三维设计基础

机械制图之三维绘图基础知识

1. 三维绘图概述

三维绘图是机械制图中的重要环节，用于通过绘制三维模型来展示物体的空间形状和结构。三维绘图在工程设计、制造和检测等领域都有广泛的应用。本文将介绍三维绘图的基础知识和常用技巧。

2. 三维绘图的坐标系统

在三维绘图中，需要使用三维坐标系统来表示物体的位置和方向。常用的三维坐标系统有直角坐标系和极坐标系。直角坐标系使用三个坐标轴（X、Y、Z）来表示物体的位置，而极坐标系则使用距离（r）、方位角（θ）和俯仰角（φ）来表示。 3. 绘制三维模型的基本元素

在绘制三维模型时，需要使用一些基本的几何图形作为构造元素。常用的基本元素包括点、线、圆、曲线和平面等。通过组合和操作这些基本元素，可以构建出更复杂的三维模型。

• 点：在三维绘图中，点是最基本的元素，用来表示空间中的一个位置。可以通过坐标值来确定一个点的位置。

• 线：线由两个点构成，用来表示物体的边界或路径。

• 圆：圆由一个中心点和一个半径值构成，用来表示圆柱体、球体等物体的形状。

• 曲线：曲线由多个点连接而成，可以用来表示曲面或复杂的物体形状。

• 平面：平面由三个或更多个点组成，用来表示物体的表面或截面。 4. 三维模型的投影方法

在二维平面上展示三维物体时，需要进行投影操作。常用的投影方法有正交投影和透视投影。

• 正交投影：正交投影将三维物体的各个点沿着视线方向垂直投影到平面上，得到的是物体在平面上的等距投影。正交投影具有投影比例不变、投影边长相等的特点，适用于工程制图。

• 透视投影：透视投影使用视点来模拟人眼观察物体的效果，通过缩小远处物体的尺寸来表现远近关系。透视投影具有逼真的效果，常用于艺术绘画和动画制作。

5. 三维模型的表示方法

在计算机绘图中，可以使用多种表示方法来描述三维模型，常用的方法包括边界表示、体素表示和曲面表示。 • 边界表示：边界表示使用边界面或边界曲线来描述物体的形状，常用于建模软件中。

第 1 页 共 9 页 《三维模型设计基础》课程标准

一、课程定位

1．课程性质

本课程是软件技术专业(VR方向)的一门必修课程。

2．课程作用

结合本专业方向讲解3ds Max软件的使用和应用，要求学生熟练掌握三维建模相关理论知识和方法、模型的材质与贴图设计、灯光与摄像机控制及有效的渲染出图技术。通过课程的学习，使学生熟知三维模型设计的基本技术、基本流程和常用技能方法，培养从事普通建模、游戏建模、室内建模设计制作等工作的技术技能型专门人才。同时，培养学生的艺术设计能力和形象思维能力，激发学生创新意识和创新欲望，培养学生的审美观念。

二、课程目标

学生以独立或小组合作的形式，模拟设计公司的设计岗位的工作，通过完成不同的项目及其子任务，辅助大量案例实训，运用3ds Max软件平台，熟练掌握3ds Max软件的基本操作、二维及三维建模技术的方法和手段、常用编辑修改器的功能和应用方法，材质类型及设计应用、贴图设计及应用，渲染输出技术等。学习完本课程后，学生能够掌握设计三维模型的基本流程、常用造型编辑技术、模型质感表现等方面的知识和技能。

1．知识目标

（1）三维坐标系统的相关知识；

（2）对象的选择、组合、模型的导入/导出及场景、文件的管理；

（3）二维样条线的编辑处理知识；

（4）三维模型的产生、建立方法；三维模型的编辑修改方法；

（5）编辑多边形、FFD、涡轮平滑、壳、挤出、车削、放样等修改器知识；

（6）材质类型、明暗器类型、贴图类型、贴图通道等知识，应用材质或贴图的方法和技术；调整质感表现的方法；

（7）基本灯光知识、摄像机知识和渲染知识；

2．能力目标

（1）三维场景环境设置

（2）三维基本模型的建立方法

（3）二维图形转换为三维模型 第 2 页 共 9 页 （4）三维复杂模型的建立及修改方法

（5）调整模型的材质与贴图

（6）对场景中的灯光与摄像机的调整

（7）渲染设置及渲染输出

环境监测三维项目

一，需要准备的东西

1，矢量数据：2维数据+地点标注。

2，影像数据（区别于高程，他是平的不带凸起）：

3，高程数据（他可以叠加影像数据然数据带有凸起效果）： 4.三维模型数据：

5.需要准备三维GIS平台，推荐伟景行公司citymaker7.0：效果好，加载量大，流畅不卡。citymaker server7.0：此项目需要发布成服务时候用。

6，需要正版windows平台

7，需要正版oracle平台

8，需要准备行业数据，也就是污染源企业的地理位置和各种需要检测的数据，以及监管部门的各种行业数据。

二，说明 项目 说明 备注

矢量，影像，高程 三种一起

三维模型 粗，中，精三种精度

Citymaker server 一套

WIN 7 一套

Oracle 一套

软件定制化开发 一套

- 274 - 第13章 三维绘图基础

本章要点

 三维视图

 用户坐标系（UCS）

 绘制三维实体

 编辑三维实体

中望CAD 2010有较强的三维绘图功能，可以用多种方法绘制三维实体，方便的进行编辑，并可以用各种角度进行三维观察。在本章中将介绍简单的三维绘图所使用的功能，利用这些功能，用户可以设计出所需要的三维图纸。

13.1 三维视图

要进行三维绘图，首先要掌握观看三维视图的方法，以便在绘图过程中随时掌握绘图信息，并可以调整好视图效果后进行出图。

13.1.1 视点

1.命令格式

命令行：Vpoint

菜 单：[视图]→[三维视图]→[视点（V）]

工具栏：[视图]

控制观察三维图形时的方向以及视点位置。工具栏中的点选命令实际是视点命令的10个常用的视角：俯视、仰视、左视、右视、前视、后视、东南等轴测、西南等轴测、东北等轴测、西北等轴测，用户在变化视角的时候，尽量用这10个设置好的视角，这样可以节省不少时间。

2.操作步骤

图13-1中表示的是一个简单的三维图形，仅仅从平面视图，用户较难判断单位图形的样子。这时我们可以利用Vpoint命令来调整视图的角度，如图13-1中的右下角的视图，第13章 三维绘制基础

- 275 - 从而能够直观的感受到图形的形状。

图13-1 用Vpoint命令观看三维图形

命令: Vpoint 执行Vpoint命令

透视(PE)/平面(PL)/旋转(R)/ <0,0,1>: 设置视点，回车结束命令

以上各选项含义和功能说明如下：

视点：以一个三维点来定义观察视图的方向的矢量。方向为从指定的点指向原点

(0,0,0)。

透视(PE)：打开或关闭“透视”模式。

平面(P)：以当前平面为观察方向，查看三维图形。

旋转(R)：指定观察方向与 XY 平面中 X 轴的夹角以及与 XY 平面的夹角两个角度，确定新的观察方向。