AutoCAD 三维建模终极教程：从入门到精通
第一部分：基础准备与概念入门
在开始绘制之前，必须理解三维世界的基本规则和 AutoCAD 的核心设置。
1 三维坐标系
三维世界由 X、Y、Z 三个轴构成,理解它们是三维建模的基础。
- X 轴：通常代表水平方向（宽度）。
- Y 轴：通常代表垂直方向（长度）。
- Z 轴：代表垂直于屏幕的方向（高度）。
- 世界坐标系：这是 AutoCAD 的固定坐标系，原点在
(0,0,0)。 - 用户坐标系：这是最强大的工具！你可以根据需要创建临时的坐标系，将绘图平面旋转到任何倾斜的面上，命令是
UCS。
2 工作空间与视图
- 工作空间：切换到 “三维建模” 工作空间，它会自动调出与三维相关的所有面板和工具,让你操作更高效。
- 视图：从不同角度查看模型至关重要。
- 标准视图：在“视图”选项卡中，有六个标准正交视图：俯视、仰视、左视、右视、前视、后视。
- 等轴测视图：最常用的三维视图，能同时看到三个轴，如 西南等轴测、东南等轴测 等。
- 动态观察：按住
Shift键 + 鼠标中键（或使用3DORBIT命令），可以自由旋转、缩放和平移视图,这是查看模型的必备技能。
3 绘图高度与厚度
这是 AutoCAD 三维建模最基础的概念之一。
- 高度：对象绘制的 Z 轴位置，默认为 0。
- 厚度：一个二维对象（如矩形、圆）沿 Z 轴方向拉伸的厚度。
- 操作：绘制一个矩形 -> 输入
PROPERTIES(或按Ctrl+1) -> 在特性面板中找到“厚度”属性，将其修改为 100 -> 按Enter切换到西南等轴测视图，你就能看到“长方体”了。
- 操作：绘制一个矩形 -> 输入
第二部分：三维建模核心方法
AutoCAD 提供了多种创建三维模型的方法，主要分为三类：线框模型、曲面模型、实体模型，我们主要学习最实用的实体模型。
1 基本实体
这是最简单直接的方式,直接创建标准几何体。
- 命令：在“常用”选项卡的“建模”面板中可以找到。
- 常用基本体：
BOX：创建长方体。CYLINDER：创建圆柱体。CONE：创建圆锥体。SPHERE：创建球体。PYRAMID：创建棱锥。WEDGE：创建楔体。TORUS：创建圆环体。
练习：尝试用 BOX 命令创建一个长 100、宽 80、高 60 的长方体。
2 二维对象拉伸
这是最常用、最灵活的建模方法之一,将一个闭合的二维轮廓拉伸成三维实体。
- 命令：
EXTRUDE - 操作流程：
- 在二维线框视图中，绘制一个闭合的二维轮廓（如多段线、圆、椭圆）。
- 切换到三维建模视图。
- 执行
EXTRUDE命令,选择你绘制的轮廓。 - 指定拉伸高度或路径。
- 路径拉伸：可以沿一条直线、曲线或二维多段线进行拉伸,非常强大！
练习：绘制一个五角星 -> 执行 REGION (面域) 命令将其转换为面域 -> 执行 EXTRUDE，拉伸高度为 50。
3 旋转
将一个二维轮廓绕一个轴旋转,创建回转体。
- 命令：
REVOLVE - 操作流程：
- 绘制一个闭合的二维轮廓和一条旋转轴（可以是直线）。
- 执行
REVOLVE命令,选择轮廓。 - 指定旋转轴（选择你画的直线）。
- 指定旋转角度（默认 360 度）。
练习：绘制一个梯形和一条中心线 -> 将梯形创建为面域 -> 使用 REVOLVE 绕中心线旋转 360 度,得到一个圆台。
4 扫掠
将一个二维轮廓沿一条二维或三维路径扫掠,创建复杂形状。
- 命令：
SWEEP - 操作流程：
- 绘制一个二维轮廓（扫掠对象）。
- 绘制一条路径（直线、圆、螺旋线等）。
- 执行
SWEEP命令，先选择轮廓,再选择路径。
练习：绘制一个圆形 -> 绘制一条螺旋线 -> 使用 SWEEP 让圆形沿着螺旋线扫掠,创建一个弹簧。
5 放样
在多个横截面之间创建平滑的三维实体。
- 命令：
LOFT - 操作流程：
- 绘制多个不同形状或大小的二维横截面。
- 按照从下到上的顺序依次选择这些横截面。
- 执行
LOFT命令,系统会尝试在它们之间生成平滑实体。
练习：在三个不同高度绘制三个不同大小的圆 -> 使用 LOFT 命令依次选择它们,创建一个类似花瓶的形状。
第三部分：三维编辑与修改
创建完基础模型后,需要对其进行编辑和组合。
1 布尔运算
这是组合多个实体的核心方法。
- 并集：
UNION,将两个或多个实体合并成一个。 - 差集：
SUBTRACT，从一个实体中减去另一个实体（用于挖洞）。 - 交集：
INTERSECT,只保留多个实体重叠的部分。
练习：创建两个相交的长方体 -> 使用 SUBTRACT，先选大的，再选小的，得到一个“凹”字形实体。
2 三维操作
- 三维移动：
3DMOVE,可以在三维空间中自由移动对象。 - 三维旋转：
3DROTATE，使用三维旋转夹点,绕任意轴旋转对象。 - 三维阵列：
3DARRAY,创建矩形或环形的三维阵列。 - 三维镜像：
MIRROR3D,绕一个平面进行镜像。 - 对齐：
ALIGN，非常强大的工具，可以一次性移动和旋转对象,使其与另一个对象对齐。
3 实体编辑
- 圆角：
FILLET,可以对实体的边进行圆角处理。 - 倒角：
CHAMFER,可以对实体的边进行倒角处理。 - 剖切：
SLICE，用一个平面将实体切开,并可以删除一半。 - 干涉检查：
INTERFERE，检查两个或多个实体是否有重叠部分,而不会真正修改它们。
第四部分：视觉样式与渲染
让模型看起来更真实、更专业。
1 视觉样式
控制模型的显示方式，位于“视图”选项卡。
- 二维线框：只显示边线。
- 三维线框：显示边线和坐标系图标。
- 三维隐藏：消除了被遮挡的线,看起来更清晰。
- 真实感：着色显示,有简单的光影效果。
- 概念：使用平滑着色和材质，效果介于真实和手绘之间,非常常用。
- 带边框着色：在着色的基础上显示边线。
2 光源
- 默认光源：简单,但效果单一。
- 阳光与位置：模拟真实的太阳光，可以设置地理位置、日期和时间。
- 点光源、聚光灯、平行光：在模型中添加自定义光源,创造更丰富的光影效果。
3 材质
- 命令：
MATERIALS(或通过“渲染”选项卡)。 - 操作：打开材质浏览器，从库中选择材质（如木材、金属、玻璃），然后将其应用到模型的不同面上或整个实体上，可以调整材质的属性，如颜色、反光、透明度等。
4 渲染
- 命令：
RENDER。 - 操作：设置好光源和材质后，执行
RENDER命令，AutoCAD 会开始计算并生成一张逼真的图像，你可以渲染到视口（快速预览）或渲染到文件（保存为高质量图片）。
第五部分：综合实例练习
目标：绘制一个简单的桌子
-
创建桌面：
- 使用
BOX命令创建一个长 120、宽 80、高 5 的长方体作为桌面。
- 使用
-
创建桌腿：
- 使用
BOX命令创建一个长 5、宽 5、高 70 的长方体作为一条桌腿。 - 使用
3DMOVE命令,将桌腿移动到桌面的一个角下。 - 使用
3DARRAY命令，选择“矩形阵列”，设置 2 行、2 列，间距分别为 115 和 75,快速创建出四条桌腿。
- 使用
-
组合：
- 使用
UNION命令,将桌面和四条桌腿合并成一个整体。
- 使用
-
添加细节：
- 使用
FILLET命令，给桌腿和桌面接触的边添加半径为 2 的圆角。
- 使用
-
赋予材质和渲染：
- 切换到“三维建模”工作空间。
- 使用“视觉样式”中的“概念”样式查看效果。
- 打开材质浏览器，给桌面赋予“木材”材质，给桌腿赋予“金属”材质。
- 添加一个“阳光与位置”光源。
- 执行
RENDER命令,生成最终效果图。
第六部分：学习资源与进阶
- 官方资源：
- Autodesk Knowledge Network：官方知识库,有最权威的命令说明和教程。
- AutoCAD 学习路径：官方提供的免费在线课程。
- 视频教程：
- Bilibili / YouTube：搜索“AutoCAD 三维教程”，有大量中文和英文的免费视频课程,跟着操作是学习最快的方式。
- 练习与挑战：
- 尝试绘制更复杂的物体，如螺母、螺栓、椅子、房子等。
- 学习使用
UCS命令，在倾斜的面上绘制图形,这是高级建模的关键。 - 探索
SURFTAB1和SURFTAB2系统变量，它们控制曲面网格的密度,对曲面建模很重要。
AutoCAD 三维建模的核心在于 “先构思二维轮廓，再通过拉伸、旋转等方式生成三维，最后用布尔运算进行组合修改”，多加练习，从简单模型开始，逐步挑战复杂项目，你很快就能掌握这门强大的技能,祝你学习愉快！
