工业设计课程设计指导书 三维建模
工业设计课程设计指导书 三维建模
三维建模课程设计指导书 第一章课程设计的目的和主要内容 、绪论: 三维建模是工业设计学生进行产品设计必不可少的表现手段,以 Rhino三维 建模软件操作平台,主要用于产品造型设计的建模表现。 二、课程设计的目的和主要内容 本课程设计的目的在于增强学生的设计表达技法和表现能力,提高学生的 维表现应用技能。 (1)掌握实体和曲面的建模命令 (2)掌握实体和曲面的编辑命令。 (3)掌握产品模型的分析方法。 本课题内容主要是让学生应用计算机辅助造型设计学到的建模命令完成产 品产品三维建模的整个过程。 第二章 rhino的数据类型 在 RHINO3D中一共有五种数据类型:包括点、线、面、体及网格。 线、面、体都是属于一种叫NRBS的物体,它通常被看作为一种数学的等式, 意味着这种物体可以非常光滑。这种光滑的面能够制作出模型,渲染体,动画程 序等,正如计算机辅助制造(CAM)系统,有一些设计者运用线段、网格去拟合出 一个光滑的面, RHINO3D也能够创建出一些网格去拟合这种 NURBS的物体,以便 完成模型的制作。 注: NURBS是一种高精度的网格面。(译者注) 点 点是在 RHINO3D种最简单的数据类型,由一个小圆点来代表。 绘制线 无论您从线菜单下绘制的线段、复合线、弧、圆、随意曲线或者其他的物体 均属于 NURBS曲线。您都可以选择、修改、删除这些线,线可以是闭合或不闭合, 可以是二维或三维
三维建模课程设计指导书 第一章 课程设计的目的和主要内容 一、绪论： 三维建模是工业设计学生进行产品设计必不可少的表现手段，以 Rhino 三维 建模软件操作平台，主要用于产品造型设计的建模表现。 二、课程设计的目的和主要内容 本课程设计的目的在于增强学生的设计表达技法和表现能力，提高学生的三 维表现应用技能。 （1）掌握实体和曲面的建模命令。 （2）掌握实体和曲面的编辑命令。 （3）掌握产品模型的分析方法。 本课题内容主要是让学生应用计算机辅助造型设计学到的建模命令完成产 品产品三维建模的整个过程。 第二章 rhino 的数据类型 在 RHINO3D 中一共有五种数据类型：包括点、线、面、体及网格。 线、面、体都是属于一种叫 NURBS 的物体，它通常被看作为一种数学的等式， 意味着这种物体可以非常光滑。这种光滑的面能够制作出模型，渲染体，动画程 序等，正如计算机辅助制造(CAM)系统，有一些设计者运用线段、网格去拟合出 一个光滑的面，RHINO3D 也能够创建出一些网格去拟合这种 NURBS 的物体，以便 完成模型的制作。 注：NURBS 是一种高精度的网格面。（译者注） ——点： 点是在 RHINO3D 种最简单的数据类型，由一个小圆点来代表。 ——线： 绘制线： 无论您从线菜单下绘制的线段、复合线、弧、圆、随意曲线或者其他的物体 均属于 NURBS 曲线。您都可以选择、修改、删除这些线，线可以是闭合或不闭合， 可以是二维或三维
○a2 (二维线)(三维线) 从面上得到的线 所有的 NURBS面都包含线。在建模上经常会用到曲面边缘的线。而这些曲面 边缘的线在系统中是能够提取出来的。例如:系统可以提取出曲面的边缘线 个平面切割一个曲面或实体的剖面线,两个或以上曲面的交线,曲线投影在一个 曲面上的投影线 ection Cut resection Flow Lines Surface Border Contour Lines (从曲面上得到的线) 线的编辑: 在许多情况下,线都可以编辑,您可以把线上的节点或控制点显示出来,并 用鼠标拖动这些点,或者使用手把工具来编辑。 注意:从曲面上得到的线与所在的曲面并没有关系,如果编辑这一类的线, 可能会离开原有的曲面
从面上得到的线： 所有的 NURBS 面都包含线。在建模上经常会用到曲面边缘的线。而这些曲面 边缘的线在系统中是能够提取出来的。例如：系统可以提取出曲面的边缘线，一 个平面切割一个曲面或实体的剖面线，两个或以上曲面的交线，曲线投影在一个 曲面上的投影线。 线的编辑： 在许多情况下，线都可以编辑，您可以把线上的节点或控制点显示出来，并 用鼠标拖动这些点，或者使用手把工具来编辑。 注意：从曲面上得到的线与所在的曲面并没有关系，如果编辑这一类的线， 可能会离开原有的曲面
(线的编辑) 面的创建 NURBS也可以表现为面。在面的菜单下,系统有许多工具把一些形状任意的 曲线构成面。在系统中可以把任何的形状转化为 NURBS 无论是线、面、体等物体的创建,它们都可以表现为 NURBS物体。 Trimmed Surface Freeform Surface 面) 面的修剪 在 RHINO3D中,面是可以修剪的。您可以通过线、面、体来修剪面。(对于 些命令来说,修剪过和没经修剪的面是有不同的含义,所以,用户必须知道面 有没有经过修剪)
——面： 面的创建： NURBS 也可以表现为面。在面的菜单下，系统有许多工具把一些形状任意的 曲线构成面。在系统中可以把任何的形状转化为 NURBS。 无论是线、面、体等物体的创建，它们都可以表现为 NURBS 物体。 面的修剪： 在 RHINO3D 中，面是可以修剪的。您可以通过线、面、体来修剪面。（对于 一些命令来说，修剪过和没经修剪的面是有不同的含义，所以，用户必须知道面 有没有经过修剪）
Trimming Objects Trimmed surfaces Onginal Surface (面的修剪) 面的编辑 所有的面都可以通过移动它的控制点以达到编辑的作用。这个功能是创建 些随意、有机的模型经常用到的。 注意:两个或以上的面一旦经过连接,或形成体,或形成体的一部分,就不 能通过控制点来编辑面。 Polygo Surfacer Edited surface (面的编辑) 面的显示: 在屏幕上,面看上去象一组相交的线。这些您所看到的线是面上的参数线(笔 者译)。这些线可以帮助您看清楚这些曲面的形状。当选中了面,在面上的参数 线都会表现为高亮显示。一些程序叫这种现象为 lsoparams或 I soparms。 体和几何体(笔者译): (几何体并不是真正意义的体,它可能因为欠缺一个或以上的面,而不能组 成一个完整的体,也称为部分体)
面的编辑： 所有的面都可以通过移动它的控制点以达到编辑的作用。这个功能是创建一 些随意、有机的模型经常用到的。 注意：两个或以上的面一旦经过连接，或形成体，或形成体的一部分，就不 能通过控制点来编辑面。 面的显示： 在屏幕上，面看上去象一组相交的线。这些您所看到的线是面上的参数线（笔 者译）。这些线可以帮助您看清楚这些曲面的形状。当选中了面，在面上的参数 线都会表现为高亮显示。一些程序叫这种现象为 isoparams 或 isoparms。 ——体和几何体（笔者译）： （几何体并不是真正意义的体，它可能因为欠缺一个或以上的面，而不能组 成一个完整的体，也称为部分体）
一个有体积的面称之为体。体通常是由以下的一些方法所创建的 ·直接在体的菜单下创建体。 ·将两个或以上的面连接起来 ·经过旋塑、放样、拉伸等命令而得到 通过创建一个闭合的曲面。 体的图元: 您可以在体的菜单下直接创建最基本形状的体。 Cylinder Cone (体的图元) 通过连接生成的体: 如果两个或以上的面能够围起一个有体积的形状,那么把这些面连接起来就 成为一个体。下图是说明由两个平面、一个圆柱面、一个圆锥面连接起来而生成 的体。 Four Surfaces Sodd by Joining (separated for clarity) (通过连接生成的体) 通过连接生成的几何体:
一个有体积的面称之为体。体通常是由以下的一些方法所创建的： ·直接在体的菜单下创建体。 ·将两个或以上的面连接起来。 ·经过旋塑、放样、拉伸等命令而得到。 ·通过创建一个闭合的曲面。 体的图元： 您可以在体的菜单下直接创建最基本形状的体。 通过连接生成的体： 如果两个或以上的面能够围起一个有体积的形状，那么把这些面连接起来就 成为一个体。下图是说明由两个平面、一个圆柱面、一个圆锥面连接起来而生成 的体。 通过连接生成的几何体：
如果两个或以上的面连接起来,但不能围起一个有体积的形状,那么它就是 一个几何体(部分体),下图是说明由三个面并连接起来而组成的几何体。注意 到与上图对比,它是没有最顶上的面。几何体看起来好象面,但它的性质是和体 一样的。有一些面的编辑命令能够对面操作,但不能对体或几何体进行操作 Three Surfaces Partial Sold By Joining 几何体) 从体和几何体上提取面 体和几何体包含着许多的面。有时需要从体或几何体上提取出面,并对它进 行操作,并把它加入一些体中。您可以使用炸开一个体或几何体来得到单个的面 或者从一些已经连接过的面中提取出来。 体的编辑 有一点重要的区别于面和几何体,面是可以显示它的控制点,并能够编辑, 而几何体是不行的。所以对体及几何体的编辑可以把体上的面提取出来,对控制 点操作,编辑好,再使这些面重新组合成体,但可能它们(经过编辑的面)已经 不能形成一个体。 布尔运算 在 RHINO3D中您可以对面和体使用布尔运算:相加、相减、求交。 面和体的区别 要确定一个物体是什么数据类型,可以使用以下的命令 在命令行提示符前键入What 在提示“ Choose object”下选择您需要判断类型的物体,命令行中就会显示所 选物体的性质
如果两个或以上的面连接起来，但不能围起一个有体积的形状，那么它就是 一个几何体（部分体），下图是说明由三个面并连接起来而组成的几何体。注意 到与上图对比，它是没有最顶上的面。几何体看起来好象面，但它的性质是和体 一样的。有一些面的编辑命令能够对面操作，但不能对体或几何体进行操作。 从体和几何体上提取面： 体和几何体包含着许多的面。有时需要从体或几何体上提取出面，并对它进 行操作，并把它加入一些体中。您可以使用炸开一个体或几何体来得到单个的面， 或者从一些已经连接过的面中提取出来。 体的编辑： 有一点重要的区别于面和几何体，面是可以显示它的控制点，并能够编辑， 而几何体是不行的。所以对体及几何体的编辑可以把体上的面提取出来，对控制 点操作，编辑好，再使这些面重新组合成体，但可能它们（经过编辑的面）已经 不能形成一个体。 布尔运算： 在 RHINO3D 中您可以对面和体使用布尔运算：相加、相减、求交。 面和体的区别： 要确定一个物体是什么数据类型，可以使用以下的命令： .在命令行提示符前键入 What .在提示“Choose object”下选择您需要判断类型的物体，命令行中就会显示所 选物体的性质
网格 RHINO3D中能够将所有的有形状的几何物体看作为 NURBS物体。有许多模型 是运用多边型的网格来代表几何体。如:3 Studio、 Lightwave、From、 Autocad 中的DNF格式都支持多边型网格 由于有这么多的产品都支持这种类型,所以 RHINO3D也可以把这些 NURBS 的物体转换为网格以支持3DS、LWO、DWG、DXF、STL等文件格式。 RHINO3D在网格中支持所有的三角面及四角面 (RHIM03D中的NRB物体) 从MRBS物体转换而成的多边型网格) 第三章 Rhino的坐标 无论您是在绘制线,做一个点,创建一个体,系统会提示您输入一些点。在 命令行提示“输入一个点( Choose a point)”的时候,此时光标会变成: 您有两种方法去输入这些点
网格： RHINO3D 中能够将所有的有形状的几何物体看作为 NURBS 物体。有许多模型 是运用多边型的网格来代表几何体。如：3Dstudio、Lightwave、FromZ、Autocad 中的 DXF 格式都支持多边型网格。 由于有这么多的产品都支持这种类型，所以 RHINO3D 也可以把这些 NURBS 的物体转换为网格以支持 3DS、LWO、DWG、DXF、STL 等文件格式。 RHINO3D 在网格中支持所有的三角面及四角面。 第三章 Rhino 的坐标 无论您是在绘制线，做一个点，创建一个体，系统会提示您输入一些点。在 命令行提示“输入一个点（Choose a point）”的时候，此时光标会变成： 您有两种方法去输入这些点：
直接在视窗中用鼠标输入 在命令行键入点的坐标 坐标系 一一世界坐标系(WCS): 在 RHINO3D中,世界坐标系是绝对的、不变的坐标系。它由原点、X轴、Y 轴、Z轴组成。在所有的视窗中会显示WCS的图标: 作图平面 (在透视视窗上的作图平面) 为了显示WCS,系统设定在每个视窗中都有一个作图平面( CPlane),作图 平面可以确定方向,也可以表现WCS,但与WCS是无关的。 作图平面是根据每个视窗的观察角度而定义的。默认的作图平面是与视窗的 观察角度一致的,当然,您是可以定义自己的用户坐标系(UCS) 您在任何视窗上作图,所作的点都会在作图平面上,除非,您使用了捕捉或 打开了正交模式等 用户坐标系(UCS)
.直接在视窗中用鼠标输入 .在命令行键入点的坐标。 ——坐标系： ——世界坐标系（WCS）： 在 RHINO3D 中，世界坐标系是绝对的、不变的坐标系。它由原点、X 轴、Y 轴、Z 轴组成。在所有的视窗中会显示 WCS 的图标： ——作图平面 为了显示 WCS，系统设定在每个视窗中都有一个作图平面（CPlane）,作图 平面可以确定方向，也可以表现 WCS，但与 WCS 是无关的。 作图平面是根据每个视窗的观察角度而定义的。默认的作图平面是与视窗的 观察角度一致的，当然，您是可以定义自己的用户坐标系（UCS）。 您在任何视窗上作图，所作的点都会在作图平面上，除非，您使用了捕捉或 打开了正交模式等。 ——用户坐标系（UCS）
用户在作图的过程中,也许要输入的点不在WCS上,此时,您需要建立用户 坐标系。下图是一个UCS的例子: 在WCS上是很难绘制一个基于斜面的圆,但如果您定义了UCS,把UCS作为 当前的作图平面,绘制这个圆就会变得非常简单。如果想了解这一部分的详细信 息,请参考系统中关于作图平面( CPlane)的帮助。 下图是一个例子:把作图平面确定在一个斜的面上,原心在这个面的左下角。 Perspective 注意:您可以观察到WS的图标和当前的作图平面是不同的 注意:您可以观察到WCS的图标和当前的作图平面是不同的 一输入精确的坐标 当系统提示您要求输入一个点的时候,您可以输入精确的坐标数值基于当前 的作图平面上注意:在俯视图与前视图中输入点的坐标所得到的结果是不同的
用户在作图的过程中，也许要输入的点不在 WCS 上，此时，您需要建立用户 坐标系。下图是一个 UCS 的例子： 在 WCS 上是很难绘制一个基于斜面的圆，但如果您定义了 UCS，把 UCS 作为 当前的作图平面，绘制这个圆就会变得非常简单。如果想了解这一部分的详细信 息，请参考系统中关于作图平面（CPlane）的帮助。 下图是一个例子：把作图平面确定在一个斜的面上，原心在这个面的左下角。 注意：您可以观察到 WCS 的图标和当前的作图平面是不同的。 ——输入精确的坐标 当系统提示您要求输入一个点的时候，您可以输入精确的坐标数值基于当前 的作图平面上。注意：在俯视图与前视图中输入点的坐标所得到的结果是不同的