chapter3 三维建模基础知识

CAD三维建模知识点CAD（Computer-Aided Design，计算机辅助设计）是一种利用计算机技术辅助进行设计和制图的技术。

在CAD中，三维建模是一项重要的技能，它能够帮助设计师创建具有真实感的三维物体。

本文将介绍CAD三维建模的知识点，包括三维几何体、操作工具和实体建模技巧。

一、三维几何体1. 点（Point）：在三维空间中的一个坐标位置，没有长度、宽度或高度。

2. 线（Line）：由两个点连接而成的直线段。

3. 面（Face）：由三条或更多线段组成的闭合图形，具有一定的面积。

4. 多边形（Polygon）：具有三条或更多线段的多边形。

5. 曲线（Curve）：不完全由线段组成的图形，可以是弯曲、曲线或曲面。

6. 实体（Solid）：具有体积的三维物体，可以用来表示实际的物体，如建筑、零件等。

二、操作工具1. 移动（Move）：将选定的物体在三维空间中进行平移。

2. 旋转（Rotate）：将选定的物体绕指定轴进行旋转。

3. 缩放（Scale）：按比例改变选定物体的大小。

4. 倾斜（Tilt）：将选定的物体在三维空间中以指定角度倾斜。

5. 偏移（Offset）：在选定的物体周围创建一个相似但更大或更小的副本。

6. 镜像（Mirror）：以选定物体为镜像轴，创建其镜像图像。

三、实体建模技巧1. 体积建模（Volumetric Modeling）：通过组合基本几何体创建复杂的三维物体。

2. 布尔运算（Boolean Operations）：使用并、交和差等操作对实体进行组合或切割。

3. 分解与组装（Assembly）：将多个部件组装为一个整体，模拟真实的装配过程。

4. 附件添加（Attachment）：添加螺栓、螺母等配件，使模型更加真实。

5. 材质和纹理（Material and Texture）：为模型添加材质和纹理，使其外观更加逼真。

6. 动画与渲染（Animation and Rendering）：利用CAD软件的动画和渲染功能，实现模型的动态效果和高质量图像输出。

三维建模高职教材三维建模是现代设计领域中的重要技术，广泛应用于建筑、工程、游戏、动画等领域。

为了满足高职学生对三维建模知识的需求，制定一本高职教材，旨在帮助学生系统地学习三维建模的基础知识和技术。

第一章：三维建模基础本章主要介绍三维建模的基础概念和工具。

首先，对三维建模的定义进行解释，并介绍三维建模的应用领域。

然后，介绍三维建模软件的种类和常用工具。

最后，引导学生了解三维建模的基本工作流程，包括模型建立、编辑和渲染等步骤。

第二章：三维建模技术本章重点介绍三维建模的各种技术。

首先，介绍建模的基本原理，包括建模的基本几何形状、建模的方法和建模的规则。

然后，详细介绍建模的各种技术，如多边形建模、曲线建模、雕刻建模等。

最后，引导学生学习三维建模中的材质、纹理、光照和渲染等技术，以提升模型的质量和真实感。

第三章：三维建模实践本章通过实际案例，引导学生进行三维建模的实践操作。

首先，介绍如何选择合适的建模软件和工具。

然后，通过案例分析，引导学生学习如何进行三维模型的建立、编辑和优化。

最后，鼓励学生通过模型导出和渲染，将三维模型转化为可视化的作品，以增强学生的实际操作能力。

第四章：三维建模应用本章主要介绍三维建模在各个行业中的应用。

通过案例分析，引导学生了解三维建模在建筑设计、工程建设、游戏开发、影视制作等领域的应用。

同时，介绍三维建模与其他相关技术的结合，如虚拟现实、增强现实等，以拓宽学生的职业发展视野。

第五章：三维建模的未来发展本章主要探讨三维建模的未来发展趋势。

首先，介绍三维建模技术的最新进展，如物理模拟、自动建模等。

然后，展望三维建模在人工智能、智能制造等领域的应用前景。

最后，引导学生思考三维建模技术对社会的影响和职业发展的机遇与挑战。

通过编写这本高职教材，可以满足学生对三维建模知识的学习需求。

教材结构合理，从基础知识到实践操作，系统地介绍了三维建模的各个方面。

同时，通过案例分析和应用实例的引导，培养学生的实际操作能力和职业发展意识。

cad三维建模基础教程CAD三维建模基础教程导语：CAD（计算机辅助设计）是一种通过计算机软件进行工程设计、图形处理和模拟分析的技术，凭借其高效速度和精确度已成为现代设计领域的重要工具。

三维建模是CAD技术的重要应用之一，通过三维建模可以在计算机中生成具有真实感和实际尺寸的三维模型。

本教程将介绍CAD三维建模的基础知识和技巧，帮助初学者快速入门。

一、CAD三维建模概述三维建模是基于CAD软件的一种技术，通过在计算机中创建丰富的几何体和模型，从而将设计从二维转化到三维。

三维建模可以为工程师、设计师和制造商提供更直观、更精确的设计和分析平台。

二、CAD三维建模的基本操作1. 创建新的三维模型文件：打开CAD软件，选择“新建”命令，选择适当的模板和单位设置，创建新的工程文件。

2. 绘制基本几何体：通过绘图命令绘制基本的几何体，如线、圆、矩形等，可以使用CAD软件提供的绘图工具，也可以通过键盘输入绘图命令。

这些基本几何体将作为建模的基础。

3. 编辑和修改几何体：CAD软件提供了多种编辑和修改工具，可以对已创建的几何体进行移动、旋转、缩放、拉伸等操作，以满足具体的设计需求。

4. 创建复杂几何体：通过组合和变换基本几何体，可以创建出更复杂的几何体和模型。

例如，可以使用布尔运算对几何体进行求交、求并等操作，或者使用平移、旋转、缩放等操作对几何体进行变换。

三、CAD三维建模的工具和技巧1. 快捷键和命令：熟悉CAD软件提供的快捷键和命令，可以极大地提高工作效率。

例如，Ctrl+C和Ctrl+V可以复制和粘贴选定的几何体，Ctrl+Z可以撤销上一步操作，F3可以切换到3D视图等。

2. 快速选择和过滤：CAD软件通常提供了快速选择和过滤工具，可以根据特定的属性、图层或对象类型选择几何体。

这些工具可以大大简化复杂模型的选择和编辑。

3. 坐标系和参照：在三维建模过程中，坐标系和参照物非常重要。

可以通过设置和调整坐标系来精确定位和对齐几何体，也可以使用参照物作为基准进行建模。

3三维模型制作基础关键知识点●组合建模●多边形建模●NURBS建模●面片建模●曲面建模●模型平滑处理●模型布线内容提要本章由10节组成。

主要讲解了3ds Max 的组合建模、多边形建模、NURBS建模、面片建模和曲面建模的基础命令和特点，以及模型平滑处理和模型布线的原理等，最后2节是本章小结和作业安排。

第一节艺术指导原则3ds Max 强大的模型制作功能几乎是无所不能，主要有组合建模、多边形建模、NURBS建模、面片建模和曲面建模方式。

随着软件的发展和功能延伸，NURBS建模、面片建模和曲面建模因使用繁琐不容易出效果，正在逐渐地被制作者放弃掉，其中最复杂和难度最大的便是多边形建模。

第二节组合建模物体组合是3ds Max 中简单实用的一种建模方式，通过独立、简单的几何体，搭建组合成为一个完整的造型。

在物体组合的建立模型过程中，要注意物体之间的吻合关系，特别适合制作零件组合的动画雪景模型，见图3-1。

3ds Max 中的物体组合建模基本上分两种，一种是规则物体，另一种是不规则物体。

不管是哪一种物体，都需要通过移动、旋转、缩放、捕捉和层级等工具进行调节，使多个物体堆砌组合在一起，构成复杂的三维模型。

一、变换工具变换工具主要控制物体的位置、角度和比例，包括（移动）工具、（旋转）工具、（缩放）工具，而（缩放）工具中又包括均匀缩放、非均匀缩放和挤压绽放，见图3-2。

●（移动）工具：主要是调节物体的位置，其中的移动坐标包括平面控制柄和中心框控制柄，可以选择在任一轴控制柄将移动约束到此轴，还可以使用平面控制柄将移动约束到XY、YZ或XZ平面，见图3-3 。

●（旋转）工具：可是围绕X、Y或Z轴或垂直于视图的轴自由改变对象角度，轴控制柄是围绕轨迹球的圆圈，当进行旋转操作时，一个透明切片会以直观的方式说明旋转方向和旋转量，见图3-4 。

●（缩放）工具：主要控制物体的比例，能过更改缩放坐标大小和形状提供的反馈，当对坐标在拖动的同时将产生拉伸和变形，在释放鼠标按钮后，坐标将又恢复为原始的大小和形状，见图3-5。

CAD中的三维建模知识点在计算机辅助设计（CAD）领域，三维建模是一项重要且广泛运用的技术。

通过三维建模，设计师可以以虚拟的形式创造出具有真实感的三维对象，从而更好地进行设计和展示。

本文将介绍CAD中的一些常见的三维建模知识点，帮助读者更好地理解和应用这项技术。

1. 移动、旋转和缩放在CAD软件中，设计师可以使用移动、旋转和缩放等操作来改变三维模型的位置、朝向和比例。

通过选择适当的操作工具，设计师可以轻松地调整模型的位置和大小，以满足设计需求。

这些操作可以在模型的整体上进行，也可以对模型的特定部分进行。

2. 几何建模几何建模是三维建模的基础，它通过使用线条、曲线、面和体来描述和创造三维对象。

在CAD软件中，设计师可以通过绘制线条和曲线来构建基本形状，然后将这些形状组合成更复杂的对象。

例如，通过绘制圆和矩形，可以构建出一个圆柱体。

几何建模可以用于创建各种各样的三维对象，如建筑结构、机械零件等。

3. 曲面建模曲面建模是指在三维空间中创建具有曲面特性的对象。

与几何建模不同，曲面建模可以更精确地刻画物体的外形和曲线。

在CAD软件中，设计师可以使用曲面工具来创建多边形网格，并将这些网格转换为平滑的曲面。

曲面建模通常用于汽车外观设计、产品造型等领域。

4. 实体建模实体建模是指使用实体模型来表示和刻画三维对象。

在CAD软件中，设计师可以通过创建闭合的面集合来定义一个实体。

与曲面建模不同，实体是具有体积和质量的，可以进行物理属性计算和碰撞检测等操作。

实体建模通常用于工程领域，如机械设计、建筑设计等。

5. 材质和纹理在三维建模中，材质和纹理是赋予模型真实感和细节的关键元素。

设计师可以在CAD软件中为模型选择适当的材质，如金属、木材、塑料等，并为模型表面添加纹理，如纹理图像等。

这些材质和纹理可以使模型更真实地反映物体的外观和触感。

6. 光照和渲染在三维建模中，光照和渲染是用于模拟光线的效果以及生成逼真图像的重要技术。

CAD三维建模技巧知识点在计算机辅助设计（CAD）领域，三维建模是一项重要且广泛应用的技术。

通过CAD软件，工程师和设计师可以创建具有现实感的三维模型，以辅助他们进行设计、分析和制造等工作。

本文将介绍一些CAD三维建模的技巧和知识点，帮助读者更好地学习和应用这一技术。

一、基础概念1. 坐标系：在CAD软件中，三维建模是基于三维坐标系进行的。

坐标系由X、Y和Z三个轴构成，分别代表了空间中的宽度、高度和深度。

熟悉坐标系的概念和使用方法是进行三维建模的基础。

2. 实体建模和曲面建模：CAD软件可以通过实体建模和曲面建模两种方式创建三维模型。

实体建模采用实体对象的概念，如立方体、圆柱体等，可以进行布尔运算和快速体积计算。

曲面建模则是通过曲面来构建模型，适用于复杂的有机形状和曲线。

二、CAD软件的常用操作1. 绘制基本几何图形：CAD软件提供了绘制基本几何图形的工具，如直线、圆、矩形等。

通过这些工具，可以创建模型的基本形状。

2. 实体操作：CAD软件支持各种实体操作，如拉伸、镜像、旋转等。

这些操作可以改变模型的形状和大小，使其符合设计要求。

3. 曲线和曲面操作：对于涉及到曲线和曲面的模型，CAD软件提供了多种操作工具，如控制点曲线、曲面拉伸、曲线旋转等。

这些工具可以精确地控制曲线和曲面的形状，实现复杂模型的建模。

4. 组装和约束：在进行装配设计时，CAD软件提供了组装和约束功能，可以固定零件的相对位置和运动关系。

通过这些功能，可以更好地模拟实际装配的情况，并进行设计验证。

三、CAD三维建模的技巧1. 视图控制：在进行三维建模时，合理的视图控制可以帮助我们更好地观察和编辑模型。

通过旋转、缩放和平移视图，可以从不同角度观察模型的各个部分，发现问题并进行修改。

2. 使用图层和分组：图层和分组是CAD软件中用来管理和组织模型元素的重要工具。

通过将相关元素放置在同一个图层或分组中，并设置其可见性和属性，可以方便地编辑和管理模型。

学习使用SolidWorks进行三维建模的基础知识第一章：SolidWorks介绍SolidWorks是一种应用于计算机辅助设计（CAD）的软件，它专注于三维建模和绘图。

它被广泛应用于工程、制造和建筑行业，具有直观的界面和强大的功能。

在本章中，我们将介绍SolidWorks的主要特点和功能。

SolidWorks具有强大的三维建模功能，可以创建各种形状并进行组合操作。

它支持参数化建模，可以根据需要对构件进行修改，从而提高设计的灵活性。

SolidWorks还提供了广泛的工具和功能，用于创建复杂的曲面、装配模型和绘图。

第二章：SolidWorks界面在本章中，我们将介绍SolidWorks的界面元素和布局。

为了更好地使用SolidWorks进行三维建模，我们需要熟悉主要的界面元素，如菜单栏、工具栏、视图窗口和属性窗口。

SolidWorks的界面非常直观，用户可以通过单击相应的命令来执行操作。

菜单栏提供了各种功能和命令，而工具栏提供了常用命令的快速访问方式。

视图窗口是我们进行建模和绘图的主要区域，而属性窗口则用于编辑和设置构件的属性。

第三章：创建基本几何体在这一章节，我们将学习如何使用SolidWorks创建基本几何体，如圆柱体、立方体、球体和锥体。

这些几何体是建模的基础，了解如何创建它们将为后续建模提供基本技能。

通过SolidWorks的创作模式，我们可以使用指定的尺寸和位置来创建基本几何体。

例如，通过指定底部半径、高度和位置，我们可以创建一个圆柱体。

通过设置属性，我们还可以调整几何体的外观和属性。

第四章：编辑几何体在这一章节中，我们将学习如何编辑和修改SolidWorks中的几何体。

我们可以调整几何体的尺寸、位置和形状，以满足设计要求。

SolidWorks提供了各种编辑工具，例如拉伸、旋转、斜拉和剪切，可以通过简单的操作来调整几何体的形状。

此外，我们还可以使用Boolean操作来将多个几何体组合在一起，创建更复杂的形状。

三维建模的基本概念
三维建模的基本概念
三维建模是指利用计算机为一个物体或场景建立三维模型的过程。

三维建模可以应用于多个领域，如电影制作、游戏开发、产品设计等。

以下是关于三维建模的基本概念：
1. 三维坐标系：它由三个相互垂直的轴线组成，分别是x轴、y轴和z轴。

在三维建模中，这个坐标系用来标记物体的位置、大小和方向。

2. 三维模型：它是一个由点、线、面组成的几何体，可以代表一个人、一辆车、一座建筑等物体。

三维模型可以通过修改点、线、面的坐标、大小等属性，以达到不同视觉效果。

3. 网格：也称为多边形面片，是用于表示三维模型表面的一种基本结构。

它由众多的三角形或四边形组成，通过在这些面片之间调整合适的位置和角度来表现出三维模型的特征。

4. 纹理：它通常是一个二维图像，可以应用到三维模型的表面上，以模拟物体表面的外观。

常见的纹理有皮肤、木材、砖石等。

5. 材质：它可以决定三维模型表面的物理特性和视觉效果。

例如，金属材质可以呈现出金属光泽，木材材质可以呈现出木材的纹理和质感。

6. 动画：它可以让三维模型产生动态的效果，使物体产生移动、变形、旋转等。

动画可以分为基于关键帧的动画和物理仿真的动画两种。

7. 光照：它可以决定场景中各物体的亮度、阴影、反射等效果。

通过设置场景中的灯光、阴影等参数，可以让场景中的物体呈现出不同的色彩和形态。

8. 渲染：它将三维模型转换成图像的过程，使得人可以看到三维物体在二维屏幕上的真实效果。

渲染是建模过程的最后一步，需要使用专业的渲染软件来完成。

第章建模基础知识建模技术是CAD系统的核心技术，计算机集成制造系统（CIMS）的水平与集成在很大程度上取决于三维几何建模软件系统的功能与水平。

对于现实世界中的物体，从人们的想象出发，利用交互的方式将物体的想象模型输入计算机，计算机以一定的方式将模型存储起来，这个过程称为建模。

即首先研究物体的描述方法，得到一种想象模型（亦即外部模型），它表示了用户所理解的事物及事物间的关系，然后将这种模型转化为用符号或算法表示的形式，最后形成计算机内部的模型。

因此，建模过程就是一个产生、存储、处理、表达现实世界的过程。

在实际的产品设计中，建模可以分为几何建模和特征建模两种类型，分别介绍如下。

1.1 认识几何建模几何建模是指形体的描述和表达是建立在几何信息和拓扑信息基础上的建模。

其主要处理零件的几何信息和拓扑信息。

几何信息一般是指物体在欧氏空间（欧氏几何所研究的空间称欧氏空间，它是现实空间的一个最简单并且相当确切的近似描述）中的形状、位置和大小，一般指点、线、面、体的信息。

拓扑信息则是指物体各分量的数目及其相互间的连接关系。

目前常用的三维几何建模包括线框、表面和实体建模。

1．线框建模线框建模用一系列空间直线、圆弧和点表示形体，并在计算机内部生成相应的三维映像。

通过修改点和边来改变形体的形状。

与该模型相关的数学表达式是直线或曲线方程、点的坐标以及边和点的连接信息。

线框模型描述的是产品的轮廓外形。

在CAD/CAM 软件中，线框模型相当于投影视图中的轴测图，此类投影视图也属于平行投影，且只有一个投影面。

当物体的3个坐标面不与投影方向一致时，则物体平行于3个坐标面的平面的轴测投影在轴测投影面中都得到反映，因此，物体的轴测投影才有较强的立体感。

例如，在Pro/E 的工程图环境中，打开【绘图视图】对话框，并创建轴测图，如图1-1所示。

线框建模所构造的实体模型只有离散的边，而没有边与边的关系，与该模型相关的数学表达式是直线或曲线方程、点的坐标及边和点的连接关系。

三维建模规范基本知识介绍三维建模规范城市三维建模是为城市规划、建设、运营、管理和数字城市建设提供技术服务的基础，是城市经济建设和社会发展信息化的基础性⼯作。

城市三维模型数据是城市规划、建设与管理的重要基础资料。

为了建设市三维地理信息系统，规范市三维建筑模型的制作，统⼀三维模型制作的技术要求，及时、准确地为城市规划、建设、运营、管理和数字城市建设提供城市建筑三维模型数据，推进城市三维数据的共享，特制定本规范。

项⽬软件及数据格式1、项⽬中使⽤的软件统⼀标准如下：模型制作软件：3DMAX9贴图处理软件：Photoshop平台加载软件：TerraExplorer v6普通贴图格式：jpg透明贴图格式：tga模型格式：MAX、X、XPL2加载⽂件格式：shp平台⽂件格式：fly2、模型内容及分类城市建模主要包括建筑物模型和场景模型。

2.1、建筑物模型的内容及分类建筑物模型应包括下列建模内容：各类地上建筑物，包括：建筑主体及其附属设施。

含围墙、台阶、门房、牌坊、外墙⼴告、电梯井、⽔箱以及踢脚、散⽔等。

各类地下建筑物，包括：地下室、地下⼈防⼯程等。

其他建（构）筑物，包括：纪念碑、塔、亭、交通站厅、特殊公益建（构）筑物以及⽔利、电⼒设施等。

全市建筑物模型分为精细模型（精模），中等复杂模型（中模），体块模型（⽩模）。

市全市范围主要⼤街、名胜古迹、标志性建筑等⽤精模表⽰，⼀般建筑物⽤中模表⽰，城中村、棚户区等⽤⽩模表⽰。

2.1.1、精细复杂度模型（精模）2.1.1.1、定义：精细模型为，能准确表现建筑物的⼏何实体结构，能表现建筑物的诸多细节，对部分重要建筑景观进⾏重点准确制作表现的模型制作⽅式。

2.1.1.2、⼀般制作范围：城市中主⼲道两旁的主要建筑物、主⼲路⼗字路⼝的主要建筑，电信、移动、⾦融中⼼⼤楼，⽕车站，重点政治、经济、⽂化、体育中⼼区建筑，包括标志性建筑物，城市中知名度⾼的名胜古迹、地标性建筑（如⼤雁塔、钟楼等）。

3d建模的基本概念和工具
以下是 3D 建模的一些基本概念：
1. 多边形建模：这是最常见的 3D 建模方法，它使用三角形或多边形来逼近物体的表面。

多边形模型由顶点、边和三角形组成，可以通过编辑顶点和边来改变模型的形状。

2. 建模工具：有许多软件应用程序可用于 3D 建模，如 3ds Max、Maya、Blender 等。

这些工具提供了各种功能，例如创建和编辑多边形、曲线、曲面等。

3. UV 映射：UV 映射是将 3D 模型的表面映射到 2D 平面上的过程。

这对于为模型添加纹理和材质非常重要，因为它定义了如何将图像或纹理应用于模型的不同部分。

4. 模型拓扑：拓扑是指模型的结构或布局，包括其顶点、边和多边形的连接方式。

良好的拓扑结构可以提高模型的效率和可编辑性。

5. 材质和纹理：材质定义了模型的外观属性，例如颜色、反射率和透明度。

纹理是应用于模型表面的图像或图案，可用于添加细节和真实感。

6. 渲染：渲染是将 3D 模型转换为 2D 图像的过程。

它可以使用各种渲染引擎来实现，这些引擎可以根据光照、材质和相机设置生成逼真的图像。

以上只是 3D 建模的一些基本概念和工具的简要介绍。

3D 建模是一个广泛而复杂的领域，涉及许多技术和创意选择。

对于深入了解和掌握 3D 建模，需要不断学习和实践。