方法適用于Auto CAD2000及以上的版本，對于用戶來說軟件版本方面的限制較少，在進行三維實體模型到二維工程圖轉換的過程中，需要首先從模型空間轉換到圖紙空間，再由圖紙空間又轉換到模型空間。轉換過程中操作者只要了解模型空間、圖紙空間以及視口之間的關系和圖層特性管理器的功能，便可以迅速將三維模型轉換為二維三視圖。

2 三維實體建模中用array命令代替三維陣列命令

Array命令使用起來簡單方便，只需對三維坐標作簡單的調整，便可在三維繪圖中代替繁瑣的三維陣列命令。下面以大樓模型的建立過程為例進行介紹：

1)在AutoCAD模型空間中繪制如圖7所示的大樓模型。

圖7 大樓模型Fig.7 Building model

2)調整三維坐標

在三維實體建模中執行array命令時，必須使三維坐標的X軸和Y軸處于陣列對象的行和列的位置。具體到大樓模型的實例中，選擇“工具→新建UCS→Y”，使圖1中的坐標繞Y軸順時針旋轉90°（輸入-90），坐標調整如圖8所示。這樣坐標Y軸對應的是的列，X軸對應的是行，其中列是大樓模型的棟數，行是大樓模型的層數。

圖8 調整后的三維坐標Fig.8 The 3D coordinates of the adjusted

3)執行array命令，設置參數

執行array命令，在對話框內，選擇“矩形陣列”，“列”輸入1，“行”輸入30。大樓模型繪制時一層樓的高度為3 600，所以“行偏移”為3 600，“列偏移”為0，選擇對象時選擇模型的第二層。上述簡單的操作便可以得到如圖9所示的大樓模型。3

結束語

Auto CAD除了有非常強大的二維圖形繪制功能外，還提供了比較強大的三維[7]繪圖功能，隨著軟件的不斷升級和設計人員、教研人員的不斷探索實踐，今后還會出現更好效率更高的方法。本文是作者在長期的教研實踐中總結的的方法，希望對讀者有一定幫助作用。

[1]李勇峰，陳書劍.Auto CAD中三維實體生成二維剖視圖的方法研究[J].制造業自動化，2012（8）：50-54.LI Yong-feng，CHEN Shu-Jian.The 3D AutoCAD to generate 2D view method research[J].Manufacturing Automation，2012（8）：50-54.

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