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摘 要：进入到计算机数字化信息时代,传统的手绘制图被计算机三维制图所取代.目前计算机三维制图技术已经被应用到诸如工程的设计、动画的设计以及电脑图形的设计等领域当中.文章针对计算机三维制图设计进行探讨.
关 键 词：计算机；三维制图；设计
随着计算机应用技术的普及,各种绘图软件被研制开发出来,推动着制图技术快速发展.回顾制图的历史,传统的绘图方式是手工操作,进入到二十一世纪,计算机制图开始在各行各业得到普遍的应用,但是,起初是计算机的二维绘图技术.近些年来,计算机二维制图技术逐渐被取代,三维绘图技术配合手工绘图技术成为了制图首选方式.
1计算机三维制图设计的意义
我国的一些企业中,在机械设计上,会应用一些更为先进的软件,诸如Solidworks、Pro/E、UG等来进行机械设计.使用计算机三维绘图技术,是将三维设计绘图软件与有关机械设备相互连接,当根据必要的参数进行三维建模之后,机械加工设备就能够按照设计要求将产品直接生产出来,在工序流程上简化了很多,而且从设计图纸到生产出来的产品都会达到最优的质量.可见计算机制图使机械设计趋向于更为完美,并推动企业不断地实现产品创新.但是,从计算机制图设计本身而言,其是作为一种辅助的技术手段加以利用的.对于企业的产品,通过CAD技术,可以对于产品的建模进行构思,根据产品的要求不断地调整和完善,省去了实用手绘制图而造成的重复劳动.所以,实用计算机三维技术进行制图,不仅是设计图纸,而且也是设计人员的一种思维表达.
2计算机三维绘图设计中需要掌握的要点
在工程绘图中,计算机绘图经历了二维绘图和三维绘图两个阶段.现在对于三维制图设计已经达成了共识,主要是采用三维几何坐标进行建模,而二维绘图则是三维建模的基础,三维绘图技术是在二维绘图的基础之上扩展开来的.以AutoCAD软件绘图为例.
2.1坐标系统
被世界上所认同的AutoCAD默认坐标系为WCS,AutoCAD的另一个坐标系统为UCS坐标系.在计算机操作上,AutoCAD三维绘图所建立的是笛卡尔直角坐标系,使用右手的大拇指操作Z轴,其他的四个手指操作X轴和Y轴,使两者之间呈现出90°直角.WCS坐标系使用“W”来表示,坐标的原点（0,0）则是“+”符号.
在计算机三维制图中,世界坐标系WCS是使用的坐标系,它在使用中表现出固定不变的特性,不需要对坐标系有所改变,但是却可以通过旋转的方式来观察,或者是将观察的角度改变,达到需要的效果.从计算机屏幕上观察,在屏幕的左下角位置就可以找到坐标的原点,X轴是水平正方向,向右；Y轴是垂直正方向,向上；Z轴则以屏幕为二维平面,指向观察者.
UCS用户坐标系统是建立在世界坐标系WCS的基础之上的.与世界坐标系WCS有所不同,其是一种相对的坐标系.用户在使用其进行绘图的时候,可以根据自己的需要来调整坐标系中X轴、Y轴和Z轴的方向.值得一提的是,在UCS用户坐标系统中,Z轴的方向是可以自动确定的,只要X轴、Y轴的方向在坐标原点的基础上被确定下来,Z轴的方向就能够自动生成.将世界坐标系WCS与UCS用户坐标系统相比较,在进行三维绘图设计的时候,使用用户坐标系统UCS会将原本复杂的工作变得简单了很多.
从三维制图设计的效果上来看,使用世界坐标系WCS设计建筑阳台,需要对于阳台的每一个角度都要计算,特别是对于阳台有特殊设计要求的倾斜角度,都要逐一计算,而且数据必须精确.使用用户坐标系统UCS取而代之,则要简便很多,因为针对阳台进行设计的时候,每一个角度的画面都相当于是一幅二维的平面图.操作起来会非常的简单,而且设计效果更好.另外,由于世界坐标系WCS具有坐标系固定不变的特性,所以对于一些三维图形的设计会存在着一定的局限性.比如,在二维平面坐标系中可以设计出一个圆,但是如果使用三维坐标系画出三个同心圆,则很难于实现.因为从世界坐标系WCS的坐标系设计上来看,要使用三个不同的坐标系才能够完成.
2.2视点
在三维空间中,用户所观察的角度是非常重要的,其可以使三维设计呈现出不同的视觉效果,因此,在进行计算机三维制图设计的时候,选择一个恰当的视点非常必要.在三维坐标中,观察的视点就是可以指向原点的矢量,由于视点的选择并不会影响到图形设计,因此可以根据X轴、Y轴和Z轴的坐标来进行确定.
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在视点的选择上,计算机二维制图设计与三维制图设计的差别在于,二维绘图一般会使用正视图,视角的位置是默认的,处于平面的正上方,以俯视图为主.三维制图设计主要体现为三维立体效果,所以所使用的是斜视图.那么在视角的选择上,会更为灵活一些,以能够有效地观察设计图形的三维效果为标准.在计算机三维制图设计中,对于视角或者是视点的设置可以通过VPOINT命令来完成,根据设计者对于三维制图设计效果的需求,也可以使用3DORBIT或DVIEW命令来设置视点,对于三维制图设计效果进行动态地观察.值得一提的是,用户在使用计算机进行三维制图设计的时候,一定不可以选择将2D的高度进行拉伸的方式,使其平面试图成为3D对象来进行观察.必要的时候,可以将视点根据需要进行改变,重新选择一个合适的几何特征点.
2.3布局设计
打开CAD软件之后,要进行布局设计,可以点击“布局”标签,此时会呈现出矩形框图.按照顺序点击视图、视口和新建视口,就会看见有一个标准视口弹出来.如果要使用三维设计制图,就需要在“设置”对话框中进行选择,点击“三维线框”就可以了.当回到“布局”页面之后,光标就会变成“十”字型.此时,就可以进行绘图操作了.
本文出处 http://www.sxsky.net/zhengzhi/050357194.html
CAD三维作图效果
3计算机三维绘图设计的应用
使用计算机进行三维绘图设计,在工程设计领域广泛使用并实现了创新.比如SolidWorks,是一款功能更为强大的三维CAD系统,实现了高效快捷的三维设计.当设计师使用这种软件进行设计,就会创造出产品等级&
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4结束语
综上所述,计算机制图已经逐渐取代了手绘制图的方式,不但提高了工作效率,而且推动了有关技术软件的研制和开发.较为常见的是工程制图,并已经延伸到各个相关设计领域当中,其覆盖面之广,已经使三维绘图设计成为了设计领域中不可缺少的设计工具.
参考文献
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[2]李文绩.浅谈计算机在图形图像设计中的应用[J].黑龙江科技信息,2013（7）.
[3]刘荣国.浅谈三维动画精品课建设构想[J].神州教育,2011（12）.
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