由于三維模型不僅具有較強的的真實感效果，還可以從任何角度對物體對象進行觀察，獲得不同的視覺效果，它包括的資訊更多、更完整、更利于與計算機輔助工程、制造等系統相結合。是以，在學習了AutoCAD的二維制圖功能後，從這今天開始為小夥伴介紹AutoCAD的三維制圖功能。
8.1 了解三維模型
在預設設定下，CAD繪圖軟體是以世界坐标系的XY坐标平面作為繪圖平面，進行會圖形的，我們以前在章節中所繪制的圖形都是位于此平面内，此平面在預設情況下，是一個正交視圖，即俯視圖。
雖然以前的繪圖都是在XY平面内，所輸入的點也僅由XY坐标值組成的，但是，AtuoCAD卻是用三維坐标來存儲這些資訊的，隻不過此時的Z坐标值為零，可以忽略罷了。是以前面所講述的二維圖形實際上是在三維空間中某個平面上的圖形。可以把它們看做是三維圖形的一種特例，既沒有厚度的三維圖形。
在AutoCAD繪圖軟體中，共為我們提供了3中模型，用來表達物體的三維形态。分别是線框模型、曲面模型和實體模型。通過這三類模型，不僅能讓非專業人員對物體的外形有一個感性的認識，還能幫助專業人員降低繪制圖形的難度，使一些在二維平面圖中無法表達的東西清晰而形象地顯示在螢幕上。
有關3種模型的功能及差別如下。
1. 線性模型
線框模型是一種線架模型，是由描述三維對象點和線組成的，它不具有表面和内部實體的資訊，不能對此類型進行渲染、着色等操作。它僅能展現出物體的輪廓架，其可視性較差，如圖8-1所示。
8-1 線框模型示例
2. 曲線模型
曲面模型是由一系列有連結順序的棱邊圍成的表面，再有表面的集合來定義三維物體，它是線上框模型的基礎上增加了面邊資訊和表面特征資訊等，不僅能夠真色，還可以對其進行渲染，以更形象逼真的方式來表現物體的真實形态。圖8-2所示曲面模型。
8-2 曲線模型示例
3. 實體模型
實體模型則是實實在在的物體，它除了包含線框模型和曲面模型的所有特點，還具備實物的一切特性。不僅可以對其進行着色和渲染，還可以對其進行打孔、切槽、倒角等布爾運算，還可以檢測和分析實體内部的質心、體積和慣性等。
圖8-3所示的模型即為實心體模型。
8-3 實體模型示例
8.2 三維模型的觀察
本節将講解三維模型的觀察功能，具體有【視點】、【視圖】、【視口】、【動态觀察器】、【導航立方體】、【控制盤】等。
8.2.1 設定視點
在AutoCAD設計空間中，我們可以在不同的位置進行觀察圖形，這些位置就稱為觀點。觀點的設定主要有以下兩種方式，具體内如下。
1. 使用【視點】指令設定視點
【視點】指令用于直接輸入觀察點的坐标或角度來确定視點。執行此指令主要有以下兩種方式。
● 菜單欄：選擇菜單【視圖】|【三維視圖】|【視點】指令。
● 指令行：在指令行中輸入Vpoint。
執行【視點】指令後，指令會出現如下提示：
指令：Vpoint
目前視圖方向：VIEWDIR=0.0000，0.0000，1.0000
制定試點或［旋轉(R)］＜顯示坐标球和三軸架＞：
∥直接輸入觀察點的坐标來确定視點
溫馨提示：
如果我們沒有輸入視點坐标，而直接按『Enter』鍵，那麼繪圖區會顯
示圖8-4所示的羅盤和三角架，其中三角軸加代表X、Y、Z軸的方向，
當我們相對于羅盤移動十字線時，三角軸架會自動進行調整，以顯示X、
Y、 Z軸對應的方向。
8-4 坐标球和三角軸架
技巧：
【旋轉】選項主要用于通過指定與X軸的夾角以及與XY平面的夾角确定視點。
2. 通過【視點預置】設定視點
【視點預置】指令是通過對話框的形式進行設定試點的，如圖8-5所示。執行【視點預置】指令主要有以下兩種方式。
8-5 【視點預置】對話框
● 菜單欄：選擇菜單【視圖】|【三維視圖】|【視點預置】指令。
● 指令行：在指令行中輸入DDVpoint或VP。
在圖8-5所示的【視點預置】對話框中可以進行如下設定。
● 設定視點、原點的連接配接與XY平面的夾角。具體操作就是在右側半圓圖形上選擇相應的點，或直接在【XY平面】文本框内輸入角度值。
● 設定視點、原點連線在XOY面上的投影與X軸的夾角。具體操作就是在左側圖形上選擇相應的點，或在【X軸】文本框中輸入角度值。
● 設定觀察角度。系統将設定角度值預設為是相對于目前WCS，即預設選擇的是【絕對于WCS】單選項，如果選擇了【相對于UCS】單選項按鈕，則所設定的角度值就是相對于UCS的。
● 設定為平面視圖。單擊"設定為平面視圖"按鈕，系統将重新設定為平面視圖。平面視圖的觀察方向是與X軸的夾角為270°，與XY平面的夾角是90°。
8.2.2 切換視圖
為了便于觀察和編輯三維模型，AutoCAD為我們提供了一些标椎視圖，具體有6個正交視圖和4個等軸視圖，如圖8-6所示，其工具按鈕都排列在如圖8-7所示的【視圖】工具欄上。我們可以通過單擊【視圖】菜單欄中的這些标椎視圖指令，或單擊【視圖】工具欄上的相應視圖按鈕，即可在這些标椎視圖中進行切換。
8-6 标準視圖菜單
8-7 【視圖】工具欄
上述6個正交視圖和4個等軸測圖視圖是用于顯示三維模型的主要特征視圖，其中每種視圖的視點，與X軸夾角和與XY平面夾角等内容如表8-1所示。
8.2.3 平面視圖
除了上述10個标準視圖之外，AutoCAD還為我們提供了一個【平面視圖】工具，使用此指令，可以将目前UCS、命名儲存的UCS或WCS，切換為個坐标系的平面視圖，以友善觀察和操作，如圖8-8所示。
8-8 平面視圖切換
執行【平面視圖】指令主要有以下兩種方式。
● 菜單欄：選擇菜單【視圖】|【三維視圖】|【平面視圖】指令。
● 指令行：在指令行中輸入plan。
8.2.4 建立視口
視口實際上就是用于繪制圖形，顯示圖形的區域，在預設情況下，AutoCAD将整個繪圖區作為一個視口，即僅顯示一個視口，但是在實際模組化過程中，有時需要從各個不同視點上觀察模型的不同的部位，為此AutoCAD為我們提供了視口的分割功能，将預設的一個視口分割成多個視口，如圖8-9所示。這樣，我們就可以從不同的方向觀察三維模型的不同部分。
8-9 分割視口
視口的分割與合并可以通過菜單欄和對話框兩種形式，具體如下：
● 通過菜單分割視口。我們隻需選擇菜單【視圖】|【視口】子菜單中的相關指令，即可将目前視口分割為兩個、三個或多個視口。
● 通過對話框分割視口，選擇菜單【視圖】|【視口】【建立視口】指令，或直接在指令行中輸入Vports并按『Entet』鍵，打開如圖8-10所示的【視口】對話框。在此對話框中，我們可以對分割視口進行提前預覽效果，使我們能夠友善直接地進行分割視口。
8-10 【視口】對話框
8.2.5 三維動态觀察器
AutoCAD為我們提供了3種動态觀察功能，使用此功能，我們可以進行觀察三維物體的任意部分，比較友善快速。
1. 受限制的動态觀察
此種動态觀察功能，需要按住滑鼠中間拖曳，進行手動設定觀察點，以觀察模型的不同側面，如圖8-11所示。選擇菜單【視圖】|【動态觀察】|【受限制的動态觀察】指令，或單擊【動态觀察】工具欄上的""按鈕，都可以激活該功能。
8-11 受限制的動态觀察
2. 自由動态觀察
自由動态觀察功能使用起來比較友善，當激活此功能後，繪圖區出現如圖8-12所示的圓形輔助架，我們可以從多個方向進行自由地觀察三維物體。
選擇菜單【視圖】|【動态觀察】|【自由動态觀察】指令，或單擊【動态觀察】上的""按鈕，都可以激活該功能。
8-12 自由動态觀察
3. 連續動态觀察
當激活此功能後，我們可以連續地動态觀察三維物體的不同側面，而不需要進行手動設定視點，此時光标變為如圖8-13所示的狀态。
選擇菜單【視圖】|【動态觀察】|【連續動态觀察】指令，或單擊【動态觀察】工具欄上的""按鈕，都可以激活該功能。
8-13 連續動态觀察
8.2.3 導航立方體
如圖8-14所示的3D導航立方體顯示圖(即ViewcuCude)，時AutoCAD新增的一項功能，使用此功能，不但可以快速幫助我們調整模型的視點，還可以更該模型的視圖投影、定義和恢複模型的主視圖，以及恢複随模型一起儲存的已命名UCS。
● 視圖投影：當檢視模型時，在平行模式、透視模式和帶平行視圖的透視模式之間進行切換。
● 主視圖：指的是定義和恢複模型的主視圖。主視圖是我們在模型中定義的視圖，用于傳回熟悉的模型視圖。
● 恢複已命名UCS：通過單擊ViewCude顯示圖下方的UCS菜單，顯示UCS菜單後，可以從菜單中選擇一個已命名UCS來将其恢複為目前UCS。
溫馨提示：
在UCS菜單中選擇【新UCS】指令，可以重新定義UCS。
溫馨提示:
将目前的視覺樣式設定設定為3D顯示樣式後，導航立方體顯示圖才可
以顯示出來。在指令行中輸入Cube後按『Enter』鍵，可以控制導航立
方體圖的顯示和關閉狀态。
圖8-14所示的導航立方體，主要有頂部的房子标記、中間的導航立方體、底部的羅盤和最下側的UCS菜單組成，當沿着立方體移動滑鼠時，分布在導航立體棱、邊、面等位置上的熱點會亮顯。單擊一個熱點，就可以切換到相關的視圖。
8-14 ViewCube顯示圖
8.2.7 使用控制盤
圖8-15所示的SternigWheel控制盤是用于追蹤懸停在繪圖視窗上的光标的菜單，
8-15 StergWheel控制盤
通過這些菜單可以從單一界面中通路三維導航工具。單擊狀态欄上的""按鈕，即可打開此控制盤，在控制盤上右擊，可打開如圖8-16所示的快捷菜單。
8-16 控制盤右鍵快捷菜單
在SternigWheel控制盤中，共有4個不同的控制盤可供使用，每個控制盤均擁有其獨有的導航方式，具體如下：
● 二維導航控制盤。通過平移和縮放導航模型。
● 檢視對象控制盤。将模型置于中心位置，并定義軸心點以使用【動态觀察】工具。縮放和動态觀察模型。
● 巡視建築控制盤。通過将模型視圖移近或移遠、環視以及更該模型視圖的标高來導航模型。
● 全導航控制盤。将模型置于并定義軸心點以使用【動态觀察】工具、漫遊和環視、更改視圖示高、動态觀察、平移和縮放模型。
"AutoCAD三維設計環境"今天就講述到這裡。下節為小夥伴講解"三維模型的着色與渲染"的使用方法和技巧。
待續