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本文由佛山市榮山中學(xué)的趙粵平老師供稿

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.學(xué)會設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的三維實(shí)體，增強(qiáng)三維立體感

2.學(xué)會使用“掃掠”命令

3.學(xué)會使用“鏡像”命令

4.熟練掌握實(shí)體各面的“DE移動”

5.熟練掌握草圖繪制

6.熟練掌握布爾運(yùn)算

7.熟練掌握“陣列”命令

 

汽車，是我們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N常見交通工具，與我們的生活密切相關(guān)。在這節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)繪制一個(gè)汽車車輪。作為汽車的重要組成部分之一的車輪，是由輪胎和輪轂（gǔ）兩部分組成的，而輪轂又由輪輞（wǎng）和輪輻兩部分組成（如圖1-6-1）。輪胎最早時(shí)是由木頭或鐵制造的，后來發(fā)展為實(shí)心硬橡膠車輪，19世紀(jì)中期充氣輪胎誕生，20世紀(jì)30年代米其林制造了第一個(gè)無內(nèi)胎輪胎，40年代發(fā)明了舉世聞名的子午線輪胎。輪胎的發(fā)展是經(jīng)歷了一個(gè)漫長的歷程，不知有多少代人為之付出了艱辛的勞動并發(fā)揮了高超的智慧。

圖 1-6-1

 

1.輪胎主體

在“基本實(shí)體”中選擇“圓柱體”，把“點(diǎn)”定在（0, 0, -5），半徑40，高度10，如圖1-6-2。思考一下，為什么不是定位在（0, 0, 0）呢？

圖1-6-2

 

仍是選擇“圓柱體”，“點(diǎn)”定在（0, 0, -5），半徑25，高度10，“減運(yùn)算”，得到一個(gè)圓環(huán)柱體，如圖1-6-3。

圖1-6-3

 

選中這個(gè)圓環(huán)柱體，“移動”－“動態(tài)移動”，繞X軸轉(zhuǎn)動90度，豎立起來，如圖1-6-4。

圖1-6-4

 

2.胎面花紋

胎面就是輪胎著地的地方，上面有許多花紋，這些花紋有三大作用：提升抓地力、降低噪音和增加排水性。

我們來繪制最基本的橫向花紋，對于胎面上的這些橫向花紋，采取“摳”的方式來完成。

在“基本實(shí)體”中選擇“六面體”，在任意位置分別繪制出兩個(gè)尺寸分別為2×8×1、4×8×1的六面體，如圖1-6-5。

圖1-6-5

 

選中小的六面體，“移動”－“動態(tài)移動”，繞X軸轉(zhuǎn)動30度，如圖1-6-6。

圖1-6-6

 

選中小的六面體，“移動”－“點(diǎn)到點(diǎn)移動”，“起始點(diǎn)”選擇右下角頂點(diǎn)（如圖1-6-7），“目標(biāo)點(diǎn)”選擇大六面體的左下角頂點(diǎn) （如圖1-6-8），確定后如圖1-6-9。

 

選中大六面體的上表面，在快捷菜單中選擇“DE移動”（如圖1-6-10），選中X軸（如圖1-6-11），在X軸方向上向左拖動－4（如圖1-6-12）（注意：這里是選中X軸），繞Y軸轉(zhuǎn)動5度（如圖1-6-13）。同樣地，在小六面體的上表面也是一樣操作，完成后如圖1-6-14。

圖1-6-14

選擇“組合編輯”，把這兩個(gè)六面體合并為一個(gè)實(shí)體，如圖1-6-15。

圖1-6-15

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按住ctrl鍵拖動這個(gè)實(shí)體，可以復(fù)制出一個(gè)相同的實(shí)體，如圖1-6-16。

圖1-6-16

 

選中新得到的實(shí)體，“動態(tài)移動”，繞X軸轉(zhuǎn)動180度，如圖1-6-17。

圖1-6-17

 

選中第一個(gè)建立的實(shí)體，“點(diǎn)到點(diǎn)移動”，“起始點(diǎn)”為右下角頂點(diǎn)，“目標(biāo)點(diǎn)”為圓環(huán)柱體外圓與xy軸平面的交點(diǎn)（如圖1-6-18）。類似地，把第二個(gè)建立的實(shí)體也“點(diǎn)到點(diǎn)移動”到圓環(huán)柱體外圓與xy軸平面的交點(diǎn)，只是這個(gè)點(diǎn)是在圓環(huán)柱體的另一側(cè)（如圖1-6-19）。

 

選中第一個(gè)建立的實(shí)體，“動態(tài)移動”，在Y軸方向上移動-1.5（如圖1-6-20），繞X軸轉(zhuǎn)動15度（如圖1-6-21）。類似地，第二個(gè)建立的實(shí)體，“動態(tài)移動”，在Y軸方向上移動1.5（如圖1-6-22），繞X軸轉(zhuǎn)動15度（如圖1-6-23）。

   

 

移動完成后，兩實(shí)體將會在圓環(huán)柱體外凸出一部分，如圖1-6-24。

圖1-6-24

 

3.繪制胎側(cè)

由于這些花紋除了是在胎面上，也位于胎側(cè)上。胎側(cè)帶有一定的弧度，選擇“草圖繪制”中的“圓弧”，在xy軸平面原點(diǎn)單擊一下確定草圖平面的中心點(diǎn)位置（如圖1-6-25），“點(diǎn)1”為圓環(huán)柱體外圓與xy軸平面的交點(diǎn)，坐標(biāo)為（-40, -5）（如圖1-6-26），“點(diǎn)2”為圓環(huán)柱體同側(cè)內(nèi)圓與xy軸平面的交點(diǎn)，坐標(biāo)為（-25, -5）（如圖1-6-27），調(diào)整適當(dāng)?shù)某叽鐬榘霃剑ㄈ鐖D1-6-28）。如何為之適當(dāng)？不要超過前面所做六面體凸出的部分即可。

選擇“草圖繪制”中的“直線”，把剛才的“點(diǎn)1”和“點(diǎn)2”連接起來，如圖1-6-29。

圖1-6-29

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點(diǎn)擊“完成”按鈕，退出草圖編輯模式。選中剛剛繪制好的草圖，在快捷菜單中選擇“掃掠”（如圖1-6-30），“路徑 P2”選擇圓環(huán)柱體的外圓（如圖1-6-31），“確定”后即可得到弧形的胎側(cè)（如圖1-6-32），注意觀察紅框處的相交區(qū)域形狀，再與之前的圖形比較（如圖1-6-33）。

 

調(diào)整一下觀察的視角，再為這個(gè)圓環(huán)柱體的左邊也加上帶有圓弧的胎側(cè)（如圖1-6-34）?？梢允褂脛倓偂安輬D編輯”的方式，只是要注意左邊的胎側(cè)弧度要和右邊的相同，那就是只要“圓弧”的“半徑”相同即可。

圖1-6-34

 

現(xiàn)在，我們再學(xué)習(xí)使用另外一種方法為圓環(huán)柱體的左邊加上跟右邊一樣的胎側(cè)。大家都照過鏡子吧，如圖1-6-35，在鏡子里看到的圖像是不是就跟鏡子前的是一模一樣的呢？在3DOne里就有一個(gè)類似照鏡子這樣的功能：鏡像。

圖1-6-35

 

選中右邊的胎側(cè)，在快捷菜單中選擇“鏡像”，如圖1-6-36。

圖1-6-36

 

“方式”選擇“線”，“點(diǎn)1”選擇x軸上任意一點(diǎn)，“點(diǎn)2”也選擇x軸上任意一點(diǎn)，那就會建立一面垂直xy軸平面，且豎立在x軸上的“鏡子”，如圖1-6-37中的綠色區(qū)域。

圖1-6-37

 

“確定”后，圓環(huán)柱體左邊的胎側(cè)也就繪制完成，如圖1-6-38。

圖1-6-38

 

同時(shí)選中之前建立好的兩個(gè)實(shí)體，在快捷菜單中選擇“陣列”（如圖1-6-39）。陣列方式為“圓形”，“方向”為圓環(huán)柱體的中心，修改適當(dāng)?shù)臄?shù)量，例如36個(gè)，“移除選中實(shí)體”（即減運(yùn)算），如圖1-6-40。“確定”，如圖1-6-41。

圖1-6-41

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4.修飾胎面

到目前，輪胎的大致形狀已經(jīng)出來了。只是，現(xiàn)在的胎面還是水平的，平時(shí)我們見到的輪胎胎面也一般帶會一些弧度，因此還需要再修飾一下。

選擇“基本實(shí)體”中的“球體”，“中心”為（0, 0, 0），半徑為“40”，“交運(yùn)算”，如圖1-6-42?！按_定”，如圖1-6-43。

 

5.繪制輪轂

輪轂是由輪輞和輪輻兩部分組成，輪輞一般都貼著輪胎，因此只要繪制輪輻也就可以了。

在（0, 0, 0）的“中心”，繪制一個(gè)10×8×26的六面體，如圖1-6-44。

圖1-6-44

 

選中六面體的前表面，“DE移動”，在Y軸方向上向上移動13（如圖1-6-45），繞X軸轉(zhuǎn)動5度（如圖1-6-46）。

 

在六面體的左、后、右等三個(gè)表面上也做類似的“DE移動”，得到如圖1-6-47。

圖1-6-47

 

選中這個(gè)上大下小的六面體，在快捷菜單中選擇“陣列”，方式為“圓形”，“方向”為圓環(huán)柱體的中心，修改適當(dāng)?shù)臄?shù)量，例如5個(gè)，“添加選中實(shí)體”（即加運(yùn)算），如圖1-6-48。

圖1-6-48

 

“確定”后，車輪即繪制完畢，如圖1-6-49。

圖1-6-49

 

思考：現(xiàn)在已經(jīng)學(xué)習(xí)了如何在胎面上繪制橫向的花紋，如果還要在胎面上再加上幾條縱向溝槽，又該如何操作？如圖1-6-50。

   

圖1-6-50

 

提示：

A.選擇“基本實(shí)體”中的“圓環(huán)體”，“中心”在（0, 0, 0），大圓半徑41，小圓半徑0.55，而“對齊平面”則需要借助一個(gè)六面體做輔助面（如圖1-6-51）；

B.通過“陣列”得到另外兩個(gè)圓環(huán)體（如圖1-6-52）；

C.以輪胎作為“基體”，三個(gè)圓環(huán)體為“合并體”，進(jìn)行“組合編輯”的“減運(yùn)算”。

 

另外：再通過“掃掠”的一個(gè)例子，大家就可以明白“掃掠”是要實(shí)現(xiàn)什么效果了吧（如圖1-6-53）。

圖1-6-53

 

另外：我們再來看看“鏡像”命令。之前已經(jīng)說了，“鏡像”命令就像照鏡子，可以對稱地得到相應(yīng)的實(shí)體。

在“鏡像”命令中有兩種方式，一種是“線”，另外一種是“平面”（如圖1-6-54）。

圖1-6-54

 

對于“線”，它指的是兩個(gè)平面相交所形成的直線，這兩個(gè)平面其中一個(gè)是xy軸平面，另一個(gè)是與xy軸平面垂直的平面，也就是在“鏡像”中的“鏡子”。這條相交直線通過“點(diǎn)1”和“點(diǎn)2”在xy軸平面的坐標(biāo)。

在圖1-6-55中的各圖中，雖然“點(diǎn)1”和“點(diǎn)2”不盡相同，但所得到的“鏡面”都相同，因此“鏡像”后得到立方體都一樣。

   

圖1-6-55

 

類似地，在圖1-6-56中的各圖中，所得到的“鏡面”都相同，因此“鏡像”后得到立方體都一樣。

圖1-6-56

 

對于“平面”，就是指定“鏡面”。在圖1-6-57的各圖中，當(dāng)“平面”指定的是長方體不同的表面時(shí)，得到的立方體就不一樣。

   

圖1-6-57

 

但如果指定的面不是“平面”時(shí)，則無法使用“鏡像”命令。如圖1-6-58中，就無法以球體的表面作為“鏡面”。

圖1-6-58

 

當(dāng)然，是可以同時(shí)指定多個(gè)實(shí)體進(jìn)行“鏡像”命令，如圖1-6-59。

圖1-6-59

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