一种基于特征点捕捉的AUTOCAD三维快速建模方法
黄 鸣
【摘 要】摘要：针对使用AUTOCAD软件创建三维模型的实际需求，介绍了一种使用该软件进行快速建模的方法——“搭积木法”。该方法基于特征点捕捉，克服了非专业用户由于不熟悉软件三维坐标而造成的建模困难，降低了建模的难度系数，达到事半功倍的效果。 【期刊名称】邢台学院学报 【年(卷),期】2019(034)002 【总页数】4
【关键词】AUTOCAD；特征点；“搭积木”；三维建模；
[基金项目]2017年福建省中青年教师教育科研项目.项目编号：JAT170920;2017年福建省本科高校重大教育教学改革项目.项目编号：FBJG20170071
AUTOCAD软件中可以建立的三维模型包括：三维线框模型、三维网络模型和三维实体模型。其中三维实体模型包含了特征模型点、线、面、体的全部特征，综合了线框和网络模型的所有特征，同时三维实体模型还可以通过对模型材料的设定，对模型的质量和体积进行物性计算，因此得到广泛使用[1-4]。 但是该软件建模不同于其他三维软件可以在虚拟的参照平面下进行设计，而是要灵活的应用三维坐标建立用户坐标系，使非专业用户和初学者难于理解。针对此问题，本文提出了一种基于特征点捕捉的快速建模方法——搭积木法。该方法利用画法几何三视图的原理，首先将立体的三维模型分解到前视、左视和俯视三个平面内，分别绘制成三维实体图元；其次通过等轴侧视图上特征点的
捕捉进行“搭积木”；再次通过布尔运算进行差并集的处理；最后在已经建立好的实体上利用UCS坐标进行标注。
1 建模方法
以下就通过两个实例来介绍此方法。
实例1：建立如图1所示的三维图形，步骤如下：
（1） 调用以下7个工具栏：UCS、标注、动态观察、建模、视觉样式、视口、视图。为了方便绘图及标注（如图2a所示），将打开的工具栏调整到合适的位置（如图2b所示）。
（2） 通过“视口”对话框，将绘图窗口分为“四个—相等”的视图（如图3a所示），再将四个视图依此定义为前视图、左视图、俯视图和等轴侧图（如图3b所示）。为了方便观察图形绘制是否正确，建议将前视、左视和俯视图保留“线框视觉样式”，将等轴侧视图通过“视觉样式”工具栏调整为“真实视觉样式”。
（3） 将要绘制的三维图形在三个视图上进行拆分，在俯视图上绘制特征（如图4a所示）；在左视图上绘制特征（如图4b所示），并对绘制好的图形进行“面域—拉伸”（如图4c所示）。需要特别指出的是，如果要绘制的图形为三维实体模型，此步骤中所绘制的二维图形在拉伸前必须保证图形封闭且没有重复的图素，且要对图形进行合并为多段线或面域操作，面域后等轴侧图会显示黑色，即“面”状（如图4d所示），否则拉伸后特征不是实体。建议每拉伸完一个特征在等轴侧图上观察该特征是否正确，如错误及时修改。
（4）在等轴侧图上将已经建立好的实体图元通过特征点的捕捉，像小时候“搭积木”一样进行移动操作，堆积成图形要的形状（如图5所示）。在此步骤操作
过程中，有时需要建立一些辅助线（如图中底板上部的红色线条）配合CAD自身的捕捉功能，帮助我们准确的将图形移动到指定位置。
（5）通过布尔运算，将积木进行挖孔或者合并，得到最终的效果（如图6所示）。有些简单的特征如底板的挖孔，在绘制图元的过程中可以直接进行布尔运算。
（6） 最后通过UCS坐标的调整，对三维模型进行标注尺寸。将UCS坐标只用于标注，此时模型已经建立完成，坐标位置不用凭空相像，降低了建模时的难度系数。
实例2：使用此方法不仅可以快速建立上述简单零件，也可以轻松快速的建立出复杂的扫描零件三维图形（如图7所示），步骤如下： （1）重复前面所述前两个步骤，为三维建模做好准备工作。
（2） 在主视图上画出图形，合并为多段线（如图8a所示），在俯视图捕捉8a图的上端点画两个同心圆（如图8b所示），此时三视图和等轴侧图效果（如图8c所示），将俯视图绘制的同心圆沿着主视图的路径扫描（如图8d所示）。 图8b 俯视图绘制图形
（3）用同样的方式绘制零件另一半造型，绘制后效果图（如图9所示）。 （4）在主视图上和俯视图上分别绘制法兰盘后效果（如图10a和图10b所示）。
（5） 将各个特征零件绘制好以后（如图11a所示），通过捕捉端点的方式将各个特征用“搭积木”方法堆积成图形要的形状（如图11b所示）。
（6） 此时各个特征仍然是独立的状态，要通过布尔运算，将积木进行挖孔或者合并，得到最终的效果（如图12所示）。
一种基于特征点捕捉的AUTOCAD三维快速建模方法
