在 AutoCAD 中绘制三维图形的方法很多，不同的三维图形对象的用途也不同。要掌握 AutoCAD 的三维图形绘制与应用功能，用户需要学习的内容与相关概念很多，并需要熟记一 些基本的操作步骤。 本章内容 AutoCAD 的三维标高与拉伸概念。 定义三维正交投影视图。 定义与应用 UCS。 绘制、编辑三维图形。 本章目的 掌握三维正交投影的概念和应用方法。 掌握三维观察点的概念和应用方法。 掌握创建与应用 UCS 的方法与时机。 操作内容 本章将应用三维的方法绘制本书操作实例中的齿轮减速器机箱盖，结果如图 10-1 所示。 图 10-1 本章的操作结果
第 10 章 绘制与应用三维图形 231 涉及的操作包括： 绘制三维图形、编辑三维图形。 定义与应用 UCS。 拉伸二维对象建立三维曲面。 在三维空间中应用 CAL 命令捕捉对象。 本章涉及的主要命令有： VPOINT，设置三维观察点。 3DROTATE，在三维空间中旋转对象。 MIRROR3D，在三维空间中镜像对象。 UCS，管理与定义 UCS。
10.1 绘制三维拉伸面
输入三维点来绘制三维直线与三维多段线，是最简单的三维对象绘制方法。使用“标高” 与“厚度”来拉伸二维对象，将绘制一种三维拉伸面，这是最简单的三维曲面绘制方法。 标高与厚度可以由 ELEV 命令设置。例如，下面的操作将设置并应用一个新的标高，并 绘制两个无“盖”无“底”的盒子。 步骤 1 按下述对话过程执行 ELEV 命令： 命令: ELEV 指定新的默认标高 <0.00>: 5 指定新的默认厚度 <0.00>: 8 ELEV 是一条为后面的操作设置标高与厚度的命令。在这一步操作中，对第一行提示回答 5，将使得随后绘制的图形自动使用 Z=5 的坐标值，即标高为 5，对第二行提示回答数字 8 后， 随后绘制的图形对象的厚度将为 8，下面的操作将说明新的图形是如何绘制的。在 AutoCAD 中，一个对象的“标高”是指它的构造平面（Construction Plane）在坐标系 统中所处的 Z 坐标值。构造平面总是平行于当前坐标系统的 XY 平面，标高为 0 说明其构造 平面与 XY 轴组成的平面处于同一个位置，或者说相重叠。正的标高值表明构造平面在 XY 平 面之上，负的标高值则说明它在该平面之下。在 AutoCAD 中所有的对象绘制时都是基于当前 构造平面来确定 Z 坐标值，刚开始绘制图形时，该平面所处的位置恰好与当前坐标系统的 XY 平面相重叠。 “厚度”是对象在构造平面上沿其标高方向拉伸的长度距离值，它类似于立方体的“高”。 这种拉伸的目的通常是为了产生一个具有三维特征的对象，负的厚度值表示拉伸方向与 Z 轴 的负方向一致，正的厚度值则沿 Z 轴的正方向拉伸。 注意：有些 AutoCAD 技术资料称标高为“高度”。 用户只可以为随后要绘制的图形对象设置标高或厚度。一旦图形绘制好了，就不能修改 该对象绘制时所采用的标高，但可修改其厚度。 步骤 2 使用 LINE 命令绘制一个矩形。 这一步操作绘制的矩形如图 10-2 所示。如上所述，它的标高为 5，构造平面将在当前坐标系 统的 XY 平面的上方。接下来更换一下标高，再绘制一个厚度为 4 的矩形，结果如图 10-3 所示。
图 10-2 绘制的矩形 图 10-3 绘制一个厚度为 4 的矩形 步骤 3 按下述对话过程再执行一次 ELEV 命令： 命令: ELEV 指定新的默认标高 <5.0000>: 13 指定新的默认厚度 <8.0000>: 4 步骤 4 使用 LINE 命令绘制另一个矩形。 完成上述操作后，两个矩形厚度的方向与 Z 坐标轴相平行，因此用户看到的矩形是垂直 于 XY 平面观察到的结果，显示在屏幕上的图形与二维图形无异，为了观察到真实的三维情况 需要更换一下观察角度，即设置一个三维观察点。
10.2 设置三维观察点
为了学习绘制 AutoCAD 的三维图形，以及在屏幕上观察这种图形对象的三维特性，初 学者需要掌握设置三维观察点的方法，以及应用此观察点的概念与技巧。设置一个三维观察 点也就是在三维空间中设置一个观察对象的角度，以便让 AutoCAD 在屏幕上显示出对象的 三维特征。 为了设置三维观察点，可执行 VPOINT（观察点）命令，如下所示： 命令: VPOINT 当前视图方向: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000 指定视点或 [旋转(R)] <显示指南针和三轴架>: -1,-1,1 正在重生成模型。 对话结束后，一个三维观察点就设置好了。此时，AutoCAD 将从该点向坐标原点建立一 个观察方向，从而让屏幕上显示的三维拉伸面显示成图 10-4 所示的结果。通过该图可见， AutoCAD 绘图区域中的坐标轴图标也将随之发生变化，以便表现当前观察方向。 图 10-4 一个三维观察点就设置好了第 10 章 绘制与应用三维图形 233 如果要消除三维对象中的隐藏线（被三维面遮住的对象轮廓线），还可执行 HIDE 命令， 结果如图 10-5 所示。 图 10-5 消除了隐藏线的三维对象 在 AutoCAD 的图形中，当前视口中只能存在一个三维观察点。每执行一次 VPOINT 命令 都将更换三维观察方向。每次执行此命令对一个对象进行三维观察时，AutoCAD 都将把图形 看成是非常小的一个“点”，而且不管图形有多大都把它看成是集中于坐标原点上的一个点， 然后如上面的操作那样从三维空间中选择一个角度来观察该点，这样屏幕上就会显出该观察方 向上看到的三维对象。这是 AutoCAD 对察三维对象的特殊形式。 注意：设置好三维观察点后，还需要执行 HIDE 命令隐藏三维面后面的对象，这样才能真 实地看到三维图形对象的三维特性。
10.3 VPOINT 命令
这是 AutoCAD 三维功能中的重要命令，也是 CAD 工程师一定要掌握的命令。执行该命 令后，在屏幕上显示的提示信息是： 当前视图方向: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000 指定视点或 [旋转(R)] <显示指南针和三轴架>: 提示行中显示的当前视图方向为上一次执行该命令的设置。提示行中的“旋转”选项用 于使用指定角度值来指定观察方向。默认选项是“指定视点”，如上面所述的操作那样指定一 个观察点，也就指定了这个视点。如果对该行提示回答一个空值，屏幕上将显示一个指南针与 三角架，此时移动鼠标器也可以定义一个观察方向，如图 10-6 所示。 注意：有些版本的 AutoCAD 将“指南针”称为“罗盘”。 当用户对三维观察点的使用非常熟悉后，还可以在命令行上输入 DDVPOINT 命令，通过 “视点预置”对话框来设置三维观察方向，如图 10-7 所示。 进入“视点预置”对话框后，用户可首先打开“绝对于 WCS”或“相对于 UCS”单选按 钮，确定好坐标系统，然后在“自”区域中设置观察方向与 X 轴的角度，以及与 XY 平面的 夹角，或者在样例图像中指定并查看角度，单击“确定”按钮后即可预置好观察点。“视点预 置”对话框中的黑色指针用于指示新角度，灰色指针指示当前角度，圆形图像用于指示与 X轴的夹角，半圆形用于指定与 XY 平面的夹角。单击“设置为平面视图”按钮，可将观察角度 设置为垂直于相对当前坐标系的 XY 平面。 图 10-6 屏幕上将显示一个指南针与三角架 图 10-7 “视点预置”对话框 注意：WCS 是一种通用坐标系统，本书前面的所有操作都以它为参考系统。UCS 是用户 定义的坐标系统，本书后面将详述它的定义与使用技术。
第 10 章 绘制与应用三维图形 235
10.4 使用动态观察功能
使用 AutoCAD 的动态观察功能可以模拟摄像机的工作机制，以动态方式从不同角度观察 三维图形对象。为了使用这个功能，可按下述步骤进行操作。 步骤 1 从“菜单管理器”中选择“视图”命令，进入“视图”子菜单后，右击“动态观 察”菜单，然后从快捷菜单中选择“展开”命令，如图 10-8 所示。或者双击“动态观察”菜 单组，也能展开该菜单组。 图 10-8 选择“展开”命令 步骤 2 从“动态观察”菜单组中选择一种观察方式，如图 10-9 所示。然后，按命令行 中显示的提示信息进行操作。 图 10-9 选择一种观察方式在这个“动态观察”菜单组中，可以选择的三维动态观察方式与特点如下所述。 1．受约束的动态观察 在当前视口中激活三维动态观察视图，参见图 10-10 中的左图。在此观察方式下，可以查 看整个图形，或者事先选择一个或多个对象观察。执行此命令时，视图中的目标将保持静止， 而相机的位置（或视点）将围绕目标移动，但是，看起来好像三维模型正在随着鼠标光标的拖 动而旋转。用户可以此方式指定模型的任意视图。 此命令将显示自己的三维动态观察光标图案。如果水平拖动光标，相机将平行于世界坐 标系（WCS）的 XY 平面移动。如果垂直拖动光标，相机将沿当前坐标系统中的 Z 轴移动。 2．自由动态观察 在这种三维自由动态观察下，视图中显示一个导航球，被更小的圆分成四个区域，如图 10-10 的中图所示。此时，在导航球的不同部分之间移动光标将更改光标图标，以指示视图旋 转的方向，可以三维动态的方式观察三维图形对象。 3．连续动态观察 使用这种观察方式时，在绘图区域中单击并沿任意方向拖动定点设备，使对象沿正在拖 动的方向开始移动，释放定点设备上的按钮，被观察的对象将在指定的方向上继续进行它们的 轨迹运动。换句说，AutoCAD 将在此后自动连续地转动并显示三维图形对象，如图 10-10 中 的右图所示，再次单击鼠标器上的选取键，转动即可停止。 图 10-10 各种三维动态观察方式 注意：光标移动设置的速度将决定对象的转动速度。
10.5 设置正交投影视图
在 AutoCAD 中绘制三维图形前，可将绘图区域划分成多个视口，然后分别对各视口设置 好三维观察方向，从而定义与观察方向相应的视图。若将三维观察方向设置成与当前坐标系统 平面正交，即可得到符合工程图纸需要的正交投影视图。为了定义这种视图，可按下述步骤进 行操作。 步骤 1 打开前面归档保存的“总装配图”。删除与机箱盖无关的线条，并适当做一些编 辑修改，添加一些图形对象，结果如图 10-11 所示。 在这里，需要删除的对象包括图纸边框线、标题栏、尺寸标注对象、文本对象。 步骤 2 打开正交方式后，将绘图区域中的主视图与俯视图形对象移动至相互靠近一些的 位置上，如图 10-12 所示。接着，将图形文件另存为“机箱盖.dwg”。第 10 章 绘制与应用三维图形 237 图 10-11 删除与机箱盖图形无关的线条 图 10-12 移动选定的图形对象 步骤 3 执行 LIMITS 命令，然后按下述过程与 AutoCAD 进行对话。 命令: LIMITS 重新设置模型空间界限: 指定左下角点或 [开(ON)/关(OFF)] <20.00,20.00>: 选定左下角点，如图 10-13 所示 指定右上角点 <1189.00,841.00>: 选定右上角点，如图 10-14 所示 命令: LIMITS 重新设置模型空间界限: 指定左下角点或 [开(ON)/关(OFF)] <272.00,128.00>: ON 步骤 4 在功能区中的“视图”标签里展开“视口”面板，然后单击“选择视口配置”下 拉按钮，如图 10-15 所示。 此后，屏幕上将显示 AutoCAD 预置的视口配置方案下拉列表，从中选择“三个：右”配 置方案，如图 10-16 所示，即可得到用于三视图的视口配置。
图 10-13 选定左下角点 图 10-14 选定右上角点 图 10-15 单击“选择视口配置”下拉按钮 图 10-16 选择“三个 右”配置 在初始绘图时，屏幕上只有一个视口，若要绘制多个正交投影视图，就需要划分出多个 视口，并布局好各视图，然后在各视图中分别绘制好正交投影图形。为了简化这种操作， AutoCAD 提供了图 10-16 所示的下拉菜单，完成这一步操作后，屏幕上将出现三个视口，如 图 10-17 所示，它们将分别用于主视图、俯视图以及三维观察视图。三维观察视图仅用于在绘 制三维图形期间观看操作的结果，或者帮助用户完成三维绘图与编辑操作。 由图 10-17 可见，上述操作创建的各视口已经设置好了三维观察方向，也就是相应投影方 向上的视图，而且是正交投影方向上的视图。
第 10 章 绘制与应用三维图形 239 图 10-17 屏幕上将出现三个视口
10.6 三维旋转图形对象
完成上面的操作后，就可以基于前面绘制的二维图形来绘制三维图形。首先，需要做的 就是三维旋转图形对象，可采用的操作方法如下所述。 步骤 1 单击主视图视口，让它处于活动状态后执行 PEDIT 命令，合并图 10-18 所示的各 条线段，产生一条闭合的多段线，合并图 10-19 所示的各条线段，并产生第二条闭合的多段线。 图 10-18 合并后产生一条闭合的多段线 图 10-19 合并后产生第二条闭合的多段线 这一步操作仅为了便于完成本章后面的操作，与本节的操作结果无关。当用户对图形对 象做了三维旋转后，它将不再是 XY 平面内的图形对象，因而不能完成那些只能在构造平面内 才能执行的命令，如合并多段线的操作就只能在绘制时的 XY 平面内完成。步骤 2 使用“窗口”或“交叉”方式，选定图 10-20 所示的图形对象，结果如图 10-21 所示。 图 10-20 制定一个选择窗口 图 10-21 选定这些图形对象 步骤 3 单击三维观察视图，激活该视口后进入“菜单管理器”。从“修改”菜单中展开“三 维操作”菜单组，接着从中选定“三维旋转”命令，如图 10-22 所示，并完成下述对话过程。 图 10-22 选定“三维旋转”命令 命令: _3drotate
UCS 当前的正角方向: ANGDIR=逆时针 ANGBASE=0 找到 54 个 指定基点: 选定图 10-23 所示的“端点” 拾取旋转轴: 指定图 10-24 所示的 X 轴 指定角的起点或键入角度: 90 对话中指定的旋转轴与当前坐标系统中的 X 轴平行，并通过图 10-23 所示的端点，其旋 转角度为 90 度。旋转的结果如图 10-25 所示。 上述操作执行了 3DROTATE 命令。这是一条常用的三维编辑命令，可让用户在三维空间 中指定一条旋转轴线与旋转角度，然后旋转选定的图形对象。执行此命令时，可选择使用多种 方法来定义旋转轴。其中，使用得最多的旋转轴如下所列。
第 10 章 绘制与应用三维图形 241 图 10-23 指定基点 图 10-24 指定旋转轴 图 10-25 三维旋转的结果 与 X、Y、Z 这三条坐标轴平行的旋转轴。 选择使用该命令的“对象”选项，还可以将旋转轴与现有图形对象对齐。 使用“视图”选项可将旋转轴与当前视口的观察方向对齐，并定义其观察方向。 选择“两点”选项则可指定两个三维坐标点来定义旋转轴。
10.7 3DROTATE 与 ROTATE3D 命令
3DROTATE 是一条可以在三维工作方式与二维工作方式旋转视图的命令，上面的操作中将它用于三维观察视图中，因此操作时将是三维工作时显示的提示信息，以及一个球坐标系统 图标。此时，指定旋转的基点与旋转轴、角度，即可完成操作。 若在二维线框图形视口中执行此命令，屏幕上不会出现球坐标系统图标，提示信息也将 变成： 选择对象: 选定对象 指定基点: 指定一个点 指定旋转角度，或 [复制(C)/参照(R)] <90>: 在这种情况下，旋转的参考轴将平行于当前坐标系统中的 Z 轴，并通过基点。 ROTATE3D 命令是采用另一种操作方式的三维旋转命令，可以在三维工作方式与二维工 作方式旋转视图，操作时屏幕上显示的提示信息如下所述。 选择对象: 选定对象
指定轴上的第一个点或定义轴依据 [对象(O)/上一个(L)/视图(V)/X 轴(X)/Y 轴(Y)/Z 轴(Z)/两 点(2)]: 指定点，或指定选项 该行提示中的各选项功能如下所列。 对象，将旋转轴与现有对象对齐。可选择直线、圆、圆弧或二维多段线，让它们作为 旋转的参考轴。 上一个，将上一个操作对象作为旋转轴。 视图，将旋转轴与当前通过选定点的视口的观察方向对齐。 X 轴、Y 轴、Z 轴，将旋转轴与通过指定点的坐标轴（X、Y 或 Z）对齐。 两点，使用两个点定义旋转轴。 在实际工程设计工作中，许多时候需要在二维正交投影视图中以三维方式旋转图形对象， 此时就可以采用这些选项来操作。在这种操作方式下，可使用一个与当前坐标轴不平行的旋转 轴。通常，若旋转轴与坐标系统中的某坐标轴平行，采用 3DROTATE 命令可获得较为便捷的 操作。若旋转轴不与坐标系统中的坐标轴平行，则应当执行 ROTATE3D 命令。例如，选择圆 为旋转的参考对象时，旋转轴将与圆的三维轴线对齐，该轴线垂直于圆所在的平面并通过圆的 圆心，如图 10-26 中的左图所示。若选择“两点”定义一条旋转轴，该轴线是三维空间中的任 意方向上的线段，如图 10-26 中的右图所示。 图 10-26 执行 ROTATE3D 命令的特点
10.8 三维移动与复制图形对象
AutoCAD 为三维移动或复制图形对象提供了专用工具。但仅使用 MOVE 或 COPY 命令即 可完成这个工作，只是操作时需要指定三维的移动与复制的基点与目标点，下面的操作就将这 么做。
第 10 章 绘制与应用三维图形 243 步骤 1 接着上一节的操作，在功能区中的“常用”标签里展开“修改”面板，并从此面 板中选择“移动”工具，如图 10-27 所示。然后，完成下述对话过程。 图 10-27 选择“移动”工具 命令: _move 选择对象：P 找到 xx 个 选择对象：Enter 指定基点或 [位移(D)] <位移>: CEN 于 选定图 10-28 所示的“交点” 指定第二个点或<使用第一个点作为位移>: 选定图 10-29 所示的“圆心” 图 10-28 选定“交点” 图 10-29 选定“圆心” 这一段对话过程中使用 P（前一个）选择方式，此方式将选择上一条命令执行期间所使用 的对象选择集，三维移动的结果将如图 10-30 所示。 注意：在编辑与修改图形的操作中，P 选择方式经常使用。 步骤 2 在功能区中的“常用”标签里展开“修改”面板，并从此面板中选择“复制”工 具，如图 10-31 所示。然后，完成下述对话过程。 命令: _copy 选择对象: P 找到 xx 个 选择对象: Enter 当前设置: 复制模式 = 多个 指定基点或 [位移(D)/模式(O)] <位移>: 指定图 10-32 所示的“交点” 指定第二个点或 <使用第一个点作为位移>: 指定图 10-33 所示的“交点” 指定第二个点或 [退出(E)/放弃(U)] <退出>: Enter
图 10-30 三维移动的结果
图 10-31 选择“复制”工具
第 10 章 绘制与应用三维图形 245 这一段对话过程中仍然使用了 P 选择对象方式，以便复制上一步操作所移动的那些图形 对象。三维复制的结果如图 10-34 所示。 图 10-34 三维复制的结果 完成了上述三维旋转、三维移动与复制操作，本书前面绘制的二维图形就变成了三维空 间中的物体轮廓线。这些轮廓线也将准确地出现在主视图正交投影面与俯视图正交投影面上， 再进一步操作编辑修改它们，即可得到图 10-1 所示的结果。
10.9 三维镜像复制图形对象
三维镜像操作需要定义一个三维镜像面，下面的操作就将说明这一点。 步骤 1 接着上一节的操作，删除图形中位于机箱盖与机箱连接端面顶角等处多余的直 线，结果如图 10-35 所示。然后，按下述对话过程执行 LINE 命令，绘制一条直线。 命令: _line 指定第一点: 选定图 10-36 所示的“中点” 指定下一点或 [放弃(U)]: 选定图 10-37 所示的“中点” 指定下一点或 [放弃(U)]: Enter 图 10-35 删除四个顶角处多余的直线 图 10-36 指定第一点这一段对话绘制的直线将连接两段圆弧线的中点，结果如图 10-38 所示。 图 10-37 指定下一点 图 10-38 绘制的直线 注意：下面的操作将要使用的坐标系统的各坐标轴方向，应如图 10-38 中三维观察视图的 坐标系统图标所示。 步骤 2 选定刚才绘制的直线。接着，在“菜单管理器”的“修改”菜单中展开“三维操 作”菜单组，然后从此菜单组中选择“三维镜像”命令，如图 10-39 所示。 图 10-39 选择“三维镜像”命令 完成下述对话过程。 命令: _mirror3d
第 10 章 绘制与应用三维图形 247 指定镜像平面 (三点) 的第一个点或
[对象(O)/最近的(L)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>: XY 指定 XY 平面上的点 <0,0,0>: 'CAL >>>> 表达式: MID >>>> 选择图元用于 MID 捕捉: 在图 10-40 所示处选定多段线框，以便得到图 10-41 所示的结果 是否删除源对象？[是(Y)/否(N)] <否>: Enter 图 10-40 选择用于捕捉中点的多段线框 图 10-41 三维镜像复制的直线 由上面的对话过程可见，操作中透明执行了 CAL 命令以及 MID 对象捕捉方式，因此轻易 地定义了一个与当前 UCS XY 平面平行的镜像面。这是因为 CAL 命令的表达式可接受 MID 对象捕捉方式与所捕捉到的点，操作时在三维图形中选择一个多段线框，就将捕捉到选取点附 近的，位于此多段线框上的一个“中点”，从而快速定义了这个三维镜像平面。 接下来，可选定上述操作得到的两条直线。然后，再一次执行三维镜像命令，并完成下 述对话过程。 命令: _mirror3d 指定镜像平面 (三点) 的第一个点或
[对象(O)/最近的(L)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>: YZ 指定 ZX 平面上的点 <0,0,0>: ‘CAL >>>> 表达式: MID >>>> 选择图元用于 MID 捕捉: 在图 10-42 所示处选定多段线框 是否删除源对象？[是(Y)/否(N)] <否>: N 对话结束后，三维镜像复制的三条直线与源直线如图 10-43 所示。 上述操作演示了三种操作：为三维镜像而执行 MIRROR3D 命令、透明执行 CAL 命令与 使用特定的对象捕捉方式、定义三维镜像面，复制的各对象将用于绘制机箱盖与机箱的连接 端面。
图 10-42 选择图元用于 MID 捕捉 图 10-43 三维镜像复制的结果
10.10 MIRROR3D 命令
此命令用于将一个三维空间平面作为镜像面来复制选定的对象。操作时，显示的提示信 息如下： 指定镜像平面的第一个点(三点) 或 [对象(O)/上一个(L)/Z 轴(Z)/视图(V)/XY/YZ/ZX/三点(3)] <三点>: 对此行提示回答对象的一个坐标点，将使用此提示行中的“三点”选项。若能从三维图 形中快速选择到适当的坐标来定义镜像平面，就可以使用此选项。否则，就考虑使用其他的选 项，它们的功能如下所述。 对象，使用选定平面对象的平面作为镜像平面。 上一个，相对于最后定义的镜像平面对选定的对象进行镜像处理。 Z 轴，根据平面上的一个点和平面法线上的一个点定义镜像平面。 视图，将镜像平面与当前视口中通过指定点的视图平面对齐。 XY/YZ/ZX，将镜像平面与一个通过指定点的 XY 或 YZ、ZX 标准平面对齐。10.11 定义 UCS
定义 UCS（用户坐标系统）的一个目的是要建立一个非正交构造平面。若要在三维对象 的斜面上绘制二维图形对象，就需要建立平行该面的构造平面，该平面可能与 WCS（通用坐 标系统、世界坐标系统）的坐标轴平面不相平行或垂直，即非正交。为此，就需要创建一个 XY 平面与该斜面相平行的 UCS，然后使用二维绘图命令在这个 UCS 中绘制图形。如下面的 操作将定义一个新的 UCS，以便在机箱盖上绘制观察窗，使用的操作步骤如下。第 10 章 绘制与应用三维图形 249 步骤 1 使用 PEDIT 命令，合并图 10-44 所示的各段线条，让它们成为一条多段线，其结 果如图 10-45 所示。 图 10-44 准备合并三段线条 图 10-45 合并成一条多段线 注意：操作时，应先选定主视图，让它处于活动状态后才执行 PEDIT 命令。 步骤 2 激活主视图。参照前面的操作，在功能区中的“常用”标签里展开“修改”面板， 然后单击“移动”工具，完成下述对话过程。 命令: _move 选择对象: L 找到 1 个 选择对象: Enter 指定基点或 [位移(D)] <位移>: 选择图 10-46 所示的“圆心”点 指定第二个点或 <使用第一个点作为位移>: @0,0,-28 这一段对话将选定的多段线移动了 28 个绘图单位，并且是沿当前坐标系统 Z 轴的负方向 移动。对话中采用的相对坐标值为@0,0,-28，在俯视图可看到其移动的结果，如图 10-47 所示。 图 10-46 选择“圆心”点 图 10-47 移动至此处 由图 10-47 可见，选定的多段线沿当前 Z 坐标的负方向移动 28 个绘图单位，即移至距机 箱内壁 8 个绘图单位的地方。机箱与机箱盖连接端面宽度为 36mm，所以该距离值为： 36mm-28mm=8mm。 注意：只有当主视图中的坐标系统图标如图 10-46 所示时，才能得到上述结果。 步骤 3 激活三维观察视图，选定刚才移动的多段线，参照上面执行三维镜像操作的方法 复制它，其对话过程如下所述。 命令: _mirror3d 指定镜像平面 (三点) 的第一个点或
指定 XY 平面上的点 <0,0,0>: 'CAL >>>> 表达式: MID >>>> 选择图元用于 MID 捕捉: 在图 10-48 所示处选定多段线框 是否删除源对象？[是(Y)/否(N)] <否>: Enter 对话框中定义的三维镜像面为一个 XY 平面，且通过图 10-48 所示多段线框中的一个“中 点”，操作结果如图 10-49 所示。 图 10-48 定义通过此点的 XY 平面 图 10-49 复制的多段线与源对象 步骤 4 按下述对话过程绘制一条直线。 命令: _line 指定第一点: 选定图 10-50 所示的“最近点” 指定下一点或 [放弃(U)]: <正交 开> 选定图 10-51 所示的“垂足” 指定下一点或 [放弃(U)]: Enter 图 10-50 复制到“交点”处 图 10-51 绘制两条等长直线
第 10 章 绘制与应用三维图形 251 图 10-50 与图 10-51 中选定的两个点，分别位于图 10-49 中选定的两条多段线上，所绘制 的直线将用于下面定义 UCS 的操作，在俯视图中可清楚地看到绘制的直线，如图 10-52 所示。 操作时，由于三维观察视图中的线条多，图形内容复杂，为了顺利地完成取点操作，可采用下 述实用操作技巧。 转动鼠标器上的飞轮，适当放大局部图形，以便于观察和捕捉点。 临时关闭那些不用的捕捉方式，仅打开当前需要的捕捉方式：“最近点”或“垂足”。 可以在不同的视图中选择坐标点。 步骤 5 参照步骤 4，绘制一条直线，让它与图 10-52 所示的直线平行，并与图 10-49 中 选定的两条多段线垂直相接，结果如图 10-53 所示。 图 10-52 在俯视图中清楚地查看此直线 图 10-53 绘制一条新的直线 这一步操作也可以使用夹点移动复制的方法，在三维观察视图中复制图 10-52 所示直线来 完成，并得到图 10-53 所示的结果。操作时，可先在三维观察视图中选定要复制的直线，以及 位于端点处的夹点，如图 10-54 所示，然后完成下述对话过程。 ** 拉伸 ** 指定拉伸点或 [基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]: Enter ** 移动 ** 指定移动点或 [基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]: C ** 移动 (多重) ** 指定移动点或 [基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]: <正交 关> 选定图 10-55 所示的“最近点” ** 移动 (多重) ** 指定移动点或 [基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]: Enter 图 10-54 选定此夹点 图 10-55 选定此“最近点”
步骤 6 绘制一条连接上面所绘制两条直线中点的直线，结果如图 10-56 所示。 图 10-56 新绘制的一条直线 完成了上述操作，三条用于定义 UCS 的辅助直线就绘制好了，下面的操作就将使用“三 点”定义 UCS。 步骤 7 在功能区中的“视图”标签里打开 UCS 面板，然后展开 UCS 下拉列表，接着从 此列表中选择 UCS 的“三点”工具，如图 10-57 所示，并完成下述对话过程。 图 10-57 选择 UCS“三点”工具命令 命令: _ucs 当前 UCS 名称: *没有名称*
指定 UCS 的原点或 [面(F)/命名(NA)/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 轴(ZA)] <世界>: 选择图 10-58 所示的“端点” 指定 X 轴上的点或 <接受>: 选择图 10-59 所示的“端点” 指定 XY 平面上的点或 <接受>: 选择图 10-60 所示的“端点” 完成了这一步操作，一个新的 UCS 就定义好，其原点位于图 10-58 所示的“端点”处， XY 平面平行于上述两条等长直线所确定的平面。这个平面也正是下面要绘制的机箱盖观察孔 所在的平面，因此一个非正交的构造平面就定义好了。当前 UCS 的坐标系统图标将出现在坐 标原点处，X、Y 轴箭头也将分别指向自己的正方向，新建的 UCS 如图 10-61 所示。 注意：使用 UCSICON 命令可控制 UCS 图标以二维或三维方式显示，或者显示为三维视 图的有色 UCS 图标。通过此命令提示行中的 ON 与 OFF 选项，还能控制是否在视口中显示当 前坐标系统图标。
第 10 章 绘制与应用三维图形 253 图 10-58 指定原点 图 10-59 指定 X 轴上的点 图 10-60 指定 XY 平面上的点 图 10-61 新建的 UCS
10.12 命名保存 UCS
定义好了新的 UCS，还应当将它命名保存起来，除非后面的操作不再需要它。这种命名 保存将为以后需要使用某 UCS 确定的构造平面时，避免重复操作再次定义该 UCS。为了命名 保存当前 UCS，可按下述步骤进行操作。 步骤 1 在功能区中的“视图”标签里打开 UCS 面板，然后从此面板中选择“命名 UCS” 工具，如图 10-62 所示。 步骤 2 在 UCS 对话框中的“命名 UCS”选项卡里右击“未命名”项，如图 10-63 所示， 从快捷菜单中选择“重命名”命令，或者双击该项。 注意：执行“命名 UCS”命令后，“未命名”项将变成一个文本编辑框，可将新建的 UCS 名称输入其内。与命名图层一样，UCS 也最好使用具有特殊含义的名称，以便于在 UCS 列表 中标识它。 步骤 3 为新建立的 UCS 输入其名称，如图 10-64 所示。图 10-62 选择“命名 UCS”命令 图 10-63 选择“重命名”命令 图 10-64 输入新建 UCS 的名称 最后，单击该对话框中的“确定”按钮，操作即可结束。
10.13 UCS 命令
在 AutoCAD 中引用的 UCS 概念简单，但使用方式与用途非常复杂。当用户刚开始使用 AutoCAD 时，确定空间位置的参照系统是 WCS（世界坐标系统，或称“通用坐标系统”），使 用 UCS 命令可重新定位和旋转当前坐标系统（包括 WCS 或 UCS），从而产生一个新的坐标系 统，并设置新的构造平面。也正是 AutoCAD 提供了这种变换坐标系统的功能，使得用户能够 在非正交构造平面上执行二维绘图与编辑命令，从而绘制出各种复杂的三维图形。 在 WCS 中，X 轴是水平的，Y 轴是垂直的，Z 轴垂直于 XY 平面，构造平面是平行于 XY 平面的无数个工作面，一个构造平面即对应于一个 Z 坐标值。构造平面图没有大小范围限制， 也就是说构造平面无限大。此外，由 WCS 可定义不同的 UCS，如表 10-1 所列，新的 UCS 坐 标原点可定义在三维对象上，X 轴与 Y 轴或 Z 轴间的夹角也可以不是直角，甚至让 XY 平面 与某一个图形对象对齐。第 10 章 绘制与应用三维图形 255
为了定义 UCS，AutoCAD 提供了一个名为 UCS 的命令，按上述操作执行它时使用此命 令的“三点”选项。若在命令行上执行此命令，显示的提示信息为：
指定 UCS 的原点或 [面(F)/命名(NA)/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 轴(ZA)] <世界>: 提示行中各选项的功能如表 10-1 所列。 表 10-1 UCS 命令提示中的选项 选项 功能 操作说明 指定 UCS 的原点 使用三点法定义一个新的 UCS 指定 UCS 原点后，需要指定 X 轴与 Y 轴的方向，因 而 X 轴与 Y 轴，或 Z 轴间的夹角可以不是直角 面 将 UCS 与三维实体图形的选定面对齐 要选择一个面，可在此面的边界内或面的边上单击， 被选中的面将亮显，UCS 的 X 轴将与找到的第一个 面上的最近的边对齐 命名 命名保存并恢复已经命名保存的 UCS 只有事先存在命名保存的 UCS，才能使用此选项恢 复使用它
上一个 恢复使用上一个 UCS AutoCAD 能保留用户创建的最后 10 个 UCS。重复使 用此选项可逐步返回前一个 UCS 对象 根据选定三维对象定义新的坐标系。新 建 UCS 的拉伸方向（Z 轴正方向）与 选定对象的拉伸方向相同 该选项不能用于这些对象：三维多段线、三维网格和 构造线。对于大多数对象，新 UCS 的原点位于离选 定对象最近的顶点处，并且 X 轴与一条边对齐或相 切。对于平面对象，UCS 的 XY 平面与该对象所在的 平面对齐。对于复杂对象，将重新定位原点，但是坐 标轴的当前方向保持不变 世界 将当前用户坐标系设置为世界坐标系 WCS 是所有 UCS 的基准，不能被重新定义 视图 以垂直于观察方向（平行于屏幕）的平 面为 XY 平面，建立新的坐标系 UCS 原点保持不变 X、Y、Z 绕指定轴旋转当前 UCS UCS 原点保持不变 Z 轴 用指定的 Z 轴正半轴定义 UCS UCS 原点保持不变 应用 当其他视口保存有不同的 UCS 时，该选 项能将当前 UCS 设置应用到指定的视 口或所有活动视口 其他视口中的 UCS 将不再有效 由表 10-1 可见，执行 UCS 命令后可用六种方法定义新坐标系： 指定新 UCS 的原点。 用特定的Z轴正半轴定义 UCS。 指定新 UCS 原点及其X和Y轴的正方向。 根据选定三维对象定义新的坐标系。新建 UCS 的拉伸方向，即Z轴正方向与选定对 象的拉伸方向相同。 将 UCS 与三维图形对象的选定面对齐。 绕指定轴旋转当前坐标系统来创建新的 UCS。
10.14 使用 UCS 绘制二维图形
定义好了 UCS，并将它设置为当前活动状态，即可按前面讲述的二维图形绘制方法，在 这个 UCS 确定的构造平面内绘制图形。下面以绘制机箱盖上的观察孔图形为例来说明这一点。 步骤 1 先删除机箱盖上原有的观察孔图形，然后在俯视图或三维观察视图中绘制好图 10-65 所示的多段线。 步骤 2 使用镜像的方法复制此多段线，结果如图 10-66 所示。 图 10-65 绘制一条多段线 图 10-66 镜像复制此多段线后的结果 步骤 3 执行 PEDIT 命令，将两段多段线连接在一起。 此后，那些用于定义 UCS 的辅助直线，也就是图 10-56 所示的三条直线将不再有用，删 除它后屏幕上的显示结果如图 10-67 所示。这样用于描述机箱盖的观察孔图形就绘制好了。 图 10-67 绘制好机箱盖上的观察孔图形第 10 章 绘制与应用三维图形 257 注意：在上述操作中，最好仅在指定多段线的起点与最后一点应用对象捕捉方式，在指 定其他坐标点时，可通过键盘上的 F3 功能键临时关闭对象捕捉功能，以免将坐标点捕捉到其 他的图形对象上，从而得到用户不想要的结果。
10.15 拉伸建立三维面
在 AutoCAD 中，通过拉伸二维线条的办法可创建三维曲面。这种三维曲面是 AutoCAD 三维造型的一种对象，可用来产生机械零部件的三维轮廓线，这是工程设计实践中的一种绘图 方法。接着上一节的操作，单击主视图所在的视口，让它成为当前活动视口。然后，使用 PEDIT 命令合并图 10-68 中选定的多段线；接着在“特性”面板中将合并后的多段线“厚度”值修改 为-28，如图 10-69 所示，此多段线将被拉伸。 图 10-68 合并后的多段线 图 10-69 将“厚度”值修改成-28 这里将厚度值设置为-28，将使得选定的多段线沿 Z 轴向负方向拉伸 28 个绘图单位，其结 果是创建了一个拉伸面。这种拉伸面可以是一种曲面，也可以是一种平面。通过三维观察视图 与俯视图可看到其拉伸的结果，如图 10-70 所示。 图 10-70 结果可在三维观察视图与俯视图中看到 这两步操作演示了使用拉伸的方法绘制三维曲面。这种拉伸产生的轮廓线可直接显示正 交投影。在三视图中，激活俯视图视口，右击视口中的某一个对象，然后从快捷菜单中选择“特性”命令，进入“特性”面板后按下键盘上的 Esc 键，取消对象的选定状态。此后，可在该面 板中找到“视觉样式”项，将光标对准它的当前值，当出现一个下拉按钮后立即单击此按钮， 如图 10-71 所示，接着从“视觉样式”下拉列表中选择“三维隐藏”，视图中的拉伸曲面轮廓 线就将清楚地显示出来。参照这个操作过程，设置好主视图的视觉样式，就能在屏幕上看到图 10-72 所示的结果。 图 10-71 单击“视觉样式”下拉按钮 图 10-72 设置为“三维隐藏”视觉样式的视图 注意：此后，通过“布局”空间并做些适当的编辑处理，即可将这两个视图中的图形输 出至图纸上，在下一章中可了解到布局空间中的一些相关操作方法。
10.16 总结
AutoCAD 的三维绘图与编辑功能非常强大，可以通过拉伸二维对象的方式来建立三维图 形，也可以使用网格线来描述三维对象，以及建立并使用二维实心体与三维表面体。本章介绍 了在三维方式下绘制图形的基本方法，以及拉伸建立三维曲面的操作特点，从下述几个方面可 进一步理解与掌握 AutoCAD 的三维绘图功能。 1．三维曲面的类型是多种多样的 除了本章所述的内容外，还可以通过表 10-2 所列的命令学习与绘制其他类型的网格曲面。 表 10-2 在 AutoCAD 中可创建的三维网格曲面 类型 命令 三维曲面特征 注释 直纹网格 RULESURF 在两条直线或曲线之间创建一个 表示直纹曲面的多边形网格曲面 可用于描述对象的单个表面 平移网格 TABSURF 创建多边形网格 该网格表示通过指定的方向和距离（称 为方向矢量）拉伸直线或曲线（称为路 径曲线）定义的常规平移曲面第 10 章 绘制与应用三维图形 259 续表 类型 命令 三维曲面特征 注释 旋转网格 REVSURF 旋转路径曲线或轮廓创建一个近 似于旋转曲面的多边形网格 可旋转直线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、 闭合多段线、多边形、闭合样条曲线或 圆环，描述圆弧类的对象表面 边界网格 EDGESURF 创建一个多边形网格 此多边形网格近似于一个由四条邻接边 定义的孔斯曲面片网格 2．三维曲面具有三维的特性 表 10-2 中的三维曲面与拉伸建立的三维面一样，都具有三维的特性，并可由 VPOINT、 DDVPOINT、HIDE、DVIEW 命令观察到其三维对象的属性。其中，DVIEW 命令用于透视观 察，其他的则用于平行投影观察。在透视观察方式下，不可以在屏幕上进行取点操作，因此通 常使用平行投影观察，是室内装修、家具陈设、产品展示设计者的常用工具。 3．执行三维隐藏命令时需要花费一些时间 消除三维对象隐藏线（HIDE 命令的功能）时，AutoCAD 需要花费一些时间来计算对象 的三维特性，有时候甚至是比较长的时间。为了获得最佳的处理时间，可按下列方式进行处理。 尽可能在绘制期间省略去不必绘出的对象。 在使用 HIDE 命令之前，使用 ZOOM 命令将要观察的部分图形进行缩放处理，让没 有必要观察的部分不在屏幕上显示出来。 尽可能避免处理表面大的对象。 4．掌握设置与使用 UCS 的方法非常重要 值得初学者注意的是，为了绘制三维图形，用户必须熟练应用 UCS（用户坐标系统）。在 三维方式下工作时，可以使用固定坐标系和可移动坐标系。可移动的用户坐标系对于输入坐标、 建立绘图平面和设置视图非常有用。在 AutoCAD 中可使用两种坐标系统：一种是 WCS（世 界坐标系），这就是固定坐标系，另一种称为 UCS 的就是可移动坐标系，它们的使用特点如下： 改变 UCS 并不改变视点，只会改变坐标系的方向和倾斜度。 创建三维对象时，可以重定位 UCS 来简化工作。例如，如果创建了三维长方体，则 可以将 UCS 与要编辑的每一条边对齐来轻松地编辑六条边中的每一条边。 通过选择原点位置和 XY 平面的方向，以及 Z 轴，可在三维空间中的任意位置上定 位和定向 UCS。 在任何时候都只有一个 UCS 为当前 UCS，所有的坐标输入和坐标显示都是相对于当 前的 UCS。 如果当前绘图窗口中存在多个视口，这些视口将共享当前的 UCS。 打开 UCSVP 系统变量时，可以将 UCS 锁定到一个视口。这样，每次将该视口置为 当前时，都可以自动恢复 UCS。 5．注意在 AutoCAD 中分辨坐标轴的正方向与旋转的正方向 当坐标系统的某一个坐标平面正好与屏幕平行时，用户只能看到三维坐标系中两个坐标 轴的方向，此时可用右手定则来确定 Z 轴的正方向：将右手手背靠近屏幕放置，大拇指指向 X 轴的正方向，伸出食指和中指，食指指向 Y 轴的正方向，中指所指示的方向即 Z 轴的正方向，
如图 10-73 所示。通过旋转手，还可以看到 X、Y 和 Z 轴是如何随着 UCS 的改变而旋转的。 使用右手法则还能确定在三维空间中绕坐标轴旋转的正方向：将右手拇指指向轴的正方向，卷 曲其余四指，右手四指所指示的方向即为轴的正旋转方向，如图 10-74 所示。 图 10-73 Z 轴的正方向 图 10-74 轴的正旋转方向
10.17 复习
本章通过绘制齿轮减速器机箱盖三维图形的操作步骤，说明了由基本二维图形建立三维 图形模型的方法，所涉及的概念多而复杂，复习时除了要多做操作练习外，还需要注意下述 问题。 重点内容： 标高与厚度的概念。 视口与视图的关系。 视口与三维正交投影视图的概念。 WCS 与 UCS 的概念。 绘制、编辑三维图形。 熟练应用的操作： 设置多视口操作环境、设置与应用三维正交投影视图。 设置三维观察点的操作方法。 三维绘图、三维编辑、拉伸对象的方法与应用技巧。 定义与应用 UCS 的方法。 在复杂的图形中应用 CAL 命令与表达式来捕捉“中点”、“端点”等特定的坐标点。 复习时需要注意的内容如下所述。 1．绘制三维图形时仍然需要捕捉对象 以本章通过总装配图中的二维图形来绘制三维图形为例，利用已经设计好的参数，以及 图形可快速绘制一些三维图形。操作中也能使用对象捕捉功能。在复杂的图形中捕捉“中点”、 “端点”等特定的坐标点时，还可以透明地执行 CAL 命令。 2．“视口”与“视图”是两种不同的对象 屏幕上用于绘制图形的区域称为“视口”，每一个视口都能成为一个“视图”。AutoCAD 允许同时在屏幕上配置和使用多个视图，并让用户使用这个软件预置的正交投影视图配置，甚第 10 章 绘制与应用三维图形 261 至可以在另一种视图配置下绘制与编辑图形，以后又返回到指定视图配置下继续做在该配置中 的操作。对于同一个屏幕上的每个视图，还可以使用不同的观察方向显示图形和进行移动与缩 放等操作。为了绘制零件图，在 AutoCAD 的绘图区域中设置正交投影视图是最简便的操作方 法，本节将首先做好视图配置工作。 为了建立工程设计中的三视图，需要将当前视口划分为若干个新的视口。然后，在这些 视口中设置相应的正交投影方向，从而建立起实用的视图。 3．绝大多数二维编辑命令可用于三维图形
像 MOVE 与 COPY 这种在 AutoCAD 中能用于编辑二维图形与三维图形的常用命令很多。 它们可以接受三维坐标值进行操作，而且 AutoCAD 中的绝大多数二维编辑命令都有这个功能， 而很少有二维绘图命令能使用三维坐标点，如常用的 PLINE 命令就不能使用三维坐标点，而 LINE 命令则可以用三维坐标点操作。 本章的实例说明了二维编辑修改图形命令在三维图形中的使用特点。初学者需要注意到， 许多三维图形中不需要的图形实际上是指定坐标点的辅助操作对象，而有些来源于正交投影视 图的图形对象，则需要适当移动一下位置后才变得有用，如螺栓孔的中心应移至螺栓孔的圆心 处。此外，不是所有的二维绘图与编辑修改命令都可以应用于三维图形，如若要得到延伸、修 剪之类的操作结果，就只能将现有三维图形作为辅助绘图对象，重新绘制相关的图形对象，然 后删除这些辅助图形对象。 4．注意三维镜像功能的使用特点 AutoCAD 的三维镜像功能比使用二维镜像功能的操作更加复杂，因为前者需要一个三维 镜像面，而后者需要的是一条二维镜像线。 5．在三维空间中捕捉对象操作是复杂的 图 10-52 与图 10-53 所示的两条等长直线难以定义起点与终点，与所在处的周边的图形关 系复杂，操作时难以捕捉坐标点，因此还可采用下述对话过程来达到目的。 命令: _line 指定第一点: 'CAL >>>> 表达式: MID >>>> 选择图元用于 MID 捕捉: 选择捕捉的一条直线 正在恢复执行 LINE 命令。 指定第一点:xx,xx 指定下一点或 [放弃(U)]: 'CAL >>>> 表达式: MID >>>> 选择图元用于 MID 捕捉: 选择捕捉的另一条直线 正在恢复执行 LINE 命令。 指定下一点或 [放弃(U)]: xx,xx 指定下一点或 [放弃(U)]: Enter 此外，由于三维图形中的线条比较复杂，为了便于在操作中捕捉坐标点，可将那些不相 干的图形对象放置在特定的图层上，然后关闭该图层后再来操作。这里利用 CAL 命令与“中 点”捕捉方式轻易地达到了目的，这种操作技巧初学者应当注意到。 6．拉伸二维线条可得到一种特殊的三维曲面 这种三维曲面只能在一个方向上表现弯曲。对于工程设计来说，三维曲面通常不属于产 品设计图纸中的内容，但利用拉伸建立对象的轮廓线则是常用的操作方法，当用户绘制好了用
于拉伸的二维线条，就可以通过修改其厚度的方法来拉伸它，并在正交投影视图中得到对象的 轮廓线。 拉伸后，源对象将成为三维曲面的一部分，若此后的操作还需要应用该对象，可选定它 以及它的一个夹点，按下述夹点移动复制对话过程在原地复制它。 ** 移动 ** 指定移动点或 [基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]: C ** 移动 (多重) ** 指定移动点或 [基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]: 单击选定的夹点 ** 移动 (多重) ** 指定移动点或 [基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]: Enter
10.18 作业
本章的概念多，操作复杂，只有在花费较多的时间做好复习后，才能完成作业。 作业内容：绘制好图 10-1 所示的图形。 操作提示：操作前应仔细阅读本章的操作实例，先绘制好图 10-72 所示的图形，然后接着 进行操作。10.19 测试
时间：45 分钟 满分：100 分 一、选择题（每题 4 分，共 40 分） 1．对象的“标高”指的是（ ）。 A．构造平面所在处的 Z 坐标值 B．图形对象的高度 C．图形对象的 Z 坐标值 D．坐标系统的原点高度 2．对象的“厚度”指的是（ ）。 A．构造平面的高度 B．图形对象沿其标高方向的拉伸距离 C．图形对象的 Z 坐标值 D．三维图形对象的高度 3．设置标高的方法是（ ）。A．执行 ELEV 命令 B．执行 CHANGE 命令
C．在“特性”选项板中设置 D．通过“图层管理器”设置 4．设置三维观察点的用途是（ ）。 A．在该点处建立构造平面 B．在屏幕上显示出对象的三维特征 C．设置一个观察对象的角度 D．改变 XY 坐标平面图的角度 5．下述不能用于消除三维对象的隐藏线的操作是（ ）。 A．执行 HIDE 命令 B．执行下拉菜单中的“三维隐藏”命令 C．渲染三维图形 D．执行 VPOINT 命令 6．视图与视口的关系是（ ）。 A．配置了多个视口方可使用多个视图 B．视口即为视图
第 10 章 绘制与应用三维图形 263 C．没有视口就没有视图 D．没有视图就没有视口 7．下述关于 3DROTATE 与 ROTATE3D 命令的正确论述是（ ）。 A．这两条命令功能相同 B．执行时都使用球坐标图标 C．执行时显示的提示信息不同 D．不可用于二维视图中 8．在三维对象的斜面上绘制二维图形对象不必做的是（ ）。 A．建立平行于该面的构造平面 B．设置新的图层 C．执行 UCS 命令 D．执行二维绘图命令 9．下述不能控制显示坐标系统图标的操作是（ ）。 A．执行 UCSICON 命令 B．设置图层 C．执行 UCS 命令 D．更改三维观察方向 10．执行 UCS 命令不能完成的工作是（ ）。 A．重新设置构造平面 B．产生一个新的坐标系统 C．改变坐标系统图标的显示形式 D．更改视图的投影方向 二、填空题（每题 4 分，共 40 分） 1．构造平面总是平行于当前坐标系统的__________平面，标高为 0 说明其构造平面与 __________轴组成的平面处于同一个位置，或者说相__________。正的标高值表明构造平面在 __________平面之上，负的标高值则说明它在该平面之下。 2．“厚度”是对象在构造平面上沿当前坐标系统__________轴拉伸的长度距离值，它类 似于立方体的“__________”。这种拉伸的目的通常是为了产生一个具有三维特征的对象，负 的厚度值表示拉伸的方向与 Z 轴的__________方向一致，正的厚度值则沿 Z 轴的__________ 方向拉伸。 3．标高与厚度可以由__________命令来设置。而且只可以为__________要绘制的图形对 象设置标高或厚度。一旦图形绘制好了，就__________修改该对象绘制时所采用的标高，但可 修改其厚度。修改图形对象的厚度时，可采用的操作方法是执行 CHANGE 命令，或进入 “__________”选项板进行操作。 4．设置三维观察点的实质是在三维空间中设置一个观察对象的__________，以便让 AutoCAD 在屏幕上显示出对象的__________特征。设置好一个三维观察点，AutoCAD 将从该 点向__________建立一个观察方向，绘图区域中的坐标轴图标也将随之发生变化，以便表现当 前的__________。 5．VPOINT 命令的主要功能就是定义一个三维__________，并建立一个三维__________。 从此三维坐标点指向坐标系统原点的连线即为__________。该三维坐标点只是观察方向上的一 个点，不是__________所处的位置。 6．在初始绘图时，屏幕上只有__________视口，若要绘制多个正交投影视图，就需要划 分出__________视口，并在各__________中分别布局好视图、设置好适当的__________。此后， 即可很方便地绘制正交投影图形，得到机械制图中的三视图。 7．ROTATE3D 命令可将旋转轴与现有对象对齐。或者将旋转轴与当前通过选定点的视口 的观察__________对齐、与通过指定点的坐标__________（X、Y 或 Z）对齐，以及使用两个 点定义旋转轴。它可使用一个与当前坐标轴__________的旋转轴。若需要旋转轴与坐标系统中
的坐标轴相平行，采用__________命令可获得较为便捷的操作。 8．若三维图形中的线条比较复杂，为了便于在操作中捕捉坐标点，可将那些不相干的图 形对象放置在特定的__________上，然后__________该图层后再来操作。此外，利用 CAL 命 令与某些__________关键字，如 MID（中点）、END（端点）、CEN（圆心）等，也能轻易地 达到目的。采用这种操作方法，需要透明执行 CAL 命令，并在“__________”提示下输入捕 捉坐标点的关键字。 9．当前 UCS 的坐标系统图标可出现在__________原点处，X、Y 轴箭头也将分别指向自 己的__________。使用__________命令可控制 UCS 图标以二维或三维方式显示，或者显示为 三维视图的有色 UCS 图标。通过此命令提示行中的 ON 与 OFF 选项，还能控制是否在视口中 __________当前坐标系统图标。 10．在 WCS 中，X 轴的方向是__________的，Y 轴为__________方向，Z 轴的方向为垂 直于__________平面，构造平面是平行于 XY 平面的无数个工作面，而且没有__________限制， 也就是说构造平面无限大。 三、问答题（每题 5 分，共 20 分） 1．使用 VPOINT 观察三维对象的特殊形式是什么？ 2．为什么说配置使用多个视图是绘制机械零部件三视图的便捷方法？ 3．用拉伸的方法绘制三维图形的操作特点是什么？ 4．什么时候需要定义 UCS？
