第13章觀察與渲染三維圖形本章概述使用三維觀察和導航工具，可以在圖形中導航、為指定視圖設置相機以及創建動畫以便與其他人共享設計。可以圍繞三維模型進行動態觀察、回旋、漫游和飛行，設置相機，創建預覽動畫以及錄制運動路徑動畫，用戶可以將這些分發給其他人以從視覺上傳達設計意圖。要從視覺上能更形象、真實地觀測三維模型的效果，則還需要對模型應用視覺樣式或進行渲染。本章將介紹觀察與渲染三維圖形的相關知識。13.1使用三維導航工具三維導航工具允許用戶從不同的角度、高度和距離查看圖形中的對象。用戶可以使用以下三維工具在三維視圖中進行動態觀察、回旋、調整視距、縮放和平移。受約束的動態觀察自由動態觀察連續動態觀察13.1.1受約束的動態觀察在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動態觀察”|“受約束的動態觀察”命令(3DORBIT)，可以在當前視口中激活三維動態觀察視圖。13.1.2自由動態觀察在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動態觀察”|“自由動態觀察”命令(3DFORBIT)，可以在當前視口中激活三維自由動態觀察視圖。如果用戶坐標系(UCS)圖標為開，則表示當前UCS的著色三維UCS圖標顯示在三維動態觀察視圖中。13.1.3連續動態觀察在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動態觀察”|“連續動態觀察”命令(3DCORBIT)，可以啟用交互式三維視圖并將對象設置為連續運動。13.2使用相機定義三維圖形在AutoCAD中，通過使用相機功能，用戶可以在模型空間放置一臺或多臺相機來定義3D透視圖。認識相機創建相機修改相機特性調整視距回旋13.2.1認識相機在圖形中，可以通過放置相機來定義三維視圖；可以打開或關閉相機并使用夾點來編輯相機的位置、目標或焦距；可以通過位置XYZ坐標、目標XYZ坐標和視野/焦距(用于確定倍率或縮放比例)定義相機。位置：定義要觀察三維模型的起點。

目標：通過指定視圖中心的坐標來定義要觀察的點。

焦距：定義相機鏡頭的比例特性。焦距越大，視野越窄。

前向和后向剪裁平面：指定剪裁平面的位置。剪裁平面是定義(或剪裁)視圖的邊界。在相機視圖中，將隱藏相機與前向剪裁平面之間的所有對象。同樣隱藏后向剪裁平面與目標之間的所有對象。13.2.2創建相機在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“相機”面板中單擊“創建相機”按鈕

，或在AutoCAD的快捷工具欄中選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“創建相機”命令(CAMERA)，可以設置相機和目標的位置，以創建并保存對象的三維透視圖。13.2.3修改相機特性在圖形中創建了相機后，當選中相機時，將打開“相機預覽”窗口。其中，預覽窗口用于顯示相機視圖的預覽效果；“視覺樣式”下拉列表框用于指定應用于預覽的視覺樣式，如概念、三維隱藏、三維線框及真實等；“編輯相機時顯示該窗口”復選框，用于指定編輯相機時是否顯示“相機預覽”窗口。單擊并拖動夾點，以調整焦距、視野大小，或重新設置相機位置。使用動態輸入工具欄提示輸入X、Y、Z坐標值。使用“特性”面板修改相機特性。13.2.3修改相機特性練習13-1使用相機觀察圖形。13.2.4調整視距在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“相機”|“調整視距”命令(3DDISTANCE)，可以將光標更改為具有“+”和“-”的放大鏡形狀

。單擊并向屏幕頂部垂直拖動光標使相機靠近對象，從而使對象顯示得更大。單擊并向屏幕底部垂直拖動光標使相機遠離對象，從而使對象顯示得更小。13.2.5回旋在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“相機”|“回旋”命令(3DSWIVEL)，可以在拖動方向上模擬平移相機。可以沿XY平面或Z軸回旋視圖。13.3運動路徑動畫使用運動路徑動畫(例如模型的三維動畫穿越漫游)可以向用戶形象地演示模型。可以錄制和回放導航過程，以動態傳達設計意圖。控制相機運動路徑的方法設置運動路徑動畫參數創建運動路徑動畫13.3.1控制相機運動路徑的方法用戶可以通過將相機及其目標鏈接到點或路徑來控制相機運動，從而控制動畫。要使用運動路徑創建動畫，可以將相機及其目標鏈接到某個點或某條路徑上。如果要相機保持原樣，則將其鏈接到某個點；如果要相機沿路徑運動，則將其鏈接到路徑上。

如果要目標保持原樣，則將其鏈接到某個點；如果要目標移動，則將其鏈接到某條路徑上。無法將相機和目標鏈接到一個點。如果要使動畫視圖與相機路徑一致，則使用同一路徑。在“運動路徑動畫”對話框中，將目標路徑設置為“無”可以實現該目的。

13.3.2設置運動路徑動畫參數在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“動畫運動路徑”命令(ANIPATH)，打開“運動路徑動畫”對話框。1.設置相機2.設置目標3.設置動畫4.預覽動畫13.3.3創建運動路徑動畫了解了運動路徑動畫的設置方法后，下面通過一個具體實例來介紹運動路徑動畫的創建方法。練習13-2在機件圖形的Z軸正方向上繪制一個圓，然后創建沿圓運動的動畫效果，其中目標位置為原點，視覺樣式為概念，動畫輸出格式為WMV。13.4漫游和飛行在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“漫游和飛行”|“漫游”命令(3DWALK)，交互式更改三維圖形的視圖，使用戶就像在模型中漫游一樣。在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“漫游和飛行”|“飛行”命令(3DFLY)，可以交互式更改三維圖形的視圖，使用戶就像在模型中飛行一樣。13.5觀察三維圖形在AutoCAD中，不僅可以縮放或平移三維圖形，以觀察圖形的整體或局部，還可以通過旋轉及消隱等方法來觀察三維圖形。消隱圖形改變三維圖形的曲面輪廓素線以線框形式顯示實體輪廓改變實體表面的平滑度13.5.1消隱圖形在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“消隱”命令(HIDE)，可以暫時隱藏位于實體背后而被遮擋的部分。13.5.2改變三維圖形的曲面輪廓素線當三維圖形中包含彎曲面時(如球體和圓柱體等)，曲面在線框模式下用線條的形式來顯示，這些線條稱為網線或輪廓素線。使用系統變量ISOLINES可以設置顯示曲面所用的網線條數，默認值為4，即使用4條網線來表達每一個曲面。該值為0時，表示曲面沒有網線，如果增加網線的條數，則會使圖形看起來更接近三維實物。ISOLINES=10ISOLINES=4013.5.3以線框形式顯示實體輪廓使用系統變量DISPSILH可以以線框形式顯示實體輪廓。此時需要將其值設置為1，并用“消隱”命令隱藏曲面的小平面。13.5.4改變實體表面的平滑度要改變實體表面的平滑度，可通過修改系統變量FACETRES來實現。該變量用于設置曲面的面數，取值范圍為0.01~10。其值越大，曲面越平滑。FACETRES=2FACETRES=1013.6視覺樣式在“功能區”選項板中選擇“常用”選項卡，在“視圖”面板中選擇“視覺樣式”下拉列表框中的視覺樣式，或在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“視覺樣式”面板中選擇“視覺樣式”下拉列表框中的視覺樣式，還可以在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“視覺樣式”子命令，可以對視圖應用視覺樣式。應用視覺樣式管理視覺樣式13.6.1應用視覺樣式視覺樣式是一組設置，用來控制視口中邊和著色的顯示。一旦應用了視覺樣式或更改了其設置，就可以在視口中查看效果。二維線框線框隱藏真實概念著色帶邊緣著色灰度勾畫X射線13.6.2管理視覺樣式在“功能區”選項板中選擇“視圖”選項卡，在“選項板”面板中單擊“視覺樣式管理器”按鈕

，或在“功能區”選項板中選擇“常用”選項卡，在“視圖”面板中選擇“視覺樣式”下拉列表框中的“視覺樣式管理器”，或在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“視覺樣式”面板中選擇“視覺樣式”下拉列表框中的“視覺樣式管理器”，還可以在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“視覺樣式”|“視覺樣式管理器”命令，將打開“視覺樣式管理器”面板。13.7使用光源要插入自定義光源或啟用陽光，可在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“光源”和“陽光和位置”面板中單擊相應的按鈕，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”子命令。插入自定義光源或啟用陽光后，默認光源將會被禁用。點光源聚光燈平行光查看光源列表陽光與天光模擬13.7.1點光源點光源從其所在位置向四周發射光線，它不以某一對象為目標。使用點光源可以達到基本的照明效果。在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“光源”面板中單擊“點”按鈕

，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”|“新建點光源”命令，可以創建點光源。13.7.2聚光燈聚光燈(例如閃光燈、劇場中的跟蹤聚光燈或前燈)分布投射一個聚焦光束，發射定向錐形光，可以控制光源的方向和圓錐體的尺寸。在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“光源”面板中單擊“聚光燈”按鈕

，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”|“新建聚光燈”命令，可以創建聚光燈。13.7.3平行光平行光僅向一個方向發射統一的平行光光線。可以在視口中的任意位置指定FROM點和TO點，以定義光線的方向。在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“光源”面板中單擊“平行光”按鈕

，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”|“新建平行光”命令，可以創建平行光。13.7.4查看光源列表在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“光源”面板中單擊“模型中的光源”按鈕

，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“光源”|“光源列表”命令，將打開“模型中的光源”選項，其中顯示了當前模型中的光源，單擊此光源即可在模型中選中它。13.7.5陽光與天光模擬在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，使用“陽光和位置”面板，可以設置陽光和天光。1.陽光13.7.5陽光與天光模擬2.天光背景選擇天光背景的選項僅在光源單位為光度單位時可用。如果用戶選擇了天光背景并且將光源更改為標準(常規)光源，則天光背景將被禁用。系統變量SKYSTATUS決定渲染時是否顯示天光背景。默認狀態當LIGHTINGUNITS設定為0值時，天光關閉。

當設定LIGHTINGUNITS=1或2時，分別為天光背景或天光背景和照明。13.8材質和貼圖將材質添加到圖形中的對象上，可以展現對象的真實效果。使用貼圖可以增加材質的復雜性和紋理的真實性。在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，使用“材質”面板，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“材質”、“貼圖”子命令，可以創建材質和貼圖，并將其應用于對象上。使用材質將材質應用于對象和面使用貼圖13.8.1使用材質在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“材質”面板中單擊“材質瀏覽器”按鈕

，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“材質瀏覽器”命令，打開“材質瀏覽器”選項板，使用戶可以快速訪問與使用預設材質。13.8.2將材質應用于對象和面用戶可以將材質應用到單個的面和對象，或將其附著到一個圖層上的對象。要將材質應用到對象或面(曲面對象的三角形或四邊形部分)，可以將材質從工具選項板拖動到對象。材質將添加到圖形中，并且也將作為樣例顯示在“材質”窗口中。13.8.3使用貼圖貼圖是增加材質復雜性的一種方式，貼圖使用多種級別的貼圖設置和特性。附著帶紋理的材質后，可以調整對象或面上紋理貼圖的方向。平面貼圖長方體貼圖球面貼圖柱面貼圖13.9渲染對象渲染是基于三維場景來創建二維圖像。它使用已設置的光源、已應用的材質和環境設置(例如背景和霧化)，為場景的幾何圖形著色。在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，使用“渲染”面板，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”子命令，可以設置渲染參數并渲染對象。

渲染預設置控制渲染渲染并保存圖像13.9.1渲染預設置在功能區上的“渲染”面板上，從一個下拉列表中選擇一組預定義的渲染設置，可以更改一些常規渲染設置，并將其設置為當前渲染預設。渲染預設存儲了多組設置，使渲染器可以產生不同質量的圖像。13.9.2控制渲染在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“渲染”面板中單擊“渲染環境和曝光”按鈕，或在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“視圖”|“渲染”|“渲染環境”命令，打開“渲染環境和曝光”對話框，可以使用環境功能來設置基于圖像的照明(IBL)、光源曝光或背景圖像。13.9.3渲染并保存圖像在“功能區”選項板中選擇“可視化”選項卡，在“渲染”面板中單擊“渲染到尺寸”按鈕

，可打開“渲染”窗口快速渲染對象。練習13-3打開如圖所示的圖形，對其進行渲染。第14章設計中心、打印輸出和發布本章概述當完成圖形內容的全部繪制和編輯后，用戶可以通過對現有的圖形進行布局設置、打印輸出或在線發布等操作，以便查看、對比、參照和資源共享。使用AutoCAD輸出圖紙時，用戶不僅可以將繪制好的圖形通過布局或模型空間直接打印，還可以將信息傳遞給其他的應用程序。除此之外，用戶利用Internet網絡平臺還可以發布、傳遞圖形，進行技術交流或信息資源共享等。14.1使用AutoCAD設計中心AutoCAD設計中心(AutoCADDesignCenter，簡稱ADC)為用戶提供了一個直觀、高效的工具，它與Windows資源管理器類似。在快捷工具欄選擇“顯示菜單欄”命令，在彈出的菜單中選擇“工具”|“選項板”|“設計中心”命令，可以打開DESIGNCENTER（設計中心）窗口。設計中心的功能插入設計中心圖形14.1.1設計中心的功能利用設計中心功能，不僅可以瀏覽、查找和管理AutoCAD圖形等不同資源，而只需要拖動鼠標，就能輕松地將一張設計圖紙中的圖層、圖塊、文字樣式、標注樣式、線框、布局及圖形等復制到當前圖形文件中。1.選項卡操作(1)“文件夾”選項卡(2)“打開的圖形”選項卡(3)“歷史記錄”選項卡2.按鈕操作在“設計中心”窗口最上方一行排列有多個按鈕圖標，可以執行刷新、切換、搜索、瀏覽和說明等操作。14.1.1設計中心的功能按

鈕

名

稱

功

能加載

單擊該按鈕，將打開“加載”對話框，用戶可以瀏覽本地、網絡驅動器或Web上的文件，并選擇相應的文件加載到指定的內容區域上一頁

單擊該按鈕，將返回到歷史記錄列表中最近一次的記錄下一頁

單擊該按鈕，將返回到歷史記錄列表中下一次的記錄上一級

單擊該按鈕，將顯示上一級內容搜索

單擊該按鈕，將顯示“搜索”對話框。用戶可以從中指定搜索條件，以便在圖形中查找圖形、塊和非圖形對象收藏夾

單擊該按鈕，在內容區中將顯示“收藏夾”文件夾中的內容主頁

單擊該按鈕，設計中心將返回到默認文件夾。安裝時，默認文件夾被設置為…\Sample\Design

Center，可以使用樹狀圖中的快捷菜單更改默認文件樹狀圖切換

單擊該按鈕，可以顯示和隱藏樹狀視圖預覽

單擊該按鈕，可以顯示和隱藏內容區窗格中選定項目的預覽。如果選定項目沒有保存的預覽圖像，“預覽”區域將為空說明

單擊該按鈕，可以顯示和隱藏內容區窗格中選定項目的文字說明。如果選定項目沒有保存說明，“說明”區域將為空視圖

單擊該按鈕，可以為加載到內容區中的內容提供不同的顯示格式

“設計中心”窗口圖標的功能14.1.2插入設計中心圖形使用AutoCAD設計中心最終的目的是在當前圖形中調入塊特征、引用圖像和外部參照等內容，并且在圖形之間復制塊、圖層、線型、文字樣式、標注樣式以及用戶定義的內容等。根據插入內容類型的不同，對應插入設計中心圖形的方法也不相同。1.插入塊(1)常規插入塊(2)自動換算比例插入塊2.復制對象3.以動態塊形式插入圖形文件4.引入外部參照14.2創建與管理布局每個布局都代表一張單獨的打印輸出圖紙，用戶可以根據設計需求創建多個布局以顯示不同的視圖，并且還可以在布局中創建多個浮動視口。模型空間和布局空間快速查看布局和圖形顯示或隱藏布局和“模型”選項卡創建布局頁面設置14.2.1模型空間和布局空間模型空間和布局空間是AutoCAD的兩個工作空間，并且通過這兩個空間可以設置打印效果，其中通過布局空間的打印方式比較方便快捷。在AutoCAD中，模型空間主要用于繪制圖形的主體模型，而布局空間主要用于打印輸出圖紙時對圖形的排列和編輯。1.模型空間2.布局空間14.2.2快速查看布局和圖形使用QVDRAWING命令可以輕松預覽打開的圖形和對應的模型與布局空間，并可以在兩種空間之間任意切換。在應用程序窗口的底部，以縮略圖形式顯示預覽圖像的兩級結構。第一級顯示打開圖形的圖像，第二級顯示圖形中模型空間和布局的圖像。1.快速查看圖形2.快速查看布局14.2.3顯示或隱藏“布局”和“模型”選項卡在“功能區”選項板中選擇“視圖”選項卡，在“界面”面板中單擊“布局選項卡”按鈕，就可以顯示或隱藏布局和模型選項卡。14.2.4創建布局布局空間在圖形輸出中占有極大的優勢和地位，同時也為用戶提供了多種用于創建布局的方式和管理布局的不同方法。1.新建布局2.使用布局向導14.2.5頁面設置在進行圖紙打印時，必須對打印頁面的打印樣式、打印設備、圖紙大小、圖紙打印方向以及打印比例等參數進行設置。1.頁面設置選項(1)修改頁面設置(2)新建頁面設置2.輸入頁面設置14.3打印輸出創建完成的圖形對象都需要以圖紙的形式打印出來，以便后期的工藝編排、交流以及審核。通常在布局空間設置浮動視口，確定圖形的最終打印位置，然后通過創建打印樣式表進行必要的打印設置，最后執行“打印預覽”命令查看布局無誤，即可執行打印操作。打印設置三維打印輸出圖形14.3.1打印設置在打印輸出圖形時，所打印圖形線條的寬度根據對象類型的不同而不同。對于所打印的線條屬性，不但可以在繪圖時直接通過圖層進行設置，還可以利用打印樣式表對線條的顏色、線型、線寬、抖動以及端點樣式等特征進行設置。打印樣式表可以分為顏色和命名打印樣式表兩種類型。1.顏色打印樣式表2.命名打印樣式表3.創建打印樣式表14.3.2三維打印3D打印功能能讓設計者通過一個Internet連接來直接輸出設計者的3DAutoCAD圖形到支持STL的打印機。借助三維打印機或通過相關服務提供商，可以很容易地將生產有形的3D模型和物理原型連接到需要三維打印服務或個人的3D打印機上，設計者可以立即將設計創意變為現實。14.3.3輸出圖形打印輸出就是將最終設置完成后的圖紙布局通過打印的方式輸出該圖形，或將圖紙信息輸出到其他程序中，使圖紙從計算機中脫離，方便進行零部件加工工藝的輔助加工。14.4發布圖形AutoCAD擁有與Internet進行連接的多種方式，并且能夠在其中運行Web瀏覽器。用戶可以通過Internet訪問或存儲AutoCAD圖形以及相關文件，并且通過該方式生成相應的DWF文件，以便進行瀏覽與打印。創建圖紙集三維DWF發布PDF的輸入與輸出14.4.1創建圖紙集圖紙集是來自一些圖形文件的一系列圖紙的有序集合。用戶可以在任何圖形中將布局作為圖紙編號輸入到圖紙集中，在圖紙一覽表和圖紙之間建立一種連接。在AutoCAD中，圖紙集可以作為一個整體進行管理、傳遞、發布和歸檔。在AutoCAD中，用戶可以通過使用“創建圖紙集”向導來創建圖紙集。在向導中，既可以基于現有圖形從頭開始創建圖紙集，也可以使用樣例圖紙集作為樣板進行創建。1.從樣例圖紙集創建圖紙集2.從現有圖形文件創建圖紙集14.4.2三維DWF發布DWF文件是一種安全的適用于在Internet