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liyi770413

第13章  三维实体的编辑与渲染
本章重点：
        三维模型的编辑
        三维模型的渲染
        如何为三维模型添加场景、光源和材质
本章主要介绍了编辑三维实体的一些主要方法：倒直角、倒圆角、旋转、拉伸以及切开实体等等。另外，本章还介绍了对三维实体进行渲染的一些基本方法。
13.1  编辑三维实体
AutoCAD提供的倒角、三维旋转、镜像以及阵列等编辑命令可以方便用户进行三维实体编辑修改。
13.1.1  倒直角
三维实体的倒直角实际上是将三维实体上的拐角切去，使之变成斜角。对三维实体进行倒直角的命令与对二维实体倒直角的命令相同，都是Chamfer命令。Chamfer命令的输入方法与前面介绍的相同，不再介绍，具体操作过程如下。
        在Modify 菜单上选取Chamfer子菜单，则AutoCAD提示：
        Select the edge of the base surface to chamfer: 选取倒直角的基础面，如图13.1所示的点1
AutoCAD高亮度显示用户所选取的倒直角的基础面。
        To select a different surface:  选取另外的表面或直接回车默认当前表面
        Specify the base surface distance:  指定基础表面的距离
        Specify the adjacent surface distance:  指定临近表面的距离
        Specify the edges to chamfer:  选取倒直角的边界边，如图13.1所示中的点2

图13.1  对三维实体倒直角
注意：选取进行倒角的边时，必须在基面。
13.1.2  倒圆角
AutoCAD提供的对三维实体进行倒圆角的命令与对二维实体倒圆角的命令的相同，都是Fillet。启动该命令的方法与前面介绍的相同，不再介绍。
具体的操作过程如下。
从Modify 菜单上单击Fillet子菜单命令输入后，AutoCAD提示：
        Select the edge of the solid to fillet :  选取三维实体上倒圆角的边界，如图13.2中的点1
        Specify the fillet radius:  指定倒圆角的半径
        Select additional edges:  选取倒圆角的另外的边界或直接回车
执行完以上操作后，AutoCAD按照用户的指定进行对实体进行倒圆角。在图13.2中，对左图的实体执行倒圆角命令，结果如右图所示。

图13.2  对三维实体倒圆角
13.1.3  切开实体
AutoCAD提供了对三维实体进行剖切的功能，用户可以利用这一功能很方便地绘制实体的剖切面。
AutoCAD提供的剖切命令是Slice。用户可以利用如下几种方法启动Slice命令：
        键盘输入  Slice或SL。
        Draw菜单  在Draw菜单上单击 Solids子菜单中的Slice选项。
        Solids工具栏  在Solids工具栏上单击Slice图标 。
具体的操作过程如下。
用上述几种方法中任一种命令输入后，AutoCAD会有如下提示：
Select objects：选取要切开的实体
Select objects：也可继续选取
Specify first point on slicing plane by [Object/Zaxis/View/XY/YZ/ZX/3points] <3points>:  
该提示行中各项的含义如下。
1．3points  用户可以通过指定三点确定一个剖切平面。图13.3所示的图形利用指定三点确定一个剖切平面剖切实体。

图13.3  利用三点确定一个剖切面剖切实体
执行该选项后，AutoCAD会提示：
Specify second point on plane:  输入第二点
Specify third point on plane:  输入第三点
Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]:  
用户可以利用该提示行确定切开后实体的保留方式。
&#61548;        keep Both sides：保留切开后得到的两个实体（如图13.4所示）。
&#61548;        Specify a point on the desired side of the plane：在保留平面的一侧选取点（见图13.5）。
                  
图13.4  保留切开后得到的两个实体     图13.5  在保留平面的一侧选取点
2．Object  用指定实体所在平面切开实体（如图13.6所示）。
执行该选项时，AutoCAD会提示：
Select a circle, ellipse, arc, 2D-spline, or 2D-polyline:  选取实体
Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]:
确定所切实体的保留方式，与前面介绍的相同。
3．Zaxis  指定平面作为剖切平面剖切实体（如图13.7所示）。
      
图13.6  用指定的平面在实体上切开实体           图13.7  用指定平面剖切实体
执行该选项时，AutoCAD会提示：
Specify a point on the section plane：输入切平面上的任一点
Specify a point on the Z-axis (normal) of the plane：输入与切平面垂直的任一直线上的任一点
Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]：确定所切实体的保留方式，与前面介绍的相同。
4．View  用与当前视图平面平行的平面作剖切面剖切实体（如图13.8所示）。

图13.8  用与当前视图平面平行的平面作剖切面剖切实体
执行该选项时，AutoCAD会提示：
Specify a point on the current view plane <0,0,0>：输入位于切平面上的一点
Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]:
确定所切实体的保留方式，与前面介绍的相同。
5．XY/YZ/ZX  表示分别用与当前UCS的XOY、YOZ、ZOX平面平行的平面作为剖切面。图13.9所示的以与XOY平面平行的平面作为剖切面，图13.10所示的以与YOZ平面平行的平面作为剖切面，图13.11所示的以与ZOX平面平行的平面作为剖切面。

图13.9  用与XOY平面平行的平面作为剖切面

图13.10  用与YOZ平面平行的平面作为剖切面

图13.11  用与ZOX平面平行的平面作为剖切面
执行该选项时，AutoCAD会提示：（以ZX平面为例）
Specify a point on the ZX-plane <0,0,0>: 输入位于切平面ZX平面上的一点
Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]:
确定所切实体的保留方式，与前面介绍的相同。
注意：剖切平面必须与被剖切的实体相交，指定剖切平面所用的二维实体可以是弧、圆、椭圆、椭圆弧、二维多义线、二维样条曲线等等。
13.1.4  生成剖面
利用AutoCAD提供的Section命令用户可以方便地从所给的三维实体上得到该实体任意位置上的剖切面图形。
启动Section命令的方法有如下几种：
&#61656;        键盘输入  Section。
&#61656;        Draw菜单  在Draw菜单上单击Solids子菜单中的Section选项。
&#61656;        Solids工具栏  在Solids工具栏上单击Section图标 。
具体的操作过程如下。
用上述几种方法中任一种命令输入后，AutoCAD会提示：
Select objects：选择实体
Select objects：也可继续选取
Specify first point on Section plane by [Object/Zaxis/View/XY/YZ/ZX] <3points>:
用户可以通过该提示行确定剖面平面。各选项的具体的含义与前面介绍的相同，不再介绍。图13.12所示的是利用三点确定的剖面平面实体。

图13.12  执行Section命令前后的图形
确定剖切平面后，AutoCAD会自动生成剖面图形，用户可以对剖面图形进行单独编辑。
13.1.5  其他编辑功能
对三维实体来讲，下面的用于对二维实体进行编辑的功能也是有效的。具体的操作过程相似，此处不再详细介绍。
1．Move  移动实体。如图13.13所示对把实体1从点2处移到点3处。

图13.13  移动实体
2．Rotate  旋转实体。如图13.14所示的把实体1进行旋转。

图13.14  旋转实体
3．Mirror  镜像实体。如图13.15所示的把实体1进行镜像。

图13.15  镜像实体
4．Erase  删除实体。如图13.16所示，删除左图实体矩形框中的实体。

图13.16  删除实体
5．Scale  缩放实体。如图13.17所示将左图放大两倍得到右图。

图13.17  缩放实体
6．Explode  分解实体。图13.18所示的是执行分解命令前后的图形，右图执行过分解命令。

图13.18  分解实体
13.2  消隐和着色
利用AutoCAD提供的消隐和着色功能，可以更形象的显示三维实体。对三维实体图形进行消隐和着色后，图形将变得更加逼真，更具有视觉效果。
13.2.1  消隐
对三维实体执行消隐命令，可自己加删除被前面物体遮住的线段。使实体变得更符合人的视觉感受。AutoCAD提供的Hide命令可以对三维实体执行消隐命令。
启动Hide命令的方法有如下几种：
&#61656;        键盘输入  Hide或hi。
&#61656;        View菜单  在View菜单上单击Hide子菜单。
&#61656;        Render工具栏  在Render工具栏上单击Hide图标 。
具体的操作过程如下。
用上述几种方法中任一种命令输入后，AutoCAD自动对当前视窗内的所有实体进行消隐。消隐完后，AutoCAD将提示：
Hiding Lines 100% Done.
同时屏幕上显示消隐后的图形。对图13.19执行Hide命令，结果如图13.20所示。

图13.19  执行消隐命令前的图形

图13.20  执行消隐命令后的图形
13.2.2  着色
用户可以利用AutoCAD提供的Shade命令对三维实体进行着色。着色功能比消隐功能更强大。它不仅对实体进行消隐，而且对实体进行着色。
启动Shade命令的方法有如下几种：
&#61656;        键盘输入  Shademode。
&#61656;        View菜单  在View 菜单上单击Shade子菜单。
具体的操作过程如下。
用上述几种方法中任一种命令输入后，AutoCAD将对当前视区的图形进行着色，着色后的图形，只能在屏幕上显示，而不能将其打印出来。
对如图13.21所示的三维实体图形执行Shade（着色）命令后，结果如图13.22所示。
      
图13.21  执行Shade命令前的图形      图13.22  执行Shade命令后的图形
13.3  三 维 渲 染
在屏幕上绘制好的物体模型是以线框的形式显示，并不能完全真实地反映实体的模样。执行AutoCAD提供的渲染（Render）命令后，将生成一幅具有真实感的图形，让用户预测设计的结果。
13.3.1  渲染
AutoCAD利用用户指定的光源对指定材料的视图进行渲染后，将产生一幅有真实感的图片。
用户可以利用如图13.23所示的Render子菜单以及如图13.24所示的Render工具栏中的渲染命令对图形进行渲染。
                 
             图13.23  Render子菜单                图13.24  Render工具栏
13.3.2  场景
场景（Scene）是由光线（Lighting data）和视图（View）组成，用来衬托物体，使之更加具有真实感。
启动Scene命令的方法有如下几种：
&#61656;        键盘输入  Scene。
&#61656;        View菜单  在View菜单上Scene 子菜单。
&#61656;        Render工具栏  在Render工具栏上单击Scene图标 。
具体的操作过程如下。
用上述几种方法中任一种命令输入后， AutoCAD会弹出图13.25所示的Scenes（场景）对话框。
该对话框中各选项的含义分别如下所示。
1．Scenes  在该列表框中显示出当前图形中全部场景名称。
2．New  设置新的场景，单击该按钮将出现图13.26所示的New Scenes（新场景）对话框，用户可以利用该对话框设置当前图形的场景。
            
图13. 25  Scenes对话框                   图13.26  New Scenes对话框
3．Modify  此按钮修改场景的有关参数。
4．Delete  此按钮删除场景。
13.3.3  光源
在场景中布置合适的光线，可以影响到实体各个表面的明暗情况，并能生成阴影。用户可以利用AutoCAD提供的设置光线的命令Light，在一个视图中任意组合光线，从而组成渲染的光景。
启动Light命令的方法有如下几种。
&#61656;        键盘输入  Light。
&#61656;        View菜单  在View菜单上单击Render 子菜单中的Light选项。
&#61656;        Render工具栏  在Render工具栏上单击Light图标 。
具体的操作过程如下。
用上述方法中任一种命令输入后，AutoCAD弹出图13.27所示的Lights（光源）对话框，用户可利用该对话框对光源进管理。修改光源，建立新光源。
该对话框中各选项的含义分别是：
1．Lights  在该列表框中列出当前图形文件中已设置的光源名称。
2．Modify  修改光源。
3．Delete  删除光源。
4．Select  选择已设置的光源。
5．New…  列出AutoCAD中的光源类型有。Point、Distant、Light和Spotlight，用户可根据需要进行选择。
6．Ambient Light  在该设置区设置光源强度和颜色。

图13.27  Lights对话框
注意：当环境光源与其他类型的光线进行组合时，将影响到场景中的对比度。减小环境光光强，可增加环境光的光强可减小对比度。用户不能在一个视区中集中使用环境光。
13.3.4  材料
用户利用AutoCAD提供的材料（Materials）命令为物体指定材料，可使物体更具有真实感。
启动Materials命令的方法有如下的几种：
&#61656;        键盘输入  Rmat。
&#61656;        View菜单  在View菜单上单击Render 子菜单中的Materials选项。
&#61656;        Render工具栏  在 Render工具栏上单击Materials图标 。
具体的操作过程如下。
用上述方法中任一种命令输入，则AutoCAD会弹出图13.28所示的Materials（材料）对话框。用户可通过该对话框设置、管理所选用的材料，确定材料表面的反射光线及反射光线的颜色，但不能指定表面纹理。
该对话框中各选项的含义分别如下。
1．Materials列表框  列出当前图形文件中的材料名称。
2．Preview预览框  对所选取的材料进行预览。
3．Materials Library  单击该按钮，用户可以从AutoCAD的材料库中选取材料。
4．Select<按钮  为实体指定材料。
5．Modify…、New…、Duplicate…按钮  这三个按钮用来修改材料的颜色、背景、光线反射情况等特性。
6．Attach< 、Detach<按钮  利用这两个按钮，在AutoCAD允许范围内，引用AutoCAD以外的其他软件的材料库。
7．By ACI…、ByLayer…按钮：利用这两个按钮，可以将材料指定给ACI（AtuoCAD Color Inder）码所对应的实体或指定某层上的全部实体。

图13.28  Materials对话框
13.3.5  渲染设置
在以上各项设置完了之后，用户可以开始进行渲染的最后设置。用户可以利用如图12.29所示的Render对话框进行设置，对话框中各选项和设置都有默认值，用户也可以利用这些默认值。
启动Render对话框的方法有如下几种：
&#61656;        键盘输入  Rpref或RPF。
&#61656;        View菜单  在View菜单上单击Render子菜单中的Render选项。
&#61656;        Render工具栏  在Render工具栏上单击Render图标 。
具体的操作过程如下。
用上述几种方法中的任一种命令输入后，AutoCAD会出现图13.29所示的Render（渲染）对话框。
该对话框中各选项的含义分别如下。
1．Rendering Type  在该列表框中用户可以选择自己所需的渲染类型，单击下拉箭头，则打开AutoCAD提供的三种渲染类型：Render、Photo和Real 。
2．Scene to Render  场景列表框，该列表框内列出当前图形文件下用户利用Scene对话框定义的全部场景。
3．Rendering Options  在该设置区中，有四个复选框控制渲染的一些附加设置。各复选框的含义分别介绍如下：

图13.29  Render对话框
&#61548;        Smooth Shade  选取该选项时，AutoCAD将进行计算，使三维物网格表面的光线协调过渡，变得光滑。
&#61548;        Apply Materials  选取该选项时，AutoCAD将把已创建的材料赋予渲染后的三维效果。
&#61548;        Shadows  生成阴影。只有选取Photo Real或Photo Raytrace类型下才有效。
&#61548;        Render Cache  在渲染中使用高速缓存，可提高速度，节省时间。
&#61548;        More Options  单击该按钮，将弹出图13.30所示的Render Option对话框，用户可进行一些附加的渲染项目设置。

图13.30  Render Options对话框
４．Rendering Procedure  用户可以利用该区设置渲染界面。在该设置区中有三个复选按钮，它们的功能如下：
&#61548;        Query for Selections  控制是否对当前视窗内的实体进行有选择的渲染。
&#61548;        Crop Window  控制是否以窗选方式选取一个区域进行渲染。
&#61548;        Skip Render Dialog  控制是否在渲染当前视窗时出现Render对话框。
5．Destination  用户可以利用该区对渲染图像的输出进行设置。单击下拉箭头，将出现图13.31所示的下拉列表选项。
该下拉列表选项中各选项的含义分别是：
&#61548;        Viewport  渲染当前窗口，使用Regen命令可将其清除。
&#61548;        Render Window  渲染到Render窗口。执行Render命令后，AutoCAD将自动出现一个Render窗口，选取该选项后，可将渲染后的图像放在Render窗口，从而对它单独进行编辑或存盘等操作。
&#61548;        File  将渲染图像保存到文件中。
&#61548;        More Options  用户可以通过该按钮确定渲染图像保存的文件格式，路径等。
6．Sub Sampling  单击下拉箭头将出现图13.32所示的下拉列表选项，用来控渲染图像的生成速度和图像质量。选取1:1时，渲染图像的图像质量最好；而选取8:1时，渲染图像的生成速度最快。
7．Light Icon Scale  在该文本框中用户可输入灯光在图像中的比例，默认值为1。
8．Smoothing Angle  在该文本框中，用户可设置显示物体棱角的最小角度，默认值为45。
9．Background…   单击该按钮，将出现图13.33所示的Background（背景）对话框，用户可利用该对话框进行渲染背景及相关参数的设置。

图13.33  Background对话框
10．Fog/Depth Cue…  单击该对话框按钮，出现图13.34所示的Fog/Depth Cue（雾度和深度提示）对话框，用户可利用该对话框设置渲染图像的雾度（雾度是指物体边界的清晰程度）。

图13.34  Fog/Depth Cue对话框
Render对话框中的参数设置，对渲染图像会产生明显的影响，同时还可影响渲染进行的速度。AutoCAD在该对话框中的所有项目都有默认值，一般情况下，用户可以直接利用这些默认值。
本 章 小 结
在本章中我们讲述了如何编辑和渲染三维图形，包括倒直角、倒圆角、切开实体、生成剖面以及其他编辑功能、消隐和着色、渲染、场景、光源以及材料等。通过本章，用户可学会如何编辑和渲染三维图形，创建所需的三维模型。
思   考  题
1．如何在模型上直接生成剖面图形？
2．如何对三维模型进行消隐和着色处理？
3．如何为绘制的三维模型添加场景、光源？
4．如何为绘制的三维模型添加材质？

huang961014

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