任务3 足球的绘制

本任务以绘制如图8－56所示的足球为例，介绍“球体”、“旋转”、“三维镜像”、“三维旋转”、“三维阵列”等知识。制图步骤如下。

（1）单击“图层特性管理器”，将“五边形”层设置为当前层。单击视图工具栏中的俯视图按钮“”，绘制一个边长为50的正五边形，如图8－57所示。

（2）单击绘图工具栏中的复制按钮“”，将直线BC、AC复制，结果如图8－58（a）所示。

（3）单击绘图工具栏中的旋转按钮“”，将CF、CG分别旋转－60°、60°，结果如图8－58（b）所示。连接FE、DG，结果如图8－59（a）所示。

（4）单击绘图工具栏中的面域按钮“”，选取步骤（3）绘制的两个三角形对象，按回车键退出命令。

（5）单击“建模”工具栏中的旋转按钮“”，选取步骤（4）创建的三角形面域对象CFE，以CF为旋转轴，按回车键结束命令；再选取面域对象CDG，以CG为旋转轴，执行同样的操作，结果如图8－59（b）所示。执行“菜单浏览器”→“视图”→“三维视图”→“西南等轴测”，将绘图环境转化为三维绘图空间，结果如图8－60所示。

（6）单击实体编辑工具栏中的交集按钮“”，选取图8－60所示对象1、2，按回车键退出命令，结果如图8－61所示。

（7）单击“图层特性管理器”，将“六边形”层设置为当前层。再单击绘图工具栏中的直线按钮“”，将MN连接起来，结果如图8－62所示。

（8）单击修改工具栏中的删除按钮“”，将交集的对象删除，结果如图8－63所示。

（9）单击修改工具栏中的镜像按钮“”，将步骤（7）绘制的直线进行镜像，结果如图8－64所示。

（10）在命令行中输入“UCS”后回车，再输入“3”后回车，选择三点定坐标系，指定K点为原点，M点为X轴，直线的另一端为Y轴，结果如图8－65所示。

（11）单击修改工具栏中的镜像按钮“”，将六边形的三条边进行镜像，结果如图8－66所示。

（12）单击绘图工具栏中直线按钮“”，将六边形的对角线连接起来，结果如图8－67所示。继续执行直线命令，捕捉六边形的中点，输入“＠0，0，130”后回车退出命令，再单击修改工具栏中的删除按钮“”，将两条对角线删除，结果如图8－68所示。

（13）单击绘图工具栏中的直线按钮“”，将五边形的对角线连接起来，结果如图8－69所示。

（14）在命令行中输入“ucs”后回车，再输入“3”后回车，选择三点定坐标系，指定0点为原点，1点方向为X轴，2点方向为Y轴，结果如图8－70所示。单击绘图工具栏中的直线按钮“”，捕捉五边形的0点，输入“＠0，0，130”后回车退出命令。再单击修改工具栏中的删除按钮“”，将上步绘制的对角线删除，结果如图8－71所示。

（15）在命令行中输入“ucs”后回车，再输入“3”后回车，选择三点定坐标系，指定两直线的交点为原点，六边形中心方向为X轴，五边形中心方向为Y轴，结果如图8－72所示。再修剪上步绘制的两相交直线，结果如图8－73所示。

（16）单击“图层特性管理器”，将“五边形”层设置为当前层，将“六边形”层关闭，结果如图8－74所示。单击“建模”工具栏中的拉伸按钮“”，选取五边形对象，输入拉伸距离30，按回车键退出命令，结果如图8－75所示。

（17）单击“建模”工具栏中的球体按钮“”，指定原点为球体的中心点，指定原点到五边形任一边的端点的距离为半径后，按回车键退出命令，结果如图8－76所示。

（18）单击实体编辑工具栏中的差集按钮“”，选取五棱柱，按回车键；再选取球体，按回车键退出命令，结果如图8－77所示。

（19）单击“建模”工具栏中的球体按钮“”，指定原点为球体的中心点，指定半径为130，按回车键退出命令，结果如图8－78所示。

（20）单击实体编辑工具栏中的交集按钮“”，选取五棱柱和球体后，按回车键退出命令，结果如图8－79所示。

（21）单击“图层特性管理器”，将“六边形”层设置为当前层，将“五边形”层关闭，结果如图8－80（b）所示。单击“建模”工具栏中的拉伸按钮“”，选取六边形对象，输入拉伸距离30，按回车键退出命令，结果如图8－81所示。

（22）单击“建模”工具栏中的球体按钮“”，指定原点为球体的中心点，指定原点到六边形任一边的端点的距离为半径后，按回车键退出命令，结果如图8－82所示。

（23）单击实体编辑工具栏中的差集按钮“”，选取六棱柱，按回车键；再选取球体，按回车键退出命令，结果如图8－83所示。

（24）重复步骤（19），结果如图8－84所示。

（25）单击实体编辑工具栏中交集按钮“”，选取六棱柱和球体后，按回车键退出命令，结果如图8－85所示。

（26）执行“菜单浏览器”→“格式”→“图层”，打开“图层特性管理器”，将“六边形”层设置为打开状态，结果如图8－86所示。

（27）单击“修改”→“三维操作”→“三维阵列”，选取五边形和五边形中间的一根直线后回车，输入“P”，选择环形阵列，按回车键，输入阵列中的项目数目为5，指定要填充的角度为360度。指定阵列的中心点为0，0，指定第二点为X点，按回车键退出命令，结果如图8－87所示。

（28）单击“修改”→“三维操作”→“三维阵列”，选取六边形和六边形中间的一根直线后回车，输入“P”选择环形阵列，按回车键，输入阵列中的项目数目为3，指定要填充的角度为360度。指定阵列的中心点为0，0，指定第二点为Y点，按回车键退出命令，结果如图8－88所示。

（29）单击修改工具栏中的删除按钮“”，删除上步阵列的对象1、2，结果如图8－89所示。

（30）单击修改工具栏中的阵列按钮“”，选择环形阵列，选取对象4、5，输入阵列中的项目数目为5，指定要填充的角度为360度，按回车键退出命令，结果如图8－90所示。

（31）单击修改工具栏中的删除按钮“”，删除上步阵列的对象T1、T2，结果如图8－91所示。

（32）单击“修改”→“三维操作”→“三维阵列”，选取五边形旁边的六边形和六边形中间的一根直线后回车，输入“P”，选择环形阵列，按回车键，输入阵列中的项目数目为5，指定要填充的角度为360度。指定阵列的中心点为0，0，指定第二点为Z点，按回车键退出命令，结果如图8－92所示。

（33）单击修改工具栏中的删除按钮“”，删除上步阵列的对象T3，结果如图8－93所示。

（34）单击修改工具栏中的阵列按钮“”，选择环形阵列，选取对象T4，输入阵列中的项目数目为5，指定要填充的角度为360度，按回车键退出命令，结果如图8－94所示。

（35）执行与步骤（31）至步骤（34）相同的步骤，将足球阵列完毕，结果如图8－95所示。

知识点1 球体

1.功能

主要用于创建指定尺寸的三维实体球体。

2.调用命令的方式

·工具栏：“建模”→“球体”

·菜单命令：“绘图”→“建模”→“球体”

·键盘命令：Sphere

3.操作步骤

执行球体命令后，命令行提示如下。

指定中心点或［三点（3P）/两点（2P）/切点、切点、半径（T）］：

4.命令行中各选项的含义

（1）“指定中心点”：此为默认选项，通过指定球体的圆心和半径创建球体。

（2）“三点（3P）”：通过指定三个点来定义球体的圆周。

（3）“两点（2P）”：通过指定两个点来定义球体的圆周。

（4）“切点、切点、半径（T）”：定义具有指定半径，且与两个对象相切的球体。

知识点2 旋转

1.功能

通过绕轴旋转二维封闭的图形对象来创建三维实体或曲面。

2.调用命令的方式

·工具栏：“建模”→“旋转”

·菜单命令：“绘图”→“建模”→“旋转”

·键盘命令：Revolve

3.操作步骤

执行旋转命令后，命令行提示如下。

当前线框密度：ISOLINES＝（当前值）

选择要旋转的对象：（选定要旋转的对象后，按回车键）

指定轴起点或根据以下选项之一定义轴［对象（O）/X/Y/Z］：

4.命令行中各选项的含义

（1）“指定轴起点” 此为默认选项，通过设定旋转轴的起点、终点和旋转角度来创建三维实体，如图8－96（b）所示。

（2）“对象（O）” 设定已经存在的直线段作为旋转轴线，输入旋转角度来创建三维实体。

（3）“X/Y/Z” 将选定对象分别绕X轴、Y轴或Z轴旋转指定角度来创建三维实体，如图8－96（c）所示为绕Y轴旋转180°后所得图形，如图8－96（d）所示为绕X轴旋转180°后所得图形。

知识点3 三维镜像

1.功能

通过指定镜像平面来镜像三维实体。

2.调用命令的方式

·菜单命令：“修改”→“三维操作”→“三维镜像”

·键盘命令：Mirror3D

3.操作步骤

执行命令后，命令行提示如下。

选择对象：（选中要镜像的三维实体对象后回车）

指定镜像平面（三点）的第一个点或［对象（O）/最近的（L）/Z轴（Z）/视图（V）/XY平面（XY）/YZ平面（YZ）/ZX平面（ZX）/三点（3）］：

4.命令行中各选项的含义

（1）“指定镜像平面（三点）的第一个点” 用指定的三点确定镜像平面位置后进行镜像。

（2）“对象（O）” 将指定对象所在平面作为镜像平面进行镜像。

（3）“最近的（L）” 将最后定义的镜像面作为镜像平面进行镜像。

（4）“Z轴（Z）” 通过在平面上指定一点和在平面的法线方向上指定另一点来确定镜像平面进行镜像。

（5）“视图（V）” 将当前视口的视图平面作为镜像平面进行镜像。

（6）“XY平面（XY）” 镜像平面将通过指定点且与当前用户坐标系的XOY平面平行。

（7）“YZ平面（YZ）” 镜像平面将通过指定点且与当前用户坐标系的YOZ平面平行。

（8）“ZX平面（ZX）” 镜像平面将通过指定点且与当前用户坐标系的ZOX平面平行。

（9）“三点（3）” 用指定的三点来确定镜像平面进行镜像。

图8－97所示为将半圆柱体镜像为整个圆柱体的过程，执行三维镜像命令后，命令行提示如下。

选择对象：（选中要镜像的三维实体对象后回车）

指定镜像平面（三点）的第一个点或［对象（O）/最近的（L）/Z轴（Z）/视图（V）/XY平面（XY）/YZ平面（YZ）/ZX平面（ZX）/三点（3）］：（输入ZX后回车）

指定ZX平面上的点：（指定点的坐标）

是否删除源对象？［是（Y）/否（N）］：（输入n后回车）

知识点4 三维旋转

1.功能

将选定的三维实体以指定的基点绕指定的轴旋转指定的角度。

2.调用命令的方式

·菜单命令：“修改”→“三维操作”→“三维旋转”

·键盘命令：3DRotate

3.操作步骤

执行命令后，命令行提示如下。

选择对象：（选中要旋转的三维实体对象后回车，如图8－98所示的长方体）

指定基点：（选中基本点，如图8－98所示长方体底面的角点）

拾取旋转轴：（指定旋转轴，如图8－98所示长方体底面的棱线）

指定角的起点或键入角度：（输入角度，如图8－98中输入90°后回车）

知识点5 三维阵列

1.功能

在三维空间创建对象的矩形阵列和环形阵列。

2.调用命令的方式

·菜单命令：“修改”→“三维操作”→“三维阵列”

·键盘命令：3DArray

3.操作步骤

执行命令后，命令行提示如下。

选择对象：（选中要阵列的三维实体对象后回车）

输入阵列类型［矩形（R）/环形（P）］：

4.命令行中各选项的含义

（1）“矩形阵列（R）” 在三维空间创建对象的矩形阵列，如图8－99所示，操作步骤如下。

选择对象：（选中图8－99所示圆孔后回车）

输入阵列类型［矩形（R）/环形（P）］：r（输入r后回车）

输入行数（┄）〈1〉：2（输入2后回车）

输入列数（｜｜｜）〈1〉：2（输入2后回车）

输入层数（…）〈1〉：1（输入1后回车）

指定行间距（┄）：－180（输入－180后回车）

指定列间距（｜｜｜）：200（输入200后回车）

（2）“环形阵列” 在三维空间创建对象的环形阵列，如图8－100所示，操作步骤如下。

选择对象：（选中图8－100所示圆孔后回车）

输入阵列类型［矩形（R）/环形（P）］：p（输入p后回车）

输入阵列中的项目数目：6（输入6后回车）

指定要填充的角度（＋＝逆时针，－＝顺时针）〈360〉：（回车）

旋转阵列对象？［是（Y）/否（N）］〈Y〉（回车）

指定阵列的中心点：（选择如图8－100所示圆柱体顶面的圆心后回车）

指定旋转轴上的第二点：（选择如图8－100所示圆柱体底面的圆心后回车）