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活学活用AutoCAD 2009三维图形的着色与渲染 内容提要：本文主要介绍如何对三维实体进行视觉样式和渲染操作，包括：二维线框、三维线
框真实、概念、视觉样式管理及渲染设置。通过本文的学习，读者应能够应用视觉样式和渲染方法，对三维对象进行色彩处理，以达到满意的显示效果。
关键字：AutoCAD 2009、三维图形、着色、渲染
引言：AutoCAD 2009运用着色操作可使图形更逼真，运用几何图形、光源和材质可将模型渲染为具有真实感的图像。用户可以渲染自己定义的场景，选定对象或当前视图。
正文：
1 视觉样式
在AutoCAD 2009中，单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“视觉样
式”命令中的子命令，或在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“视觉样式”面板中选择“视觉样式”下拉列表框中的视觉样式，如图1所示。
图1 “视觉样式”子菜单和工具面板
这些子菜单使用相同的命令SHADEMODE ，系统将自动作出相应的响应。
1.1 二维线框
显示用直线和曲线表示边界的对象。光栅和OLE 对象、线型和线宽都是可见的。即使将COMPASS 系统变量的值设置为“1”，它也不会出现在二维线框视图中。
单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“视觉样式”→“二维线框”命令，或在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“视觉样式”面板中选择“视觉样式”下拉列表框中的“二维线框”样式，激活“二维线框”命令，AutoCAD 2009提示：
命令：_vscurrent
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输入选项[二维线框（2）/三维线框（3）/三维隐藏（H ）/真实（R ）/概念（C ）/其他（O ）]<二维线框>：_2
二维线框是默认选项。如图2所示的球体是一种用二维线框显示的三维实体。在该模式下，图中的坐标系图标中的Z 轴没有箭头。
图2 “二维线框”显示的效果图
1.2 三维线框
显示对象时使用直线和曲线表示边界。显示一个已着色的三维UCS 图标。光栅和OLE 对象、
线型及线宽不可见。可将COMPASS 系统变量设置为“1”，查看坐标球。将显示应用到对象的材质颜色。
单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“视觉样式”→“三维线框”命令，或在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“视觉样式”面板中选择“视觉样式”下拉列表框中的“三维线框”样式，激活“三维线框”命令，AutoCAD 2009提示：
命令：_vscurrent
输入选项[二维线框（2）/三维线框（3）/三维隐藏（H ）/真实（R ）/概念（C ）/其他（O ）]<二维线框>：_3
在该提示下，选择“三维线框”，如图3所示的球体是“三维线框”显示的三维实体。在该模式下，坐标系图标的三个坐标轴都有箭头。
图3 “三维线框”显示的效果图
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1.3 真实
着色多边形平面间的对象，并使对象的边平滑化。将显示已附着到对象的材质，效果如图4所示。
图4 真实视觉样式
1.4 概念
着色多边形平面间的对象，并使对象的边平滑化。着色使用古氏面样式，一种冷色和暖色之间
的过渡而不是从深色到浅色的过渡。效果缺乏真实感，但是可以更方便地查看模型的细节，效果如图5所示。
图5 概念视觉样式
1.5 视觉样式管理
在AutoCAD 2009中，单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“视觉样
式”→“视觉样式管理器”命令，或在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“视觉样式”面板中单击“视觉样式管理器”按钮，打开“视觉样式管理器”选项板，可以对视觉样式进行管理，如图6所示。
图6 “视觉样式管理器”选项板
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在“视觉样式管理器”选项板的“图形中的可用视觉样式”列表中，显示当前图形中的可用视
觉样式。当选中某一视觉样式后，单击“将选定的视觉样式应用于当前视口”按钮，可以将该样式应用于当前视口；单击“将选定的视觉样式输出到工具选项板”按钮，可以将该样式添加到工具选项板中。
在“视觉样式管理器”选项板的参数选项区中，可以设置选定样式的面设置、环境设置、边设置等参数的相关信息，以进一步设置视觉样式。用户可单击“创建新的视觉样式”按钮，创建新建的视觉样式并在参数选项区设置相关参数。
2 材质和贴图
将材质添加到图形中的对象上，可以展现对象的真实效果。使用贴图可以增加材质的复杂性和
纹理的真实性。单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“渲染”→“材质”、“贴图”子命令，或在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，使用“材质”面板，可以创建材质和贴图，并将其应用于对象上。 2.1 使用材质
单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“渲染”→“材质”命令，或在“功能区”选项板中选择“可视化”选项卡，在“材质”面板中单击“材质”按钮，打开“材质”选项板，使用户可以快速访问与使用预设材质，如图7所示。
图7 “材质”选项板
单击“图形中可用的材质”面板下的“创建新材质”按钮，可以创建新材质。使用“材质编
辑器”面板，可以为要创建的新材质选择材质类型和样板。设置这些特性后，用户可以使用“贴图”、“高级光源替代”、“材质缩放与平铺”和“材质偏移与预览”面板进一步修改新材质的特性。 2.2 将材质应用于对象和面
用户可以将材质应用到单个的面和对象，或将其附着到一个图层上的对象。要将材质应用到对
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象或面，可以将材质从工具选项板拖动到对象。材质将添加到图形中，并且也将作为样例显示在“材
质”窗口中。单击“材质”选项板中的“将材质应用到对象”按钮，可以将材质指定绘对象。
2.3 使用贴图
贴图使用多种级别的贴图设置和特性。附着带纹理的材质后，可以调整对象或面上纹理贴图的方向。
材质被映射后，用户可以调整材质以适应对象的形状。将合适的材质贴图类型应用到对象，可以使之更加适合对象。
3 渲染
使用“视觉样式”命令中的子命令为对象应用视觉样式时，并不能执行产生亮显、移动光源或
添加光源的操作。要更全面地控制光源，必须使用渲染，可以使用“视图”→“渲染”命令中的子命令或“渲染”工具栏实现。
（1）使用“渲染”窗口快速渲染对象。
“渲染”窗口显示当前模型的渲染输出。单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“渲染”→“渲染”命令，打开“渲染”窗口，如图8所示。
图8 “渲染”窗口
“渲染”窗口包含三个窗格：“图像”窗格显示渲染图像；“统计信息”窗格位于右侧，显示用
于渲染的当前设置；“历史记录”窗格位于窗口底部，提供当前模型的渲染图像的近期历史记录以及进度条以显示渲染进度。
在该窗口中，用户可以执行以下操作：将图像保存为文件或将图像的副本保存为文件，保存的格式可以是JPEG 、BMP 等格式；查看用于当前渲染的设置；追踪模型的渲染历史记录；清理、删除或清理并删除渲染历史记录中的图像；放大、缩小、平移渲染图像。
（2）添加光源。
在渲染过程中，光源的应用非常广泛，正确的光源对于在绘图时显示着色三维模型和创建渲染亦非常重要，它由强度和颜色两个因素决定。在AutoCAD 2009中，不仅可以使用自然光（环境光），也可以使用点光源、聚光灯光源和平行光源，并可以设置每个光源的位置和特性。
在AutoCAD 2009中，单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“渲染”
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→“光源”命令中的子命令，可以创建和管理光源。如图9所示。
图9 “光源”下的子命令
（3）设置材质。
在渲染对象时，使用材质可以增强模型的真实感。在AutoCAD 2009中，单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“渲染”→“材质”命令，打开“材质”选项板，可以为对象选择并附加材质，如图10所示。
图10 设置材质
在“材质”选项板中，用户可以应用和修改材质，该选项板包括“图形中可用的材质”和“材质编辑器”选项。“图形中可用的材质”显示图形中可用材质的样例，默认材质命名为“全局”，用户可
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以单击样例以选择材质。选中之后该材质的设置就显示在“材质编辑器”中，样例轮廓为黄色来表明已选择。“材质编辑器”用于编辑“图形中可用的材质”中选定的材质，选定材质的名称显示在以下“材质编辑器”中，该选项配置根据选定的样板而更改。
（4）调整贴图。
在渲染图形时，可以将材质映射到对象上，称为贴图。单击“菜单浏览器”按钮 ，在弹出的菜单中选择“视图”→“渲染”→“贴图”命令的子命令，可以创建平面贴图、长方体贴图、柱面贴图和球面贴图，如图11所示。
图11 调整贴图
这四种贴图类型的意义分别如下：
平面贴图：将图像映射到对象上，就像将其从幻灯片投影器投影到二维曲面上一样，图像不会失真，但是会被缩放以适应对象，该贴图最常用于面。
长方体贴图：将图像映射到类似长方体的实体上，该图像将在对象的每个面上重复使用。 球面贴图：在水平和垂直两个方向上同时使图像弯曲，纹理贴图的顶边在球体的“北极”压缩为一个点；同样，底边在“南极”也压缩为一个点。
柱面贴图：将图像映射到圆柱形对象上；水平边将一起弯曲，但顶边和底边不会弯曲，图像的高度将沿圆柱体的轴进行缩放。如图12所示。
图12 四种贴图类型
（5）渲染环境。
在渲染图形时，可以添加雾化效果。单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“渲染”→“渲染环境”命令，打开“渲染环境”对话框。在该对话框中可以定义对象与当前观
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察方向之间的距离和进行雾化设置，如图13所示。
图13 渲染环境
“雾化/深度设置”选项：实际上，雾化和深度设置是同一效果的两个极端，雾化为白色，而传统的深度设置为黑色。
（6）高级渲染设置。
在AutoCAD 2009中，单击“菜单浏览器”按钮，在弹出的菜单中选择“视图”→“渲染”→“高级渲染设置”命令，打开“高级渲染设置”选项板，在该选项板中，用户可以设置渲染高级选项，如图14所示。
图14 高级渲染设置
在“选择渲染预设”下拉列表框中，包括有从最低质量到最高质量的标准渲染预设，用户可以
选择其中预设的渲染类型；在参数区域，根据选择的预设不同，参数显示也不同，用户可以设置修改该渲染类型的基本、光线跟踪、间接发光、诊断、处理等参数。当在“选择渲染预设”下拉列表框中选择“管理渲染预设”选项时，将打开“渲染预设管理器”对话框，用户可以自定义渲染预设，
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如图15所示。
图15 “渲染预设管理器”对话框
4 实训操作
渲染实例，对如图16所示的三维实体“酒杯”进行渲染处理。 操作过程：
（1）设置材质。
调用RMAT 命令后，在“材质”选项板中单击“样板”下拉列表，选择名为“玻璃-半透明”的样板，单击“将材质应用到对象”按钮，选中三维实体对象，将该材质附着于此三维实体，如图17所示。
图16 酒杯 图17 选择材质
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图18 “新建点光源”选项板 图19 “新建平行光”选项板
新建聚光灯属性设置如图20所示。
图20 “新建聚光灯”选项板
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图21 设置背景
（4）渲染。
设置后，调用RENDER 命令，弹出“渲染”窗口，进行渲染，最后的渲染效果如图22所示。
图22 照片级真实感渲染效果图
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