书名：AutoCAD 2020中文版三维造型设计从入门到精通
ISBN：978-7-115-55615-8
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著 刘亚朋 王爱兵 耿立明
责任编辑 颜景燕
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本书重点介绍了AutoCAD 2020中文版在三维造型设计中的应用方法和技巧。全书分为6篇，共23章，分别介绍了AutoCAD 2020绘图设置、三维绘图基础、绘制三维表面、三维实体绘制、三维实体编辑、三维曲面造型绘制、生活用品造型设计实例、电子产品造型设计实例、机械零件造型设计实例、基本建筑单元设计实例、三维建筑模型设计实例、手压阀三维设计综合实例、减速器三维设计综合实例、变速器试验箱体三维设计综合实例、建筑小区规划三维设计综合实例。知识点的介绍由浅入深，从易到难。本书图文并茂，语言简洁，思路清晰。大部分章节的知识点都配有实例讲解，使读者对知识点有更进一步的了解，对全章的知识点能够综合运用。
除利用纸质图书讲解之外，本书还附赠了多媒体电子资料，包含全书讲解和练习实例的源文件，及全程实例讲解视频，帮助读者轻松愉悦地学习。
随着CAD技术日新月异、突飞猛进地发展，CAD已经成为设计工作中的重要组成部分之一，特别是AutoCAD已经成为世界上流行的CAD软件之一。AutoCAD一直致力于把工业技术与计算机技术融为一体，形成开放式的大型CAD平台，特别是在机械、建筑、电子等领域更是抢先一步，发展势头异常迅猛。为了满足不同用户、不同行业技术发展的要求，AutoCAD还把网络技术与CAD技术有机地融为一体。
一般认为，AutoCAD的三维设计功能相比其二维设计功能以及其他三维设计软件的三维造型功能要逊色，但这其实是广大用户没有深入研究AutoCAD的三维设计功能产生的误解。通过本书，编者将向广大读者展示一个具有强大的三维造型设计功能的AutoCAD软件。
在AutoCAD 2020版本面市后，编者组织了几所高校的老师编写了本书。在本书中，处处包含着教育者的经验与体会，贯彻着他们的教学思想，希望能够为广大读者的学习起到抛砖引玉的作用，为广大读者的学习提供一条有效的捷径。
图书市场上的AutoCAD指导书很多，读者要挑选一本自己中意的书反而很困难，真是“乱花渐欲迷人眼”。那么，本书为什么能够让读者在“众里寻他千百度”之际，于“灯火阑珊”处“蓦然回首”呢？那是因为本书有以下五大特色。
本书作者具有多年的设计经验以及教学的心得体会。本书是作者历时多年精心编著，力求全面细致地展现出AutoCAD在三维设计应用领域的各种功能和使用方法。
本书中有很多实例本身就是工程设计项目案例，经过作者精心提炼和改编，不仅保证了读者能够学好知识点，更重要的是能帮助读者掌握实际的操作技能。
本书从全面提升读者的AutoCAD三维设计能力的角度出发，结合大量的实例来讲解如何利用AutoCAD进行三维工程设计，真正让读者懂得计算机辅助设计并能够独立地完成各种三维工程设计。
本书包括了AutoCAD常用的全部三维功能，内容涵盖了AutoCAD 2020绘图设置、三维绘图基础、绘制三维表面、三维实体绘制、三维实体编辑、三维曲面造型绘制等知识。本书不仅有透彻的讲解，还有丰富的实例，通过这些实例的演练，能够帮助读者找到一条学习AutoCAD的有效途径。
本书结合大量的工业设计实例详细讲解了AutoCAD三维设计的知识要点，让读者在学习实例的过程中轻轻松松地掌握AutoCAD操作技巧，同时提升工程设计实践能力。
本书以AutoCAD 2020版本为演示平台，全面介绍AutoCAD三维设计的应用知识，帮助读者从新手晋级为高手。全书分为6篇，共23章，分别介绍了AutoCAD基础知识、专业设计实例、手压阀三维设计、减速器三维设计、变速器试验箱体三维设计、建筑小区规划三维设计等。
本书为读者提供了丰富的配套电子资源，以便读者朋友快速学会并精通这门技术。
编者针对本书实例专门制作了配套教学视频，读者可以先看视频，像看电影一样轻松愉悦地学习本书内容，然后对照课本加以实践和练习，能大大提高学习效率。
本书附带讲解实例和练习实例的源文件。
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本书由河北劳动关系职业学院的刘亚朋、河北交通职业技术学院的王爱兵和沈阳城市建设学院的耿立明三位老师编写，其中刘亚朋执笔编写了第1~9章，王爱兵执笔编写了第12~19章，耿立明老师编写了第10~11章和第20~23章。
由于时间仓促，加之编者水平有限，疏漏之处在所难免，希望广大读者发邮件到714491436@qq.com提出宝贵的批评意见。读者也可以加入三维书屋图书学习交流群QQ：930610779与作者共同探讨。
编者
2021年7月
本篇导读
本篇主要介绍AutoCAD 2020 的绘图设置，三维实体、三维网格、三维曲面的绘制和编辑。
内容要点
AutoCAD 2020 绘图设置
三维绘图基础
绘制三维表面
三维实体绘制
三维实体编辑
三维曲面造型绘制
本章导读
本章学习AutoCAD 2020绘图的基础知识，了解如何设置图形的单位与边界、配置绘图系统，熟悉建立新的图形文件、打开已有文件的方法等。
AutoCAD 2020中文版绘图区的最上端是标题栏。标题栏显示了系统当前正在运行的应用程序（AutoCAD 2020）和正在使用的图形文件名称。第一次启动时，AutoCAD 2020绘图区的标题栏将显示AutoCAD 2020在启动时创建并打开的图形文件名称Drawing1.dwg，如图1-1所示。
图1-1 AutoCAD 2020中文版的操作界面
安装AutoCAD 2020后，默认的界面如图1-1所示。在绘图区中单击鼠标右键，打开快捷菜单，如图1-2所示。选择“选项”命令，打开“选项”对话框，选择“显示”选项卡，将“窗口元素”选项组中的“颜色主题”设置为“明”，如图1-3所示。单击“确定”按钮，退出对话框，其操作界面如图1-4所示。
图1-2 快捷菜单
图1-3 “选项”对话框
快速访问工具栏包括“新建”“打开”“保存”“另存为”“打印”“放弃”“重做”等几个最常用的工具。也可以单击该工具栏右侧的下拉按钮，设置需要的常用工具。
交互信息工具栏包括“搜索”“Autodesk A360”“Autodesk App Store” “保持连接”“帮助”等几个常用的数据交互访问工具。
图1-4 AutoCAD 2020中文版的操作界面
在AutoCAD快速访问工具栏处调出菜单栏，如图1-5所示，调出后的菜单栏如图1-6所示。同其他Windows程序一样，AutoCAD 2020的菜单也是下拉形式的，并在菜单中包含子菜单。AutoCAD 2020的菜单栏中包含“文件”“编辑”“视图”“插入”“格式”“工具”“绘图”“标注”“修改”“参数”“窗口”“帮助”12个菜单，几乎包含了AutoCAD 2020的所有绘图命令。后面的章节将围绕这些菜单展开讲解。
图1-5 调出菜单栏
图1-6 菜单栏显示界面
在默认情况下，功能区包括“默认”“插入”“注释”“参数化”“视图”“管理”“输出”“附加模块”“协作”“精选应用”选项卡，如图1-7所示（所有的选项卡显示面板如图1-8所示）。每个选项卡集成了相关的操作工具，方便用户使用。用户可以单击功能区选项后面的
按钮，控制功能区的展开与收缩。
图1-7 默认情况下出现的选项卡
图1-8 所有的选项卡
打开或关闭功能区的操作方式如下。
命令行：RIBBON（或RIBBONCLOSE）
菜单：工具→选项板→功能区
绘图区是指在标题栏下方的大片空白区域，绘图区是AutoCAD 2020中绘制图形的区域，设计的主要工作都是在绘图区中完成的。
在绘图区中，还有一个作用类似鼠标指针的十字线，其交点反映了鼠标指针在当前坐标系中的位置。在AutoCAD 2020中，将该十字线称为十字光标，AutoCAD通过十字光标显示当前点的位置。十字光标的方向与当前坐标系的X轴、Y轴方向平行，十字光标的长度被系统预设为屏幕大小的5%，如图1-1所示。
工具栏是一组工具的集合。选择菜单栏中的“工具”→“工具栏”→“AutoCAD”命令，即可调出所需要的工具栏。把鼠标指针移动到某个按钮上，稍停片刻，在该按钮一侧会显示相应的工具提示，同时在状态栏中，会显示对应的说明和命令名。此时，单击按钮也可以启动相应命令。
（1）设置工具栏。AutoCAD 2020提供了几十种工具栏，选择菜单栏中的“工具”→“工具栏”→“AutoCAD”命令，调出所需要的工具栏，如图1-9所示。单击某一个未在界面显示的工具栏名，系统会自动在界面中打开该工具栏；反之则关闭工具栏。
图1-9 调出工具栏
（2）工具栏的“固定”“浮动”与“打开”。工具栏可以在绘图区“浮动”显示，如图1-10所示，单击右上角的
按钮，可关闭该工具栏。可以拖动“浮动”工具栏到绘图区边界，使它变为“固定”工具栏，此时该工具栏标题被隐藏。也可以把“固定”工具栏拖出，使它成为“浮动”工具栏。
图1-10 “浮动”工具栏
有些工具按钮的右下角带有一个小三角，按住鼠标左键不放会打开相应的工具列表，将鼠标指针移动到列表中某一按钮上并松开鼠标，该按钮就变为当前显示的按钮。单击当前显示的按钮，即可执行相应的命令，如图1-11所示。
图1-11 打开工具栏
命令行窗口是输入命令名和显示命令提示的区域，默认的命令行窗口在绘图区下方，有若干文本行，如图1-1所示。对命令行窗口有以下几点需要说明。
（1）移动拆分条，可以扩大与缩小命令行窗口。
（2）可以拖动命令行窗口到屏幕上的其他位置。默认情况下该窗口在绘图区下方。
（3）对当前命令行窗口中输入的内容，按“F2”键用文本编辑的方法进行编辑，如图1-12所示。AutoCAD文本窗口和命令行窗口相似，可以显示当前AutoCAD进程中命令的输入和执行过程。在执行AutoCAD某些命令时，命令行窗口会自动切换到AutoCAD文本窗口，列出有关信息。
图1-12 AutoCAD文本窗口
（4）AutoCAD通过命令行窗口反馈各种信息，包括出错信息。因此，要时刻关注在命令行窗口中出现的信息。
AutoCAD 2020系统默认设定一个“模型”空间布局标签和“布局1”“布局2”图纸空间布局标签。可以通过单击选择需要的布局。在这里有两个概念需要解释一下。
（1）布局。系统为绘图设置的一种环境，包括图纸大小、尺寸单位、角度设定、数值精确度等，在系统预设的3个标签中，这些环境变量都按默认设置。读者可以根据实际需要改变这些变量的值。例如，默认的尺寸单位是毫米，如果绘制的图形单位是英寸，就可以改变尺寸单位环境变量的设置，也可以根据需要设置符合要求的新标签，具体方法在后面章节介绍。
（2）模型。AutoCAD的空间包括模型空间和图纸空间。模型空间是通常绘图的环境，而在图纸空间中，可以创建叫作“浮动视口”的区域，以不同视图显示所绘图形。可以在图纸空间中调整浮动视口并决定所包含视图的缩放比例。如果选择图纸空间，则可打印多个视图，可以打印任意布局的视图。在后面的章节中，将专门详细地讲解模型空间与图纸空间的有关知识。
状态栏在屏幕的底部，依次有“坐标”“模型空间”“栅格”“捕捉模式”“推断约束”“动态输入”“正交模式”“极轴追踪”“等轴测草图”“对象捕捉追踪”“二维对象捕捉”“线宽”“透明度”“选择循环”“三维对象捕捉”“动态UCS”“选择过滤”“小控件”“注释可见性”“自动缩放”“注释比例”“切换工作空间”“注释监视器”“单位”“快捷特性”“锁定用户界面”“隔离对象”“图形性能”“全屏显示”“自定义”这30个功能按钮。单击对应开关按钮，可以实现这些功能的开关。通过部分按钮也可以控制图形的形状或绘图区的状态。
默认情况下，状态栏上不会显示所有工具，可以通过其最右侧的按钮，从“自定义”菜单中选择要显示的工具。状态栏上显示的工具可能会发生变化，具体取决于当前的工作空间以及当前显示的是“模型”选项卡还是“布局”选项卡。下面对状态栏上的按钮做简单介绍，如图1-13所示。
图1-13 状态栏
（1）坐标。显示工作区十字光标放置点的坐标。
（2）模型空间。在模型空间与布局空间之间进行转换。
（3）栅格。栅格是覆盖整个UCS的XY平面的直线或点组成的矩形图案。使用栅格类似于在图形下放置一张坐标纸，利用栅格可以对齐对象并直观显示对象之间的距离。
（4）捕捉模式。对象捕捉对于在对象上指定精确位置非常重要。不论何时提示输入点，都可以指定对象捕捉。默认情况下，当十字光标移到对象的对象捕捉位置时，将显示标记和工具提示。
（5）推断约束。自动在正在创建或编辑的对象与对象捕捉的关联对象或点之间应用约束。
（6）动态输入。在十字光标附近显示一个提示框（称之为“工具提示”），工具提示中显示对应的命令提示和十字光标的当前坐标值。
（7）正交模式。将十字光标限制在水平或垂直方向上移动，便于精确地创建和修改对象。当创建或移动对象时，可以使用正交模式将十字光标限制在相对于UCS的水平或垂直方向上。
（8）极轴追踪。使用极轴追踪，十字光标将按指定角度进行移动。创建或修改对象时，可以使用“极轴追踪”来显示由指定的极轴角度所定义的临时对齐路径。
（9）等轴测草图。通过设定“等轴测捕捉/栅格”，可以很容易地沿3个等轴测平面中的一个来对齐对象。尽管等轴测图形看似是三维的，但它实际上是由二维图形表示的。因此，它不能提取三维距离和面积、从不同视点显示对象或自动消除隐藏线。
（10）对象捕捉追踪。使用对象捕捉追踪，可以沿着基于对象捕捉点的对齐路径进行追踪。已获取的点将显示一个小加号（+），一次最多可以获取7个追踪点。获取点之后，在绘图路径上移动十字光标，将显示相对于获取点的水平、垂直或极轴对齐路径。例如，可以基于对象端点、中点或者对象的交点，沿着某个路径选择一点。
（11）二维对象捕捉。使用执行对象捕捉设置（也称为对象捕捉），可以在对象的精确位置指定捕捉点。选择多个选项后，将应用选定的捕捉模式，返回距离靶框中心最近的点。按Tab键可在这些选项之间循环。
（12）线宽。分别显示对象所在图层中设置的不同宽度，而不是统一线宽。
（13）透明度。使用该命令，可调整绘图对象显示的明暗程度。
（14）选择循环。当一个对象与其他对象彼此接近或重叠时，准确地选择某一个对象是很困难的，使用选择循环命令并单击，弹出“选择集”列表框，其中列出了单击点周围的图形，可在列表中选择所需的对象。
（15）三维对象捕捉。三维中的对象捕捉与在二维中工作的方式类似，不同之处在于在三维中可以投影对象捕捉。
（16）动态UCS。在创建对象时使UCS的XY平面自动与实体模型上的平面临时对齐。
（17）选择过滤。根据对象特性或对象类型对“选择集”列表框进行过滤。当按下按钮后，只选择满足指定条件的对象，其他对象将被排除在“选择集”列表框之外。
（18）小控件。帮助用户沿三维轴或平面移动、旋转或缩放一组对象。
（19）注释可见性。当按钮亮显时表示显示所有比例的注释性对象；当按钮变暗时表示仅显示当前比例的注释性对象。
（20）自动缩放。注释比例更改时，自动将比例添加到注释对象。
（21）注释比例。单击注释比例右下角的小三角符号，弹出注释比例列表，如图1-14所示，可以根据需要选择适当的注释比例。
图1-14 注释比例列表
（22）切换工作空间。进行工作空间转换。
（23）注释监视器。打开仅用于所有事件或模型文档事件的注释监视器。
（24）单位。指定线性和角度单位的格式和小数位数。
（25）快捷特性。控制“快捷特性”面板的使用与禁用。
（26）锁定用户界面。按下该按钮，锁定工具栏、面板和可固定窗口的位置和大小。
（27）隔离对象。当选择隔离对象时，在当前视图中显示选择的对象，其他所有对象都暂时隐藏；当选择隐藏对象时，在当前视图中暂时隐藏选择的对象，其他所有对象都可见。
（28）图形性能。设定图形卡的驱动程序以及设置硬件加速的选项。
（29）全屏显示。该选项可以清除Windows窗口中的功能区和选项板等界面元素，使AutoCAD的绘图区全屏显示。
（30）自定义。状态栏可以提供重要信息，而无须中断工作流。使用MODEMACR系统变量可将应用程序所能识别的大多数数据显示在状态栏中。使用该系统变量的计算、判断和编辑功能可以完全按照用户的要求构造状态栏。
在AutoCAD中可以利用相关命令对图形单位、图形边界，以及工作空间进行具体设置。
命令行：DDUNITS（或UNITS）
菜单：格式→单位
执行上述命令后，系统打开“图形单位”对话框，如图1-15所示。该对话框用于定义单位和角度格式。
图1-15 “图形单位”对话框
（1）“长度”与“角度”选项组。指定测量的长度与角度的当前类型及当前单位的精度。
（2）“插入时的缩放单位”选项组。控制使用工具选项板（例如DesignCenter或i-drop）拖入当前图形的块的测量单位。如果块或图形创建时使用的单位与该选项指定的单位不同，则在插入这些块或图形时，将对其按比例缩放。插入比例是源块或图形使用的单位与目标图形使用的单位之比。如果插入块时不按指定单位缩放，请选择“无单位”。
（3）“输出样例”选项组。显示用当前单位和角度设置的例子。
（4）“光源”选项组。控制当前图形中光源强度的测量单位。
（5）“方向”按钮。单击该按钮，系统显示“方向控制”对话框，如图1-16所示。可以在该对话框中进行方向控制设置。
图1-16 “方向控制”对话框
命令行：LIMITS
菜单：格式→图形界限
命令：LIMITS↙
重新设置模型空间界限：
指定左下角点或 [开（ON）/关（OFF）] <0.0000, 0.0000>:↙（输入图形边界左下角的坐标后按Enter键）
指定右上角点 <12.0000,9.0000>:↙（输入图形边界右上角的坐标后按Enter键）（1）开（ON）。使绘图边界有效。系统在绘图边界以外拾取的点或实体视为无效。
（2）关（OFF）。使绘图边界无效。可以在绘图边界以外拾取点或实体。
（3）动态输入角点坐标。可以直接在屏幕上输入角点坐标，输入了横坐标值后，按下“，”键，接着输入纵坐标值。也可以用十字光标直接单击以确定角点位置，如图1-17所示。
图1-17 动态输入角点坐标
命令行：WSCURRENT
菜单：工具→工作空间
命令: WSCURRENT↙（在命令行输入命令，与菜单执行功能相同，命令提示如下）
输入 WSCURRENT 的新值 <"草图与注释">:（输入需要的工作空间）可以根据需要选择初始工作空间。单击界面右下角的“切换工作空间”按钮，打开“工作空间”下拉列表，从中选择所需的工作空间，系统将转换到相应的界面，如图1-18所示。
图1-18 “切换工作空间”按钮
三维建模工作空间包括新面板，可方便地访问新的三维功能。
三维建模工作空间中的绘图区域可以显示渐变背景色、地平面、工作平面（UCS的XY平面）或新的矩形栅格。这将增强三维效果和三维模型的构造呈现，如图1-19所示。
图1-19 三维建模工作空间
由于每台计算机所使用的显示器、输入设备和输出设备的类型不同，不同用户喜好的风格及计算机的目录设置也不同，所以每台计算机上的AutoCAD都是独特的。一般来讲，使用AutoCAD 2020的默认配置就可以绘图，但为了便于使用定点设备或打印机，提高绘图的效率，推荐在开始作图前对AutoCAD进行必要的配置。
命令行：preferences（或options）
菜单：工具→选项
快捷菜单：选项（单击鼠标右键，系统打开快捷菜单，其中包括一些最常用的命令，如图1-20所示）
图1-20 快捷菜单中的“选项”命令
执行上述命令后，系统自动打开“选项”对话框，如图1-21所示。可以在该对话框中选择有关选项，对系统进行配置。下面就主要的几个选项卡做一下说明，其他配置选项在用到时再说明。
图1-21 “选项”对话框
在“选项”对话框中的第2个选项卡为“显示”，该选项卡控制AutoCAD窗口的外观，如图1-21所示。该选项卡设定屏幕菜单、滚动条显示与否、固定命令行窗口中文字行数、AutoCAD的版面布局、各实体的显示分辨率，以及AutoCAD运行时的其他各项性能参数等。前面已经讲解了屏幕菜单设定、屏幕颜色、十字光标大小等知识，其余有关选项的设置，读者可单击“帮助”按钮来学习。
在设置实体显示分辨率时，请记住，显示质量越高，即分辨率越高，计算机计算的时间越长，因此不要将其设置得太高。将显示质量设定在一个合理的程度上是很重要的。
在“选项”对话框中的第5个选项卡为“系统”，如图1-22所示。该选项卡用来设置AutoCAD系统的有关特性。
图1-22 “系统”选项卡
（1）“当前定点设备”选项组。该选项组用于安装及配置定点设备，如数字化仪和鼠标。具体如何配置和安装，请参照定点设备的手册。
（2）“常规选项”选项组。用于确定是否选择系统配置的有关基本选项。“常规选项”选项组为一些基本设置，如隐藏消息设置（“隐藏消息设置”对话框）、显示“OLE文字大小”对话框、用户输入内容出错时进行声音提示、图形加载、允许长符号名等，一般无须修改。
（3）“布局重生成选项”选项组。用于确定切换布局时是否重生成或缓存模型和布局。
（4）“数据库连接选项”选项组。用于确定数据库连接的方式。
① 在图形文件中保存链接索引。选择此选项可以提高“链接选择”操作的速度；不选择此选项可以减小图形大小，并且提高打开具有数据库信息的图形的速度。
② 以只读模式打开表格。该选项指定是否在图形文件中以只读模式打开数据库表。
在“选项”对话框中的第7个选项卡为“绘图”，如图1-23所示。该选项卡用来设置对象草图的有关参数。
图1-23 “绘图”选项卡
（1）“自动捕捉设置”选项组。设置对象自动捕捉的有关特性，可以从以下4个选项中选择一个或几个：标记、磁吸、显示自动捕捉工具提示、显示自动捕捉靶框。可以单击“颜色”按钮，弹出“图形窗口颜色”对话框，如图1-24所示，选择自动捕捉标记的颜色。
（2）“自动捕捉标记大小”选项组。设定自动捕捉标记的尺寸。
图1-24 “图形窗口颜色”对话框
（3）“对象捕捉选项”选项组。指定对象捕捉的选项。
① 忽略图案填充对象。指定在打开对象捕捉时，对象捕捉忽略填充图案。
② “忽略尺寸界线”。指定是否可以捕捉到尺寸界限。
③ 对动态UCS忽略Z轴负向的对象捕捉。指定使用动态UCS期间对象捕捉忽略具有负Z值的几何体。
④ 使用当前标高替换Z值。指定对象捕捉忽略对象捕捉位置的Z值，并使用当前UCS设置的标高的Z值。
（4）“AutoTrack设置”选项组。控制与Auto Track™行为相关的设置，此设置在启用极轴追踪或对象捕捉追踪时可用。
① 显示极轴追踪矢量。当极轴追踪打开时，将沿指定角度显示一个矢量。使用极轴追踪，可以沿角度绘制直线。极轴角是90°的约数，如45°、30°和15°。
在三维视图中，也显示平行于UCS的Z轴的极轴追踪矢量，并且工具提示基于Z轴的方向显示角度的+Z或-Z可以通过将 TRACKPATH设置为2来禁用“显示极轴追踪矢量”。
② 显示全屏追踪矢量。控制追踪矢量的显示。追踪矢量是用于辅助按特定角度或与其他对象特定关系绘制对象的构造线。如果选择此选项，对齐矢量将显示为无限长的线。
可以通过将 TRACKPATH 设置为1来禁用“显示全屏追踪矢量”。
③ 显示自动追踪工具提示。控制自动追踪工具提示和正交工具提示的显示。工具提示是显示追踪坐标的标签。
（5）“对齐点获取”选项组。设定对齐点获得的方式，可以选择自动对齐方式，也可以选择按Shift键获取的方式。
（6）“靶框大小”选项组。可以通过移动尺寸滑块设定靶框大小。
在“选项”对话框中的第9个选项卡为“选择集”，如图1-25所示，该选项卡设置对象选择的有关特性。
图1-25 “选择集”选项卡
（1）“拾取框大小”选项组。设定拾取框的大小。可以拖动滑块改变拾取框大小，拾取框大小显示在左边的显示窗口中。
（2）“预览”选项组。当拾取框指针经过对象时，亮显对象。PREVIEWEE FECT系统变量可控制亮显对象的外观。
（3）“选择集模式”选项组。设置对象选择模式，可从以下选项中选择一个或几个：先选择后执行、用Shift键添加到选择集、隐含选择窗口中的对象、对象编组、关联图案填充。
（4）“夹点尺寸”选项组。设定夹点的大小。可以拖动滑块改变夹点大小，夹点大小显示在左边的显示窗口中。所谓“夹点”，就是利用钳夹功能编辑对象时显示的可钳夹编辑的点。
（5）“夹点”选项组。设定夹点功能的有关特性，可以选择是否启用夹点和在块中选择夹点。单击“夹点颜色”按钮，在“未选中夹点颜色”“选中夹点颜色”“悬停夹点颜色”和“夹点轮廓颜色”下拉列表框中可以选择相应的颜色。
命令行：NEW或QNEW
菜单：文件→新建 或 主菜单→新建
工具栏：标准→新建
执行上述命令后，系统打开图1-26所示的“选择样板”对话框，在文件类型下拉列表框中有3种格式的图形样板，后缀名分别是.dwt、.dwg和.dws。
图1-26 “选择样板”对话框
一般情况下，.dwt文件是标准的样板文件，通常将一些规定的标准性的样板文件设成.dwt文件；.dwg文件是普通的样板文件；而.dws文件是包含标准图层、标注样式、线型和文字样式的样板文件。
命令行：OPEN
菜单：文件→打开 或 主菜单→打开
工具栏：标准→打开
执行上述命令后，打开“选择文件”对话框，如图1-27所示，在“文件类型”列表框中可选.dwg文件、.dwt文件、.dxf文件和.dws文件。.dxf文件是用文本形式存储的图形文件，能够被其他程序读取，许多第三方应用软件都支持.dxf 格式。
图1-27 “选择文件”对话框
命令行：QSAVE或SAVE
菜单：文件→保存 或 主菜单→保存
工具栏：标准→保存
执行上述命令后，若文件已命名，则文件会自动保存；若文件未命名（即为默认名drawing1.dwg），则系统打开“图形另存为”对话框，如图1-28所示，此时可以命名保存。在“保存于”下拉列表框中可以指定保存文件的路径，在“文件类型”下拉列表框中可以指定保存文件的类型。
图1-28 “图形另存为”对话框
为了防止因意外操作或计算机系统故障导致正在绘制的图形文件的丢失，可以对当前图形文件设置自动保存，步骤如下。
（1）利用系统变量SAVEFILEPATH设置所有“自动保存”文件的位置，如C：\HU\。
（2）利用系统变量SAVEFILE存储“自动保存”文件的文件名。该系统变量储存的文件名文件是只读文件，可以从中查询自动保存的文件名。
（3）利用系统变量SAVETIME指定在使用“自动保存”时多长时间保存一次图形。
命令行：SAVEAS
菜单：文件→另存为 或 主菜单→另存为
工具栏：标准→另存为
执行上述命令后，打开“图形另存为”对话框，如图1-28所示，AutoCAD将文件另外保存，并把当前图形更名。
命令行：QUIT或EXIT
菜单：文件→退出 或 主菜单→关闭
按钮：单击AutoCAD操作界面右上角的“关闭”按钮
命令：QUIT↙（或EXIT↙）执行上述命令后，若对图形所做的修改尚未保存，则会出现图1-29所示的系统警告对话框。单击“是”按钮，系统将保存文件，然后退出；单击“否”按钮，系统将不保存文件。若对图形所做的修改已经保存，则会直接退出。
图1-29 系统警告对话框
命令行：DRAWINGRECOVERY
菜单：文件→图形实用工具→图形修复管理器
命令：DRAWINGRECOVERY↙执行上述命令后，系统打开“图形修复管理器”，如图1-30所示，打开“备份文件”列表中的文件，可以重新保存文件，从而进行修复。
图1-30 图形修复管理器
AutoCAD交互绘图必须输入必要的指令和参数。有多种AutoCAD命令输入方式，下面以画直线为例。
（1）在命令行窗口输入命令名。命令字符可不区分大小写。例如，命令：LINE↙。执行命令时，在命令行提示中经常会出现命令选项。如输入绘制直线命令“LINE”后，命令行中的提示与操作如下：
命令: LINE↙
指定第一个点:（在屏幕上指定一点或输入一个点的坐标）
指定下一点或 [放弃（U）]:选项中不带括号的提示为默认选项，因此可以直接输入直线段的起点坐标或在屏幕上指定一点。如果要选择其他选项，则应该首先输入该选项的标识字符，如“放弃”选项的标识字符“U”，然后按系统提示输入数据即可。在命令选项的后面有时候还带有尖括号，尖括号内的数值为默认数值。
（2）在命令行窗口输入命令缩写字。如L（Line）、C（Circle）、A（Arc）、Z（Zoom）、R（Redraw）、M（More）、CO（Copy）、PL（Pline）、E（Erase）等。
（3）选择“绘图”菜单中的“直线”选项。选择该选项后，在命令行窗口中可以看到对应的命令说明及命令名。
（4）单击工具栏中的对应按钮。单击该按钮后，在命令行窗口中也可以看到对应的命令说明及命令名。
（5）鼠标右键单击命令行窗口，打开快捷菜单。如果在前面刚使用过要输入的命令，可以鼠标右键单击命令行窗口，打开快捷菜单，在“最近使用的命令”子菜单中选择需要的命令，如图1-31所示。“最近使用的命令”子菜单中储存最近使用的6个命令，如果经常重复使用某个命令，这种方法就比较简捷。
图1-31 命令行右键快捷菜单
键盘上的空格键或者回车键：如果要重复使用上次使用的命令，可以直接按F键盘的空格键或回车键，这时可重复执行上次使用的命令，这种方法适用于重复执行某个命令。
有的命令有两种执行方式——通过对话框或在命令行窗口中输入命令。如指定使用命令行窗口方式，可以在命令名前加半字线来表示，如“-LAYER”表示用命令行方式执行“图层”命令。而如果在命令行窗口中输入“LAYER”，系统则会自动打开“图层”对话框。
另外，有些命令同时有在命令行窗口中输入命令、菜单和工具栏3种执行方式。这时如果选择菜单或工具栏方式，命令行会显示该命令，并在前面加下划线，如通过菜单或工具栏方式执行“直线”命令时，命令行会显示“_line”，命令的执行过程和结果与在命令行窗口中输入命令相同。
（1）命令的放弃。在命令行窗口中按Enter键可重复调用上一个命令，不管上一个命令是完成了还是被取消了。
（2）命令的撤销。在命令执行的任何时刻都可以取消和终止命令的执行。
命令行：UNDO
菜单：编辑→放弃
工具栏：标准→放弃
快捷键：Esc
（3）命令的重做。已被撤销的命令还可以重做。恢复撤销最后一个命令的执行方式如下。
命令行：REDO
菜单：编辑→重做
工具栏：标准→重做
单击“放弃”或“重做”按钮右侧的箭头，然后就可以一次执行多重放弃或重做操作，如图1-32所示。
图1-32 多重放弃
AutoCAD采用两种坐标系：世界坐标系（WCS）与用户坐标系（UCS）。刚进入AutoCAD时的坐标系统就是WCS，是固定的坐标系统。WCS也是坐标系统中的基准，绘制图形时多数情况下都是在这个坐标系下进行的。
命令行：UCS
菜单：工具→新建UCS
工具栏：单击“UCS”工具栏中的相应按钮
AutoCAD有两种视图显示方式：模型空间和图样空间。模型空间是指单一视图显示法，通常使用的都是这种显示方式；图样空间是指在绘图区域创建图形的多视图，可以对其中每一个视图进行单独操作。在默认情况下，当前UCS与WCS重合。图1-33（a）为模型空间下的UCS坐标系图标，通常放在绘图区左下角处；如当前UCS和WCS重合，则出现一个W，如图1-33（b）；也可以指定它放在当前UCS的实际坐标原点位置，此时出现一个十字，如图1-33（c）；图1-33（d）为图样空间下的坐标系图标。
（a） （b）
（c） （d）
图1-33 坐标系图标
在AutoCAD 2020中，点的坐标可以用直角坐标、极坐标、球面坐标和柱面坐标表示，每一种坐标又分别具有两种坐标输入方式：绝对坐标和相对坐标。其中直角坐标和极坐标最为常用，下面主要介绍一下它们的输入方法。
（1）直角坐标。用点的X、Y坐标值表示的坐标。
例如，在命令行窗口中输入点的坐标提示下输入“15，18”，则表示输入了一个X、Y的坐标值分别为15、18的点。此为绝对坐标输入方式，表示该点的坐标是相对于当前坐标原点的坐标值，如图1-34（a）所示。如果输入“@10，20”，则为相对坐标输入方式，表示该点的坐标是相对于前一点的坐标值，如图1-34（c）所示。
（2）极坐标。用长度和角度表示的坐标，只能用来表示二维点的坐标。
在绝对坐标输入方式下，表示为“长度<角度”。如“25<50”，其中长度表示该点到坐标原点的距离，角度为该点至原点的连线与X轴正向的夹角，如图1-34（b）所示。
在相对坐标输入方式下，表示为“@长度<角度”。如“@25<45”，其中长度为该点到前一点的距离，角度为该点至前一点的连线与X轴正向的夹角，如图1-34（d）所示。
（a） （b）
（c） （d）
图1-34 数据输入方法
单击状态栏的“动态输入”按钮，系统打开动态输入功能，可以在屏幕上动态地输入某些参数数据，例如，绘制直线时，在十字光标附近，会动态地显示“指定第一点”以及后面的坐标框，当前显示的是十字光标所在位置，可以输入数据，两个数据之间以逗号隔开，如图1-35所示。指定第一点后，系统动态显示直线的角度，同时要求输入线段长度值，如图1-36所示，其输入效果与“@长度<角度”方式相同。
图1-35 动态输入坐标值
图1-36 动态输入长度值
下面分别讲解点与距离值的输入方法。
绘图过程中，常需要输入点的位置，AutoCAD提供了如下几种输入点的方式。
（1）直接在命令行窗口中输入点的坐标。
直角坐标有两种输入方式：“X，Y”（点的绝对坐标值，例如“100，50”）和“@X，Y”（相对于上一点的相对坐标值，例如“@50，-30”）。坐标值均相对于当前的坐标系。
极坐标有两种输入方式：“长度 < 角度”（其中，长度为点到坐标原点的距离，角度为原点至该点连线与X轴正向的夹角，例如“20<45”）或“@长度 < 角度”（相对于上一点的相对极坐标，例如“@50 < -30”）。
（2）单击以在屏幕上直接取点。
（3）用目标捕捉方式捕捉屏幕上已有图形的特殊点（如端点、中点、中心点、插入点、交点、切点、垂足点等）。
（4）直接输入距离。先用十字光标拖拉出橡皮筋线以确定方向，然后用键盘输入距离。这样有利于准确控制对象的长度等参数。
在AutoCAD命令中，有时需要提供高度、宽度、半径、长度等距离值。AutoCAD提供了两种输入距离值的方式：一种是用键盘在命令行窗口中直接输入数值；另一种是在屏幕上拾取两点，以两点的距离值定出所需数值。
在AutoCAD中有些命令不仅可以直接在命令行窗口中使用，还可以插入其他命令的执行过程中，待该命令执行完毕后，系统继续执行原命令，这种命令称为透明命令。透明命令一般多为修改图形设置或打开辅助绘图工具的命令。
上述3种命令的执行方式同样适用于透明命令的执行。如：
命令: ARC↙
指定圆弧的起点或 [圆心（C）]: 'ZOOM↙（透明使用显示缩放命令ZOOM）
>>（执行ZOOM命令）
正在恢复执行 ARC 命令。
指定圆弧的起点或 [圆心（C）]: （继续执行原命令）在AutoCAD中，除了可以通过在命令行窗口输入命令、单击工具栏按钮或选择菜单项来完成操作外，还可以使用功能键或快捷键，快速实现指定功能。如单击F1键，系统会调用AutoCAD帮助对话框。
系统使用 AutoCAD 传统标准（Windows 之前）或 Microsoft Windows 标准解释快捷键。有些功能键或快捷键在AutoCAD的菜单中已经指出，如“粘贴”的快捷键为<Ctrl+V>，这些只要在使用的过程中多加留意，就会熟练掌握。快捷键的定义见菜单命令后面的说明。
本章导读
AutoCAD 2020不仅有很强的二维绘图功能，而且还有强大的创建三维模型的功能。利用AutoCAD 2020，可以绘制实体模型，并可根据需要对三维模型进行各种处理，如对三维实体进行布尔运算、切割、生成轮廓和剖面的操作，还可以对实体模型进行着色、渲染等，以得到逼真的三维效果。本章将简要介绍AutoCAD 2020三维绘图的相关基础知识，包括坐标系、视图的显示和观察等内容。
利用AutoCAD创建的三维模型，按照其创建的方式和其在计算机中的存储方式，可以分为3种类型。
（1）线型模型。是对三维对象的轮廓进行描述。线型模型没有表面，由描述轮廓的点、线、面组成，如图2-1所示。
从图2-1中可以看出线型模型结构简单，但由于线型模型的每个点和每条线都是单独绘制的，因此绘制线型模型最费时。此外，由于线型模型没有面和体的特征，因此不能进行消隐和渲染等。
（2）表面模型。是用面来描述三维对象。表面模型不仅具有边界，而且还具有表面。
表面模型示例如图2-2所示。表面模型的表面由多个小平面组成，对于曲面来讲，这些小平面组合起来即可近似构成曲面。由于表面模型具有面的特征，因此可以对它进行物理计算，以及进行渲染和着色等。
图2-1 线型模型示例
图2-2 表面模型示例
表面模型的表面多义网络可以直接编辑和定义，它非常适合构造复杂的表面模型，如发动机的叶片、形状各异的模具、复杂的机械零件和各种实物的模拟仿真等。
（3）实体模型。实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有实体的特征，如体积、重心和惯性矩等。实体模型示例如图2-3所示。
图2-3 实体模型示例
在AutoCAD中，不仅可以建立基本的三维实体，可以对它进行剖切、装配、干涉、检查等操作，还可以对实体进行布尔运算，以构造复杂的三维实体。此外由于消隐和渲染技术的运用，可以使实体具有很好的可视性，因此实体模型广泛应用于广告设计和三维动画等领域。
AutoCAD使用的是笛卡儿坐标系。AutoCAD使用的直角坐标系有两种类型，一种是绘制二维图形时常用的坐标系，即世界坐标系（World Coordinate System，简称WCS），由系统默认提供。WCS又称通用坐标系或绝对坐标系。对于二维绘图来说，WCS足以满足要求。另一种是为了方便创建三维模型，AutoCAD允许根据自己的需要设定坐标系，即用户坐标系（User Coordinate System，简称UCS）。合理地创建UCS，可以方便地创建三维模型。
在AutoCAD中通过右手法则确定直角坐标系Z轴的正方向和绕轴线旋转的正方向，称之为“右手定则”。只需要简单地使用右手就可确定所需要的坐标信息。
已知X轴和Y轴的正方向，用该法则就可确定Z轴的正方向。方法是将右手握拳放在测试者和屏幕之间，手背朝向屏幕。将拇指指向X轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指从手掌心伸出并垂直于拇指和食指，那么中指所指的方向就是Z轴的正方向，如图2-4所示。
图2-4 轴方向法则
该法则可确定一个轴的正旋转方向。绕旋转轴卷曲右手，手指握成拳头，将拇指指向所测轴的正方向，则其余手指表示该旋转轴的正方向，如图2-5所示。
图2-5 轴旋转法则
在AutoCAD 中输入坐标采用绝对坐标和相对坐标两种格式。
绝对坐标格式：X，Y，Z
相对坐标格式：@X，Y，Z
AutoCAD 2020可以用柱面坐标和球面坐标定义点的位置。
柱面坐标系统类似于二维的极坐标，是由该点在XY平面的投影点到Z轴的距离、该点与坐标原点的连线在XY平面的投影与X轴的夹角及该点沿Z轴离原点的距离来定义。具体格式如下。
绝对坐标格式：XY 距离 < 角度，Z距离
相对坐标格式：@ XY距离 < 角度，Z距离
例如，绝对坐标“10<60，20”表示在XY平面的投影点距离Z轴10个单位，该投影点与原点在XY平面的连线与X轴的夹角为60°，沿Z轴离原点20个单位的一个点，如图2-6所示。
图2-6 柱面坐标
球面坐标系统中，三维球面坐标的输入也类似于二维极坐标的输入。球面坐标系统由坐标点到原点的距离、该点与坐标原点的连线在XY平面内的投影与X轴的夹角，以及该点与坐标原点的连线与XY平面的夹角来定义。具体格式如下。
绝对坐标格式：XYZ距离<在XY平面内与X轴的夹角<与XY平面的夹角
相对坐标格式：@ XYZ距离<在XY平面内与X轴的夹角<与XY平面的夹角
例如，坐标“10<60<15”表示该点距离原点为10个单位，与原点连线的投影在XY平面内与X轴成60°夹角，与原点的连线与XY平面成15°夹角，如图2-7所示。
图2-7 球面坐标
在绘制三维立体图时，对象的各个顶点在同一坐标系中的坐标值是不一样的，因此，在同一坐标系中绘制三维立体图很不方便。在AutoCAD 中，可以通过改变原点O（0，0，0）位置、XY平面和Z轴方向等方法，来定义自己需要的UCS。在三维绘图时，用户可以利用UCS方便地创建各种三维对象。通过下列方式之一可以定义一个UCS。
（1）定义新原点、新XY平面和Z轴。
（2）使UCS与已有的对象对齐。
（3）使新的UCS与当前视图方向对齐。
（4）使UCS与实体表面对齐。
（5）使当前UCS绕任何轴旋转。
本节将介绍利用AutoCAD 2020来定义三维坐标系的基本方法。
在AutoCAD 2020中，还可以通过“UCS”对话框来设置需要的三维坐标系。
命令行：UCSMAN（快捷命令：UC）
菜单：工具→命名UCS
工具栏：UCS II→命名UCS
功能区：单击“视图”选项卡的“坐标”面板中的“命名UCS”按钮
命令：UCSMAN↙执行UCSMAN 命令，AutoCAD弹出图2-8所示的“UCS”对话框。
（1）“命名UCS”选项卡。用于显示已有的UCS，设置当前坐标系，图2-8所示为相应的对话框。
在“命名UCS”选项卡中，可以将WCS、上一次使用的UCS或某一命名的UCS设置为当前坐标系。具体方法是，从列表框中选择某一坐标系，单击“置为当前”按钮。还可以利用选项卡中的“详细信息”按钮，了解指定坐标系相对于某一坐标系的详细信息。具体步骤是，单击“详细信息”按钮，AutoCAD弹出图2-9所示的“UCS详细信息”对话框，该对话框详细说明了所选坐标系的原点及X轴、Y轴和Z轴的数值。
图2-8 “UCS”对话框
图2-9 “UCS详细信息”对话框
（2）“正交UCS”选项卡。用于将UCS设置成某一正交模式。单击“正交UCS”选项卡，AutoCAD弹出图2-10所示的“正交UCS”选项卡，各选项的功能如下。
① 当前UCS。表示当前选用的UCS。
② 名称。表示UCS的正投影的类型。在该列表框中有俯视、仰视、主视、后视、左视和右视6种正投影类型。
③ 深度。用来定义UCS的XY平面上的正投影与通过UCS原点的平行平面之间的距离。
图2-10 “正交UCS”选项卡
④ 相对于。所选的坐标系相对于指定的基本坐标系的正投影的方向，系统默认的坐标系是WCS。
（3）“设置”选项卡。用于设置UCS图标的显示形式、应用范围等。如果单击“设置”选项卡，AutoCAD会弹出图2-11所示的“设置”选项卡，各选项的功能如下。
图2-11 “设置”选项卡
“UCS图标设置”选项组：用于设置UCS图标，在该选项组有4个选项。
● 开。表示在当前视图中显示UCS的图标。
● 显示于UCS原点。表示在UCS的起点显示图标。
● 应用到所有活动视口。表示在当前图形的所有活动窗口应用图标。
● 允许选择UCS图标。用于设置WCS图标是否可以被选中。
“UCS设置”选项组：为当前视图设置UCS，在该选项组有2个选项。
● UCS与视口一起保存。表示是否与当前视图一起保存UCS的设置。
● 修改UCS时更新平面视图。表示当前视图中坐标系改变时，是否更新平面视图。
UCS图标表示了UCS的方向和观察方向，AutoCAD提供的Ucsicon命令可以根据在不同绘图工作时的不同需要，控制图标的显示。
命令行：UCSICON
菜单：视图→显示→UCS图标→开
命令：UCSICON↙执行UCSICON 命令，AutoCAD提示：
输入选项 [开(ON)/关(OFF)/全部(A)/非原点(N)/原点(OR)/可选(S)/特性(P)] <开>:（1）开（ON）。在当前视图显示坐标系的图标。
（2）关（OFF）。在当前视图不显示坐标系的图标。
（3）全部（A）。控制所有视图的坐标系图标的显示，如图2-12所示。
（4）非原点（N）。在视图的左下角显示坐标系的图标，与UCS原点的位置无关，如图2-12 所示。
（5）原点（OR）。在当前UCS的原点显示图标，即坐标系的位置随当前UCS的原点变化而变化，如图2-12所示。如果UCS的原点位于屏幕之外或坐标系放在原点时会被视窗剪切时，则选择该选项后，坐标系的图标仍显示在视窗的左下角。
（6）特性（P）。显示“UCS 图标”对话框，从中可以控制 UCS 图标的样式、可见性和位置。
图2-12 UCS图标的显示
命令行：UCS
菜单：“工具”→“新建UCS”→“世界”
工具栏：UCS
功能区：单击“视图”选项卡的“坐标”面板中的“UCS”按钮
命令：UCS↙
当前 UCS 名称: *世界*
指定 UCS 的原点或 [面(F)/命名(NA)/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 轴(ZA)]
<世界>:↙（1）指定UCS的原点。使用一点、两点或三点定义一个新的UCS。如果指定单个点1，当前UCS的原点将会移动而不会更改X、Y和Z轴的方向。选择该项，系统提示：
指定X轴上的点或<接受>：（继续指定X轴通过的点2或直接按Enter键接受原坐标系X轴为新坐标系X轴）
指定XY平面上的点或<接受>：（继续指定XY平面通过的点3以确定Y轴或直接按Enter键接受原坐标系XY平面为新坐标系XY平面，根据右手法则，相应的Z轴也同时确定）示意图如图2-13所示。
原坐标系 指定一点
指定两点 指定三点
图2-13 指定UCS的原点
（2）面（F）。将UCS与三维实体的选定面对齐。要选择一个面，请在此面的边界内或面的边上单击，被选中的面将亮显，UCS的X轴将与该面上的最近的边对齐。选择该项，系统提示：
选择实体对象的面: ↙（选择面）
输入选项[下一个（N）/X 轴反向（X）/Y 轴反向（Y）] <接受>:↙（结果如图2-14所示）如果选择“下一个”选项，系统将 UCS 定位于邻接的面或选定边的后向面。
图2-14 通过选择面来确定坐标系
（3）对象（OB）。根据选定三维对象来定义新的坐标系，如图2-15所示。新建UCS的拉伸方向（Z轴正方向）与选定对象的拉伸方向相同。选择该项，系统提示：
选择对齐UCS的对象:选择对象对于大多数对象，新UCS的原点位于离选定对象最近的顶点处，并且X轴与一条边对齐或相切。对于平面对象，UCS的XY平面与该对象所在的平面对齐。对于复杂对象，将重新定位原点，但是轴的当前方向保持不变。
图2-15 通过选择对象来确定坐标系
该选项不能用于下列对象：三维多段线、三维网格和构造线。
（4）视图（V）。以垂直于观察方向（平行于屏幕）的平面为XY平面，建立新的坐标系，UCS原点保持不变。
（5）世界（W）。将当前UCS设置为WCS。WCS是所有UCS的基准，不能被重新定义。
（6）X、Y、Z。绕指定轴旋转当前UCS。
（7）Z轴。用指定的Z轴正半轴定义UCS。
具体操作方法是：单击状态栏的“允许/禁止动态UCS”按钮
可以使用动态UCS在三维实体的平整面上创建对象，而无须手动更改UCS方向。
在执行命令的过程中，当将十字光标移动到面上方时，动态UCS会临时将UCS的XY平面与三维实体的平整面对齐，如图2-16所示。
动态UCS激活后，指定的点和绘图工具（例如极轴追踪和栅格）都将与动态UCS建立的临时UCS相关联。
原坐标系 绘制圆柱体时的动态坐标系
图2-16 动态UCS
在AutoCAD 中二维设计大多是在XY平面中进行，视线的默认方向是平行于Z轴，绘图的视点不需要改变。但在用AutoCAD 进行三维图绘制时，为了满足用户从不同的角度观测模型的各个部位的需要，需要经常改变视点。在AutoCAD中可用下列方式设置视点。
DDVPOINT：显示“视点预设”对话框。
VPOINT：设置视点或视图旋转角。
PLAN：显示UCS或WCS的平面视图。
DVIEW：定义平行投影或透视图。
命令行：DDVPOINT
菜单：视图→三维视图→视点预设
命令：DDVPOINT↙执行DDVPOINT命令或选择相应的菜单，AutoCAD弹出“视点预设”对话框，如图2-17所示。
图2-17 “视点预设”对话框
在“视点预设”对话框中，左侧的图形用于确定视点和原点的连线在XY平面的投影与X轴正方向的夹角，右侧的图形用于确定视点和原点的连线与其在XY平面的投影的夹角。也可以在“自：X轴（A）”和“自：XY平面（P）”两个文本框内输入相应的角度。“设置为平面视图”按钮用于将三维视图设置为平面视图。设置好视点的角度后，单击“确定”按钮，AutoCAD将按该点显示图形。
图2-18所示为使用“视点预设”对话框设置视点前后三维视图的变化情况，图（a）为在当前视图中画出的长方体，系统默认状态为平面图形；图（b）为以“自：X轴（A）:120”和“自：XY平面（P）：60”作为新视点得到的图形。
（a）选择视点前 （b）选择视点后
图2-18 利用对话框设置视点
在“视点预设”对话框中，如果选用了相对于UCS的选择项，则关闭该对话框，再执行VPOINT命令时，系统默认为相对于当前的UCS设置视点。
在AutoCAD 中可以通过罗盘和三轴架确定视点。选择菜单栏中的“视图”→“三维视图”→“视点”命令，AutoCAD出现提示：
命令: _-vpoint
当前视图方向: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000
指定视点或 [旋转(R)] <显示指南针和三轴架>:显示指南针和三轴架是系统默认的选项，直接按Enter键即执行<显示指南针和三轴架>命令，AutoCAD出现图2-19所示的罗盘和三轴架。
图2-19 罗盘和三轴架
罗盘是以二维显示的地球仪，它的中心是北极（0，0，1），相当于视点位于Z轴的正方向；内部的圆环为赤道（n，n，0）；外部的圆环为南极（0，0，-1），相当于视点位于Z轴的负方向。
在图2-19中，罗盘相当于球体的俯视图，十字光标表示视点的位置。确定视点时，拖动鼠标使十字光标在坐标球移动时，三轴架的X、Y轴也会绕Z轴转动。三轴架转动的角度与十字光标在坐标球上的位置相对应，十字光标位于坐标球的不同位置，对应的视点也不相同。当十字光标位于内环内部时，相当于视点在球体的上半球；当十字光标位于内环与外环之间时，相当于视点在球体的下半球。用户根据需要确定好视点的位置后按Enter键，AutoCAD 将按该视点显示三维模型。
视点只确定观察的方向，没有距离的概念。
在使用AutoCAD 绘制三维模型时，用户可以通过设置不同方向的平面视图对模型进行观察。
命令行：PLAN
菜单：视图→三维视图→平面视图→世界UCS
命令：PLAN↙执行PLAN命令，AutoCAD提示：
输入选项［当前UCS（C）／UCS（U）／世界（W）］<当前UCS >:（1）当前UCS。生成当前UCS中的平面视图，使视图在当前视图中以最大方式显示。
（2）UCS。从当前的UCS转换到以前命名保存的UCS并生成平面视图。选择该选项后，AutoCAD出现以下提示：
输入UCS名称或［？］：该选项要求输入UCS的名字，如果输入“？”，AutoCAD出现以下提示：
输入要列出的UCS名称<*>:（3）世界。生成相对于WCS的平面视图，图形以最大方式显示。
如果设置了相对于当前UCS的平面视图，就可以在当前视图用绘制二维图形的方法在三维对象的相应面上绘制图形。
选择菜单栏中的“视图”→“三维视图”的第二、三栏中的各选项，如图2-20所示。可以快速设置特殊的视点。表2-1列出了与这些选项相对应的视点的坐标。
图2-20 设置视点的菜单
表2-1 特殊视点
| 菜单项 |
视点 |
| 俯视 |
（0，0，1） |
| 仰视 |
（0，0，-1） |
| 左视 |
（-1，0，0） |
| 右视 |
（1，0，0） |
| 主视 |
（0，-1，0） |
| 后视 |
（0，1，0） |
| 西南等轴测 |
（-1，-1，1） |
| 东南等轴测 |
（1，-1，1） |
| 东北等轴测 |
（1，1，1） |
| 西北等轴测 |
（-1，1，1） |
AutoCAD 2020大大增强了观察图形的功能，在增强原有的动态观察功能和相机功能的前提下又增加了漫游、飞行和运动路径动画功能。
AutoCAD提供了具有交互控制功能的三维动态观测器，用三维动态观测器可以实时地控制和改变当前视口中创建的三维视图，以得到期望的效果。
命令行：3DORBIT
菜单：视图→动态观察→受约束的动态观察
快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击鼠标右键弹出快捷菜单，如图2-21所示，选择“受约束的动态观察”项
图2-21 快捷菜单
工具栏：动态观察→受约束的动态观察
或三维导航→受约束的动态观察，如图2-22所示
功能区：单击“视图”选项卡“导航”面板上的“动态观察”下拉列表中的“动态观察”按钮
图2-22 “动态观察”和“三维导航”工具栏
命令：3DORBIT↙执行该命令后，视图的目标将保持静止，而视点将围绕目标移动。但是，从视点看起来就像三维模型正在随着鼠标指针拖动而旋转。可以以此方式指定模型的任意视图。
系统会显示三维动态观察的鼠标指针。如果水平拖动鼠标指针，相机将平行于WCS的XY平面移动。如果垂直拖动鼠标指针，相机将沿Z轴移动，如图2-23所示。
原始图形 拖动光标
图2-23 受约束的三维动态观察
3DORBIT 命令处于活动状态时，无法编辑对象。
命令行：3DFORBIT
菜单：视图→动态观察→自由动态观察
快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击鼠标右键弹出快捷菜单，如图2-21所示，选择“自由动态观察”项
工具栏：动态观察→自由动态观察
或三维导航→自由动态观察，如图2-22所示
功能区：单击“视图”选项卡“导航”面板上的“动态观察”下拉列表中的“自由动态观察”按钮
命令：3DFORBIT↙执行该命令后，在当前视口出现一个绿色的大圆，在大圆上有4个绿色的小圆，如图2-24所示。此时通过拖动鼠标指针就可以对视图进行旋转观察。
图2-24 自由动态观察
在三维动态观测器中，查看目标的点被固定时，可以利用鼠标指针控制相机位置绕观察对象得到动态的观测效果。当鼠标指针在绿色大圆的不同位置进行拖动时，鼠标指针的表现形式是不同的，视图的旋转方向也不同。视图的旋转由鼠标指针的表现形式和其位置决定。鼠标指针在不同位置有
、
、
、
几种表现形式，拖动这些鼠标指针，便可分别对对象进行不同形式的旋转。
命令行：3DCORBIT
菜单：视图→动态观察→连续动态观察
快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击鼠标右键弹出快捷菜单，如图2-21所示，选择“连续动态观察”项
工具栏：动态观察→连续动态观察
或三维导航→连续动态观察，如图2-22所示
功能区：单击“视图”选项卡“导航”面板上的“动态观察”下拉列表中的“连续动态观察”按钮
命令：3DCORBIT↙执行该命令后，界面出现连续动态观察鼠标指针，按住鼠标左键拖动，图形按鼠标指针拖动方向旋转，旋转速度为鼠标指针的拖动速度，如图2-25所示。
图2-25 连续动态观察
相机是AutoCAD提供的另外一种三维动态观察功能。相机与动态观察不同之处在于：动态观察是视点相对对象位置发生变化，相机观察是视点相对对象位置不发生变化。
命令行：CAMERA
菜单：视图→创建相机
功能区：单击“可视化”选项卡“相机”面板中的“创建相机”按钮
命令: CAMERA↙
当前相机设置: 高度=0 焦距=50 毫米
指定相机位置: ↙（指定位置）
指定目标位置: ↙（指定位置）
输入选项 [?/名称（N）/位置（LO）/高度（H）/坐标（T）/镜头（LE）/剪裁（C）/视图（V）/退出（X）] <退出>:↙设置完毕后，界面出现一个相机符号，表示创建了一个相机。
（1）位置（LO）。指定相机的位置。
（2）高度（H）。更改相机高度。
（3）坐标（T）。指定相机的坐标。
（4）镜头（LE）。更改相机的焦距。
（5）剪裁（C）。定义前后剪裁平面并设置它们的值。选择该项，系统提示：
是否启用前向剪裁平面？[是(Y)/否(N)] <否>: y↙（指定“是”，启用前向剪裁）
指定从坐标平面的前向剪裁平面偏移 <0>:↙（输入距离）
是否启用后向剪裁平面？[是(Y)/否(N)] <否>: y↙（指定“是”，启用后向剪裁）
指定从坐标平面的后向剪裁平面偏移 <0>:↙（输入距离）
输入选项[?/名称(N)/位置(LO)/高度(H)/坐标(T)/镜头(LE)/剪裁(C)/视图(V)/退出(X)]<退出>:↙剪裁范围内的对象不可见，图2-26所示为设置剪裁平面后单击相机符号，系统显示对应的相机预览视图。
图2-26 相机及其对应的相机预览视图
（6）视图（V）。设置当前视图以匹配相机设置。选择该项，系统提示：
是否切换到相机视图？[是（Y）/否（N）] <否>:命令行：3DDISTANCE
菜单：视图→相机→调整视距
快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击鼠标右键弹出快捷菜单，如图2-21所示，选择“调整视距”项
工具栏：相机调整→调整视距
或三维导航→调整视距，如图2-22所示
命令: 3DDISTANCE↙按Esc或Enter键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单。
执行该命令后，系统将鼠标指针更改为具有上箭头和下箭头的直线。 单击并向屏幕顶部垂直拖动鼠标指针使相机靠近对象，从而使对象显示得更大。单击并向屏幕底部垂直拖动鼠标指针使相机远离对象，从而使对象显示得更小，如图2-27所示。
图2-27 调整距离
命令行：3DSWIVEL
菜单：视图→相机→回旋
快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击鼠标右键弹出快捷菜单，如图2-21所示，选择“回旋”项
工具栏：相机调整→回旋
或三维导航→回旋，如图2-22所示
其他：定点设备按住Ctrl键，然后单击鼠标滚轮以暂时进入3DSWIVEL模式
命令: 3DSWIVEL↙按 Esc 或 Enter 键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单。
执行该命令后，系统在拖动方向上会模拟平移相机，查看的目标将更改。可以沿XY平面或Z轴回旋视图，如图2-28所示。
图2-28 回旋
使用漫游和飞行功能，可以产生一种在XY平面行走或飞越视图的观察效果。
命令行：3DWALK
菜单：视图→漫游和飞行→漫游
快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击鼠标右键弹出快捷菜单，如图2-21所示，选择“漫游”项
工具栏：漫游和飞行→漫游
或三维导航→漫游，如图2-22所示
功能区：单击“可视化”选项卡的“动画”面板中的“漫游”按钮
命令:3DWALK↙执行该命令后，系统在当前视口中激活漫游模式，在当前视图上显示一个绿色的十字形，十字形表示当前漫游位置，同时系统打开“定位器”选项板。在键盘上，使用4个箭头键或W（前）、A（左）、S（后）和D（右）键和鼠标来确定漫游的方向。要指定视图的方向，请沿要进行观察的方向拖动鼠标指针。也可以直接通过定位器调节目标指示器设置漫游位置，如图2-29所示。
图2-29 漫游设置
命令行：3DFLY
菜单：视图→漫游和飞行→飞行
快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击鼠标右键弹出快捷菜单，如图2-21所示，选择“飞行”项
工具栏：漫游和飞行→飞行
或三维导航→飞行，如图2-22所示
功能区：单击“可视化”选项卡的“动画”面板中的“飞行”按钮
命令:3DFLY↙执行该命令后，系统在当前视口中激活飞行模式，同时系统打开“定位器”面板。定位器可以离开XY平面，就像在模型中飞越或环绕模型飞行一样。在键盘上，使用4个箭头键或W（前）、A（左）、S（后）、D（右）键和鼠标来确定飞行的方向，如图2-30所示。
图2-30 飞行设置
命令行：WALKFLYSETTINGS
菜单：视图→漫游和飞行→飞行
快捷菜单：启用交互式三维视图后，在视口中单击鼠标右键弹出快捷菜单，如图2-21所示，选择“飞行”项
工具栏：漫游和飞行→漫游和飞行设置
或三维导航→漫游和飞行设置，如图2-22所示
功能区：单击“可视化”选项卡的“动画”面板中的“漫游和飞行设置”按钮
命令: WALKFLYSETTINGS↙执行该命令后，系统打开“漫游和飞行设置”对话框，如图2-31所示。可以通过该对话框设置漫游和飞行的相关参数。
图2-31 “漫游和飞行设置”对话框
使用运动路径动画功能，可以设置观察的运动路径，并输出运动观察过程动画文件。
命令行：ANIPATH
菜单：视图→运动路径动画
命令: ANIPATH↙执行该命令后，系统打开“运动路径动画”对话框，如图2-32所示。其中的“相机”和“目标”选项组分别有“点”和“路径”两个单选项，可以分别设置相机或目标为点或路径。设置“相机”为“路径”单选项，单击
按钮，选择图2-33中左边的样条曲线为路径。设置“目标”为“点”单选项，单击按钮，选择图2-33中右边的实体上一点为目标点。“动画设置”选项组中“角减速”表示相机转弯时，以较低的速率移动相机。“反向”表示反转动画的方向。
图2-32 “运动路径动画”对话框
图2-33 路径和目标
设置好各个参数后，单击“确定”按钮，系统生成动画，同时给出动画预览，如图2-34所示。可以使用各种播放器播放产生的动画。
图2-34 动画预览
SteeringWheels 是追踪菜单，划分为不同部分（称作按钮）。控制盘上的每个按钮代表一种导航工具。
命令行：SteeringWheels
菜单：视图→SteeringWheels
状态栏：“SteeringWheels”按钮
快捷菜单：在绘图区单击鼠标右键，然后单击“SteeringWheels”
命令：SteeringWheels↙SteeringWheels（也称作控制盘）将多个常用导航工具结合到一个单一界面中，从而为用户节省了时间。控制盘用于查看模型所处的上下文。
按住并拖动控制盘的按钮是交互操作的主要模式。显示控制盘后，单击其中一个按钮并按住定点设备上的按钮以激活导航工具，拖动以重新设置当前视图的方向，松开按钮可变回控制盘。
可以通过在可用的不同控制盘样式之间切换来控制控制盘的外观，也可以通过调整大小和不透明度进行控制，如图2-35所示。控制盘（二维导航控制盘除外）具有两种不同样式：大控制盘和小控制盘。
图2-35 控制盘外观
控制盘的大小控制显示在控制盘上的按钮和标签的大小。不透明度级别控制被控制盘遮挡的模型中对象的可见性。
鼠标指针移动到控制盘上的每个按钮上时，系统会显示该按钮的工具提示。工具提示出现在控制盘下方，并且在单击按钮时确定将要执行的操作。
与工具提示类似，当使用控制盘中的一种导航工具时，系统会显示工具消息和鼠标指针文字。当导航工具处于活动状态时，系统会显示工具消息，工具消息提供有关使用工具的基本说明。工具鼠标指针文字是指在鼠标指针旁边会显示活动导航工具的名称。禁用工具消息和鼠标指针文字只会影响使用小控制盘或大控制盘时所显示的消息。
ViewCube是一个三维导航工具，在三维视觉样式中处理图形时显示。通过ViewCube，可以在标准视图和等轴测视图间切换。
ViewCube是一种可单击、可拖动的工具，可以用它在模型的标准视图和等轴测视图之间进行切换。ViewCube显示后，将在窗口一角以不活动状态显示在模型上方。尽管ViewCube处于不活动状态，但在视图发生更改时仍可提供有关模型当前视点的直观反映。将鼠标指针悬停在ViewCube上方时，该工具会变为活动状态；用户可以切换至其中一个可用的预设视图、滚动当前视图或更改模型的主视图。
命令行：ViewCube
菜单：视图→显示→ViewCube
可以从ShowMotion中创建和修改快照。创建或修改快照时，会生成缩略图并将该缩略图添加到快照序列。
命令行：ShowMotion
菜单：视图→ShowMotion
功能区：单击“视图”选项卡的“视口工具”面板中的“显示运动”按钮
命令：navsmotion↙执行navsmotion命令。
创建快照时，必须为快照指定名称和视图类型。快照指定的视图类型用于确定用户可以更改的转场和运动选项。创建快照后，将会自动生成缩略图，并会将其放置在已指定给快照的快照序列下。快照的名称位于缩略图下方。如果需要更改快照，可以在要修改的快照上单击鼠标右键。
（1）“特性”。显示对话框以修改快照的转场和运动设置以及其他设置中的指定快照序列。
（2）“重命名”。重命名快照。
（3）“删除”。删除快照。
（4）“左移”和“右移”。通过向左或向右移动一个位置更改快照在快照序列中的位置。
（5）“更新以下项的缩略图”。更新单个快照或使用模型保存的所有快照的缩略图。
创建快照可以将快照添加到默认快照序列，也可以指定将快照添加至某个快照序列。每个快照序列在 ShowMotion 中都由一个缩略图表示。缩略图与快照序列中的第一个快照相同。快照序列的名称位于缩略图下方，如图2-36所示。
（1）“重命名”。重命名快照序列。
（2）“删除”。删除快照序列。
图2-36 快照对话框
（3）“左移”和“右移”。通过向左或向右移动一个位置更改快照序列在 ShowMotion 中的位置。
（4）“更新以下项的缩略图”。更新快照序列中所有快照或使用模型保存的所有快照的缩略图。
熟悉了基本的技术之后，下面将通过实际的示例来进一步掌握三维绘图的基础。打开随书资源文件“源文件\第2章\泵盖.dwg”，泵盖图形如图2-37所示。
图2-37 泵盖
本实例创建UCS坐标、设置视点、使用动态观察命令观察泵盖等这些操作都是在AutoCAD 2020三维造型中必须要掌握和运用的。
（1）打开图形文件“泵盖.dwg”。从配套资源中的“源文件\第2章”中选择 “泵盖.dwg”文件，单击“打开”按钮。（或双击该文件名，即可将该文件打开）
（2）运用“视图样式”对图案进行填充。选择菜单栏中的“视图”→ “视觉样式”→“消隐”命令，或单击“视图”选项卡“视觉样式”面板中的“隐藏”按钮
，命令行中的提示与操作如下：
命令: _vscurrent
输入选项 [二维线框(2)/线框(W)/隐藏(H)/真实(R)/概念(C)/着色(S)/带边缘着色(E)/灰度(G)/勾画(SK)/X 射线(X)/其他(O)] <着色>: _H（3）打开UCS图标显示并创建UCS坐标系，将UCS坐标系原点设置在泵盖的上端顶面中心点上。选择菜单栏中的“视图”→“显示”→“UCS图标”→“开”命令，若选择“开”则屏幕显示图标，否则隐藏图标。使用UCS命令将坐标系原点设置到泵盖的上端顶面中心点上，命令行提示如下：
命令: UCS↙
当前 UCS 名称: *没有名称*
指定 UCS 的原点或 [面(F)/命名(NA)/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/X/Y/Z/Z 轴(ZA)] <世界>:（选择泵盖顶面圆的圆心）
指定 X 轴上的点或 <接受>: 0,1,0↙
指定 XY 平面上的点或 <接受>:↙结果如图2-38所示。
（4）利用VPOINT设置三维视点。选择菜单栏中的“视图”→“三维视图”→“视点”命令，打开坐标轴和三轴架图，如图2-39所示，在坐标球上选择一点作为视点图。（在坐标球上使用鼠标移动十字光标时，三轴架根据坐标指示的观察方向旋转。）
命令: _-vpoint
*** 切换至 WCS ***
当前视图方向: VIEWDIR=-1.0000,-1.0000,1.0000
指定视点或 [旋转(R)] <显示指南针和三轴架>:（在坐标球上指定点）
*** 返回 UCS ***（5）单击“视图”选项卡“导航”面板上的“动态观察”下拉列表中的“自由动态观察”按钮
，使用鼠标移动视图，将泵盖移动到合适的位置。
图2-38 UCS移到顶面中心点上
图2-39 坐标轴和三轴架图
