【精品】PPT课件 第一讲 三维实体建模技术的概述
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三维建模技术PPT课件
机械CAD
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用户
特征定义
特征参数 非几何信息
特征库
信息匹配
机械CAD
实体造型 几何拓扑信息 商用CAD系统
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STEP文件 生成器
特征建模软件 SolidWorks
三维设计软件中的特征 三维设计软件作为一个通用软件，由于要适应机 械设计的各种不同的应用，而不同应用中的特征 可能是完全不同的，所以这些软件中的特征均以 形状特征为主，融入了一些与设计功能有关的特 征种类。
5 变量化设计
变量化设计采用约束驱动的方式改变有几何约束 和工程约束混合构成的几何模型。变量化设计扩 展了约束的范围，除了包含参数化设计中的结构 约束、尺寸约束，参数约束外，还允许设置工程 约束，例如面积、体积、强度、刚度、运动学、 动力学等限制条件或计算方程，并将这些方程约 束条件与图形中的设计尺寸联系起来。
确定“顺序”一般通过3种方式：
1）随作图过程顺序记录约束，每一次作图操作都对 应着一类约束，所记录的约束顺序反映了完整的 作图过程，参数改变后只需对这个顺序进行再扫 描，根据新参数值，就可以改变整个图形或者局 部图形的大小。
2）按已画好的草图手工指定约束
机械C3A）D 自动识别原有图形隐含的32 约束。
为了明确地表达和构造一个三维形体，在几何 造型系统中,常用两种描述实体的数据结构：
构造实体几何表示法(Constructive Solid Geometry Representation)，简称CSG法；
边界表示法(Boundary Representation)简称B-Rep 法.
机械CAD
12
6.4 特征建模技术
3）定位特征：作为坐标系的参数化控制结果， 生成工作面、工作轴、工作点或者基准坐标系。 这些要素也是参数化的。
三维设计ppt课件
提供丰富的扩展模块和工具，方 便用户进行定制开发。
03 三维设计应用领域
工业设计
要点一
总结词
三维设计在工业设计中应用广泛，能够将产品外观、结构 、功能等元素进行模拟和展示，提高设计效率和设计质量 。
要点二
详细描述
工业设计中，三维设计软件可以帮助设计师在计算机上构 建产品的外观、结构、功能等元素，并进行模拟和展示。 设计师可以通过对产品的全方位观察和测试，对设计方案 进行及时的调整和优化，提高设计效率和设计质量。同时 ，三维设计还可以为产品的制造和生产提供准确的数字模 型，缩短生产周期，降低生产成本。
02 三维设计软件介绍
AutoCAD
专业的2D绘图和3D建模工具， 广泛应用于机械、建筑、电子等
领域。
支持参数化设计，可以通过约束 进行精确建模。
提供丰富的插件和扩展工具，方 便用户进行定制开发。
SolidWorks
易用的3D设计软件，适合机械 设计领域。
支持基于特征的参数化设计， 方便用户进行模型创建和修改 。
1.谢谢聆 听
虚拟现实技术的应用
总结词
沉浸式体验、交互性、实时性
详细描述
虚拟现实技术是一种模拟真实环境的技术，它可以通过 计算机生成一个虚拟的三维世界，让用户身临其境地感 受其中的环境。在三维设计领域，虚拟现实技术可以为 设计师提供更加真实的模型设计和展示方式。通过虚拟 现实技术，设计师可以更加直观地感受设计的外观和效 果，更好地进行模型的设计和调整。同时，虚拟现实技 术还可以提高设计的交互性和实时性，让设计师能够更 加方便地进行模型的操作和控制。
它涉及对立体、空间 、物体的理解和设计
三维设计的特点
直观性
三维设计能够直观地呈 现立体结构和空间关系 ，使得设计者更容易理 解和操作。
三维实体建模技术
第一章 三维实体建模技术学习重点了解三维实体建模设计的特点和一般过程；熟释NX 3.0的各个功能面板，建模方式以及模型分析功能；掌握NX 3.0 关于草图绘制，零件设计，装配设计，工程图设计的基本操作。
1.1 概述三维建模设计不同于二维绘图设计，二维绘图设计在一个平面上即可完成，而三维建模设计是在三维空间中进行，建立的模型具有长度，高度，宽度三个方向的尺寸。
在三维建模设计中，首先建立在工作空间的坐标系（包括原点，坐标轴和基准平面），然后在草绘平面绘制模型的特征截面或扫描轨迹，并根据参照平面放置特征截面的各图形元素，对二维特征截面进行拉伸，旋转，扫描等操作，可生成三维模型的基础特征。
特征是构成三维模型的基础，各中各样的三维模型就是由不同的特征按照一定的设计要求进行组合所形成的集合体。
NX 3.0 软件系统是美国UGS 公司研制的一套由设计到制造的一体化三维软件，是新一代的产品造型系统。
本章所有操作界面，设计流程以及模型均在NX 3.0环境中进行。
1.2 实训1——机械零件实体模型建立1.2.1问题描述零件设计是机械设计的基础，通过对零件进行实体设计，可以使设计过程更加直观，并尽量多地获取零件的体信息。
零件实体建模的基本技术是基于特征的，任何零件的建立都离不开特征的建立，而参数化 绘制是创建各种零件特征的基础，贯穿整个零件建模过程。
熟悉掌握特征截面的参数化草图绘制技术，进而由截面草图生成零件特征的操作技术，是进行三维设计的基本功。
本章以机械设计中常用零件轴，键，半联轴器的设计为例，简要说明在NX 3.0环境中进行零件设计，装配体设计和工程图设计的建模过程。
1.2.2实训目的熟悉NX 3.0 的操作界面，了解个功能面板；了解用NX 3.0进行零件三维实体建模的设计过程，初步实验用NX 3.0进行计算机辅助机械设计的强大功能。
图1-1 轴、键和半联轴器的实体模型1.2.3结果演示在NX 3.0环境下对轴、键及半联轴器零件进行三维实体建模，完成后的结果如图1.2.4实训步骤建立轴的零件模型 一 NX 3.0 的启动在计算机的桌面上双击NX 3.0图标，或通过“开始/程序”菜单运行NX 3.0。
三维基础第一讲-PPT精品文档
1、 3d尽量使用英文版，原因包括：快捷键好用、为就业考 虑。 2、 安装晴窗可中英转换 3 、电脑系统尽量使用XP
四 3dsmax的安装方法 1 再安装3dsmax9， 2 设置路径和选择安装项目，不
第一次运行3d需要注册，弹出下面界面时选第一项。
2、常用的菜单概念 快捷键：ctrl+N 新建文件 ctrl+S 保存文件 ctrl+O 打开一个存在的max文件
合并：将另一个文件中的选择物体并入当前编辑文件
导入：将特定的格式的文件导入到当编辑文件
导出：将当前编辑文件中的某一物体导出成特定格式。
压缩打包：自动整理max中的贴图和模型文件路径，并 进行压缩打包和输出。
三 维 动 画 基 础
概述 3DStudio MAX是软件巨人Autodesk公司旗下Discreet子公司推出的面向个人计算机 的三维动画制作软件。是全球用户量最大的三维软件
3dsmax主要应用于建筑、游戏、电视栏目包装等领域
1
2
Maya在高端领域如游戏、广告、影视方面的应用较多
二、发展历史： 早在1992年，3DSMAX的前身3DS2.0就开始流行，使 用的是DOS系统。当时很少同类的PC三维软件3DS可以说独 领风骚，后来随着Windows平台的普及，三维软件开始向 PC平台发展。而3DS也升级为全新的“3DS MAX”系列软 件。从96年的 3DSMAX 1.0到现在的3dsMAX 2019在各发 展已经比较成熟内部的算法也有很大的改进。 三、软件配置：
预览图片：以图片显示的方式悬挂与操作视图之上，方便建模参考。
（1）参数化对象 3ds max是一个面向对象设计的庞大的程序，它所定义 的大多数对象都可视为参数化对象，参数化对象就是通 过一组参数设置而并非通过对其形状的显示描述来定义 的对象。对于参数化对象，通常都可以通过修改参数来 改变对象的形态。
第十六章 三维实体造型ppt课件
谢谢观看
第二十三页，编辑于星期五：十三点 二十八分。
第十页，编辑于星期五：十三点 二十八分。
四、旋转三维对象命令 rotate3d
绕指定的轴旋转三维对象。
五、实体编辑命令 solidedit
编辑实体对象，对它的面和边进行拉伸、移动、旋转、 偏移、倾斜、复制、上色、分割、抽壳、清除、检查或删 除操作。
第十一页，编辑于星期五：十三点 二十八分。
（1）拉伸实体对象的面
它还可以为后继的CAPP（计算机辅助工艺规划）、 CAM（计算机辅助制造）提供原始数据。
第二页，编辑于星期五：十三点 二十八分。
第二节 三维坐标系统
AutoCAD中的三维坐标系统分为世界坐标系和用户坐标系。
一、定义用户坐标系命令 ucs
定义用户坐标系，改变坐标系原点的位置以及XY平面和Z 轴的方向。
第十四页，编辑于星期五：十三点 二十八分。
（4）删除面
（5）偏移实体对象的面 按指定的距离或通过指定的点均匀地偏移面。
第十五页，编辑于星期五：十三点 二十八分。
（5）偏移实体对象的面：（“实体编 辑”
第十六页，编辑于星期五：十三点 二十八分。
（6）倾斜实体对象的面
按一定角度倾斜面。
定义用户坐标系，改变坐标系原点的位置以及XY平面和Z轴的方向。 第三节 三维观察 通过拉伸（增加厚度）所选对象来创建实体。 从模型四周的不同点查看模型中的任意对象。 第三页，编辑于星期五：十三点 二十八分。 第四节 创建三维实体对象 为观察三维模型 选择一个合适的观察 方向。 八、创建旋转实体命令 revolve 沿指定的高度或距离移动选定的三维实体对象的面。 第十九页，编辑于星期五：十三点 二十八分。 按一定角度倾斜面。 第三节 三维观察 （3）旋转实体对象的面 绕指定的轴旋转一个或多个面或实体的某些部分。 第三页，编辑于星期五：十三点 二十八分。 用差集删除两实体间的公共部分，创建实体。 第十六章 三维实体造型
三维设计基础ppt课件
实例分析
结合具体案例，分析照明技巧的 应用及效果。
环境光与全局照明
环境光
模拟环境中的漫反射光线，使场景中的物体 呈现均匀的亮度。
光线追踪
模拟光线的传播路径，实现全局照明的精确 计算。
全局照明
计算场景中所有物体间的光线反射和折射， 实现更真实的光照效果。
光子映射
通过发射光子并记录其传播路径，实现全局 照明的近似计算。
贴图的使用方法
通过贴图坐标调整贴图在 模型表面的位置和大小， 使用不同的贴图通道实现 多种效果。
材质球设置与调整
材质球的概念
表示模型表面材质属性的球体， 通过调整其参数来改变模型表面
的视觉效果。
材质球的设置
包括颜色、透明度、反射、折射等 属性的设置。
材质球的调整技巧
如使用渐变、噪波等效果增加材质 的复杂性和真实感，通过调整高光 和反射属性实现金属、玻璃等特效。
三维场景中的光源类型
点光源
模拟点状的发光体，光 线向四周均匀发散。
平行光
聚光灯
面积光
模拟远处光源发出的平 行光线，常用于模拟日
光。
模拟具有方向性的光源， 光线在一定范围内汇聚。
模拟较大发光面发出的 光线，光线柔和且均匀。
灯光属性设置与调整
01
02
03
04
灯光颜色
调整灯光的颜色属性，以改变 场景的光照色调。
三维设计基础ppt课件
CATALOGUE
目 录
• 三维设计概述 • 三维建模技术 • 三维材质与贴图 • 三维灯光与照明 • 三维动画制作 • 三维渲染输出
01
CATALOGUE
三维设计概述
三维设计的定义与发展
定义
结合具体案例，分析照明技巧的 应用及效果。
环境光与全局照明
环境光
模拟环境中的漫反射光线，使场景中的物体 呈现均匀的亮度。
光线追踪
模拟光线的传播路径，实现全局照明的精确 计算。
全局照明
计算场景中所有物体间的光线反射和折射， 实现更真实的光照效果。
光子映射
通过发射光子并记录其传播路径，实现全局 照明的近似计算。
贴图的使用方法
通过贴图坐标调整贴图在 模型表面的位置和大小， 使用不同的贴图通道实现 多种效果。
材质球设置与调整
材质球的概念
表示模型表面材质属性的球体， 通过调整其参数来改变模型表面
的视觉效果。
材质球的设置
包括颜色、透明度、反射、折射等 属性的设置。
材质球的调整技巧
如使用渐变、噪波等效果增加材质 的复杂性和真实感，通过调整高光 和反射属性实现金属、玻璃等特效。
三维场景中的光源类型
点光源
模拟点状的发光体，光 线向四周均匀发散。
平行光
聚光灯
面积光
模拟远处光源发出的平 行光线，常用于模拟日
光。
模拟具有方向性的光源， 光线在一定范围内汇聚。
模拟较大发光面发出的 光线，光线柔和且均匀。
灯光属性设置与调整
01
02
03
04
灯光颜色
调整灯光的颜色属性，以改变 场景的光照色调。
三维设计基础ppt课件
CATALOGUE
目 录
• 三维设计概述 • 三维建模技术 • 三维材质与贴图 • 三维灯光与照明 • 三维动画制作 • 三维渲染输出
01
CATALOGUE
三维设计概述
三维设计的定义与发展
定义
第一讲三维实体建模技术的概述
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AutoCAD
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上一页 首 页 有强大的二维作图能力
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Inventor
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SolidWorks
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Solid3000
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电子图板，实体设计、制造工程师、线切割、工艺图表等软件
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PRO/ENGINEER
三维模型显示控制
• 模型旋转：按住鼠标中键并拖动鼠标 • 模型缩放：滚动鼠标中键的滚轮 • 模型平移：同时按住键盘SHIFT和鼠标中 键并拖动鼠标
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PRO/ENGINEER
PROE开发产品的一般过程
• 主要分三个主要的步骤 • 1.建立零件 • 2.零件的装配 • 3.出工程图（零件图和装配图工程图）
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PRO/ENGINEER
PRO/E的特点 １、3D的实体模型 ２、基于特征 ３、参数化设计
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的拭除命令。 • ４、ＰＯＲ／Ｅ中文件的保存并不会覆盖原来的文件，而是采用在原来文件名 的基础上递增１取名。但采用这种方式后，势必造成很多的重复的文件，所以 我们可以采用文件菜单下的删除旧版本来删除以前保存的旧文件，但注意1、 对删除所有版本的慎用２、只能先设置该文件的目录为工作目录才可以
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PRO/ENGINEER
打开文件、关闭文件和保存文件
三维建模 PPT
Ø圆锥/圆台面
参数:底面圆得圆心和半径、顶面圆半径和圆锥 /圆台得高。
Ø球面
参数:球心和半径、球面经度方向和纬度方向得 网格数。
Ø球冠面
参数:球冠得球心和半径、球冠经度方向和纬 度方向得网格数。
Ø圆环面
参数:圆环中心位置、圆环半径、圆环横截面 半径。
(3)拉伸面 将一个二维线框模型沿着某条路径拉伸成一个
(9)3D对齐
通过该命令,用户可以指定源对象与目标对象得 对齐点,从而使源对象得位置与目标对象得位置对 齐。 下拉菜单:修改 | 三维操作 | 对齐 命令行:ALIGN
说明:若要将A对象对齐到B对象,按命令提示要求选择对象 时,只能选A对象,而不能选B对象。其次对齐对象时,需要确 定3对点,每对点都包括一个源点和一个目标点。其中第一 对点定义对象得移动;第二对点定义二维或三维变换和对象 得旋转;第三对点定义对象得不明确得三维变换。
三、三维效果处理
3、1 着色 着色就是一种比较简单得三维效果处理方
法,主要作用就是为三维模型表面添加简单 得颜色和光景效果。
命令方式:SHADEMODE 菜单方式:View | Shade下得子菜单 工具栏方式:Shade工具栏
启动命令后,AutoCAD提供了7种基本得着色形式。
(1)二维线框(2D Wireframe)
(5)创建截面 命令方式:SECTION / SEC 菜单方式: 工具栏方式:
(6)创建干涉实体 命令方式:INTERFERE / INF 菜单方式: 工具栏方式:
在执行干涉命令得过程中,只需要选择两组参与 干涉得实体对象,AutoCAD就能检查这两组视图 间相互干涉得情况,并生成由这两组实体得公共部 分形成得干涉实体。
(2)UCS变换
参数:底面圆得圆心和半径、顶面圆半径和圆锥 /圆台得高。
Ø球面
参数:球心和半径、球面经度方向和纬度方向得 网格数。
Ø球冠面
参数:球冠得球心和半径、球冠经度方向和纬 度方向得网格数。
Ø圆环面
参数:圆环中心位置、圆环半径、圆环横截面 半径。
(3)拉伸面 将一个二维线框模型沿着某条路径拉伸成一个
(9)3D对齐
通过该命令,用户可以指定源对象与目标对象得 对齐点,从而使源对象得位置与目标对象得位置对 齐。 下拉菜单:修改 | 三维操作 | 对齐 命令行:ALIGN
说明:若要将A对象对齐到B对象,按命令提示要求选择对象 时,只能选A对象,而不能选B对象。其次对齐对象时,需要确 定3对点,每对点都包括一个源点和一个目标点。其中第一 对点定义对象得移动;第二对点定义二维或三维变换和对象 得旋转;第三对点定义对象得不明确得三维变换。
三、三维效果处理
3、1 着色 着色就是一种比较简单得三维效果处理方
法,主要作用就是为三维模型表面添加简单 得颜色和光景效果。
命令方式:SHADEMODE 菜单方式:View | Shade下得子菜单 工具栏方式:Shade工具栏
启动命令后,AutoCAD提供了7种基本得着色形式。
(1)二维线框(2D Wireframe)
(5)创建截面 命令方式:SECTION / SEC 菜单方式: 工具栏方式:
(6)创建干涉实体 命令方式:INTERFERE / INF 菜单方式: 工具栏方式:
在执行干涉命令得过程中,只需要选择两组参与 干涉得实体对象,AutoCAD就能检查这两组视图 间相互干涉得情况,并生成由这两组实体得公共部 分形成得干涉实体。
(2)UCS变换
三维建模技术PPT课件
点号 x y z 点号 x y z
1
001
5
000
2
011
6
010
3
111
7
110
4
101
8
100
立方体的边表
线号 线上端点号 线号 线上端点号 线号 线上端点号
[1]
1
2 [5]
5
6
[9]
1
5
[2]
2
3 [6]
6
7 [10] 2
6
[3]
3
4 [7]
7
8 [11] 3
7
[4]
4
1 [8]
8
5 [12] 4
8
线框建模的优缺点
线框建模的优点
• 只有离散的空间线段，处理起来比较容易，构造模型操作简 便
• 所需信息最少，数据结构简单, 硬件的要求不高 • 系统的使用如同人工绘图的自然延伸，对用户的使用水平要
求低，用户容易掌握
线框建模的缺点
• 线框建模构造的实体模型只有 离散的边，没有边与边的关系。 信息表达不完整，会使物体形状 的判断产生多义性 • 复杂物体的线框模型生成需要 输入大量初始数据，数据的统一 性和有效性难以保证，加重输入 负担
第四章
三维建模技术
计算机辅助设计与制造
总体概述
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2
本章 学习目标
• 掌握实体建模和特征建模的基本概念 • 熟悉各种建模方法的原理、特点及表示方法 • 学会根据物体的结构形状分析建模过程 • 学习使用商品化CAD软件几何建模功能
《三维实体建模》课件
《三维实体建模》PPT课 件
探索三维实体建模的世界，在这个课件中，我们将介绍三维实体建模的基本 概念、传统方法和软件工具，以及各种建模技术和应用领域。
三维实体建模简介
介绍三维实体建模的定义、重要性和应用范围，以及本课件的目标和结构。
传统三维建模方法概述
概述传统的三维建模方法，包括构造法、参数法、实体法、折叠法和分形法， 探索它们的原理和适用场景。
3 雕刻透镜
介绍使用雕刻透镜来快速添加复杂纹理和模式的方法。
曲面造型技术
1
NURBS曲面
学习使用NURBS曲面来创建光滑和精确的
多边形建模
2
曲线和曲面。
探索使用多边形网格建模技术来创建复
杂的曲面几何体。
3
次表面散射
了解使用次表面散射材质来模拟真实的 光照效果。
三维分形建模技术
介绍使用分形算法和参数化模型来创建具有自相似性和复杂结构的模型。
三维建模软件介绍
介绍市场上常见的三维建模软件，如AutoCAD、3ds Max、Blender和Zbrush等，以及它们的特点和用途。
三维建模工具的基本操作
1
选择工具
学习如何使用选择工具来选择和编辑三维模型的不旋转工具以在三维空间中移动和旋转模型。
3
缩放和变形工具
了解如何使用缩放和变形工具来调整模型的大小和形状。
几何体建模技术
基本几何体
学习如何使用基本几何体 （如立方体、球体和圆柱体） 来构建三维模型。
布尔运算
探索布尔运算的原理和应用， 以实现复杂几何体的建模。
参数化建模
了解如何使用参数化建模技 术来创建可调整和重复使用 的模型。
自由形体建模技术
手工雕刻
探索三维实体建模的世界，在这个课件中，我们将介绍三维实体建模的基本 概念、传统方法和软件工具，以及各种建模技术和应用领域。
三维实体建模简介
介绍三维实体建模的定义、重要性和应用范围，以及本课件的目标和结构。
传统三维建模方法概述
概述传统的三维建模方法，包括构造法、参数法、实体法、折叠法和分形法， 探索它们的原理和适用场景。
3 雕刻透镜
介绍使用雕刻透镜来快速添加复杂纹理和模式的方法。
曲面造型技术
1
NURBS曲面
学习使用NURBS曲面来创建光滑和精确的
多边形建模
2
曲线和曲面。
探索使用多边形网格建模技术来创建复
杂的曲面几何体。
3
次表面散射
了解使用次表面散射材质来模拟真实的 光照效果。
三维分形建模技术
介绍使用分形算法和参数化模型来创建具有自相似性和复杂结构的模型。
三维建模软件介绍
介绍市场上常见的三维建模软件，如AutoCAD、3ds Max、Blender和Zbrush等，以及它们的特点和用途。
三维建模工具的基本操作
1
选择工具
学习如何使用选择工具来选择和编辑三维模型的不旋转工具以在三维空间中移动和旋转模型。
3
缩放和变形工具
了解如何使用缩放和变形工具来调整模型的大小和形状。
几何体建模技术
基本几何体
学习如何使用基本几何体 （如立方体、球体和圆柱体） 来构建三维模型。
布尔运算
探索布尔运算的原理和应用， 以实现复杂几何体的建模。
参数化建模
了解如何使用参数化建模技 术来创建可调整和重复使用 的模型。
自由形体建模技术
手工雕刻