别墅三维模型设计

别墅的三维图形

第23章

创建墙体 门、窗的创建 屋顶和台阶

别墅模型的颜色处理 本章小结

本章将介绍别墅三维图形的绘制，以上一章完成的平面图为基础，创建别墅的三维模型，并且对其进行一定的渲染操作。

23.1 创建墙体

23.1.1 获得墙体轮廓

从一层平面图和二层平面图中获得封闭的外墙，作为墙体的截面，具体的操作步骤为： （1）在AutoCAD 2004中，选择【文件／新建】菜单项，系统会弹出如图23.1所示的【创建新图形】对话框，选择【使用样板】创建新图形，以我们创建的样板为基础。

图23.1 创建新图形

（2）由于三维图形不需要标题栏，因此选择标题栏，将其从图形中删除。打开一层平面图，复制“墙体”层上的图形，粘贴在当前图形中，如图23.2所示。

图23.2 粘贴墙体

2

第23章 别墅的三维图形

（3）我们要建立的三维模型反映建筑的整体效果，因此不对内部结构进行建模，删除内部的墙体，并且对外部墙体进行整理（闭合门、窗洞口），得到如图23.3所示的图形。

图23.3 整理整体

（4）在AutoCAD 2004中打开二层平面图，复制“墙体”层上的图形，粘贴在当前图形中，如图23.4所示。

图23.4 粘贴二层墙体

（5）对得到的二层墙体，同样要封闭门、窗洞口，删除内部墙体，完成操作后得到如图23.5所示的图形。

3

图23.5 整理二层墙体

23.1.2 拉伸墙体截面

（1）对上一节获得的外墙轮廓线进行复制，然后将得到对象的内部线条删除，仅留下外部墙线，如图23.6所示。

图23.6 获得外墙线

（2）对二层的外墙轮廓线进行同样的操作，得到如图23.7所示的结果。

4

第23章 别墅的三维图形

图23.7 获得二层的外墙线

（3）选择【绘图／边界】菜单项，系统会弹出如图23.8所示的【边界创建】对话框。单击拾取点按钮，在所要创建的区域内部单击鼠标左键，按下Enter键返回【边界创建】对话框，单击【确定】按钮完成多段线边界的创建。

图23.8 【边界创建】对话框

（4）完成边界创建的操作后我们就在图形中创建了7个封闭多段线对象，选择【工具／快速选择】菜单项，系统会弹出如图23.9所示的【快速选择】对话框。在【对象类型】列表中选择“多段线”，其它参数保持不变，单击【确定】按钮，选中所有的多段线对象，使用MOVE命令将其移动到右侧，得到如图23.10所示的结果。

5

图23.9 快速选择的设置

图23.10 移动多段线的结果

（5）对一层的墙体进行拉伸。单击“实体”工具栏的“拉伸”按钮，按照命令行的提示进行操作：

当前线框密度: ISOLINES=4

选择对象: 指定对角点: 找到 2 个 选择一层墙体的内、外墙线。 选择对象:

指定拉伸高度或 [路径(P)]: 39 指定拉伸的倾斜角度 :

另外，对外部花池的墙体拉伸9个图形单位，完成操作后，得到如图23.11所示的结果。

6

第23章 别墅的三维图形

图23.11 拉伸墙体的结果

（6）使用EXTRUDE命令，与上一步骤同样的操作，将一层外墙线拉伸2.5个图形单位，作为一层顶板，如图23.12所示。

图23.12 拉伸一层外墙线

（7）使用EXTRUDE命令，将二层内、外墙线拉伸30个图形单位，作为二层墙体，如图23.13所示。

7

图23.13 拉伸获得二层墙体

（8）使用EXTRUDE命令，将二层外墙线拉伸2.5个图形单位，作为二层顶板，如图23.14所示。

图23.14 拉伸获得二层顶板

（9）单击“实体编辑”工具栏的“差集”按钮，执行布尔运算差集的操作，按照命令行的提示进行操作：

选择要从中减去的实体或面域...

选择对象: 找到 1 个 选择外墙线生成的实体。 选择对象:

选择要减去的实体或面域 ..

选择对象: 找到 1 个 选择外墙线生成的实体。 选择对象: 8

第23章 别墅的三维图形

完成操作后，得到如图23.15所示的结果。

图23.15 布尔运算的结果

（10）单击“实体编辑”工具栏的“并集”按钮，执行布尔运算的并集操作，按照命令行的提示进行操作：

选择对象: 找到 1 个 选择上一步骤生成的实体。 选择对象: 找到 1 个，总计 2 个 选择花池的墙体。

选择对象:

完成操作后，将墙体和花池变成一个实体。

（11）再次执行布尔运算差集的操作，将二层内墙线生成的实体从外墙线生成实体中减去，获得二层墙体，如图23.16所示。

图23.16 生成二层墙体

9

（12）将一层顶板放置在墙体上。单击“修改”工具栏中的“移动”按钮，按照命令行的提示进行操作：

选择对象: 找到 1 个 选择一层顶板对象。

选择对象:

指定基点或位移: 选择顶板的一个角点，如图23.17所示。

指定位移的第二点或 : '_pan 单击“标准”工具栏的“实时平移”按钮。 >>按 Esc 或 Enter 键退出，或单击右键显示快捷菜单。 正在恢复执行 MOVE 命令。

指定位移的第二点或 : 拾取墙体上对应位置的角点，如图23.18所示。

图23.18 拾取顶板的角点

图23.19 拾取墙体的角点

10

第23章 别墅的三维图形

完成操作后，得到如图23.20所示的图形。

图23.20 放置顶板的结果（经过HIDE消隐）

（13）使用同样的方法，将二层墙体和顶板放置在一层顶板的上面，完成操作后得到如图23.21所示。

图23.21 完成放置的墙体和顶板

23.1.3 开门、窗洞口

在墙体的的适当位置开门、窗洞口，可以使用布尔运算的差集操作，具体操作步骤为：

（1）在命令行中执行UCS命令，按照命令行的提示进行操作：

当前 UCS 名称: *世界*

输入选项 [新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)]

11

: n

指定新 UCS 的原点或 [Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z] : 3

指定新原点 : 指定墙体的角点。

在正 X 轴范围上指定点 : 指定墙体与地面交线上的一点，如图23.22所示。 在 UCS XY 平面的正 Y 轴范围上指定点 : 指定墙体竖直线上的一点。

图23.22 拾取墙体与地面交线上的一点

完成新建UCS的操作后，得到如图23.23所示的操作。

图23.23 新建UCS的位置

（2）在命令行中执行PLAN命令，按照命令行的提示进行操作：

输入选项 [当前 UCS(C)/UCS(U)/世界(W)] : 直接按下Enter键。

正在重生成模型。 12

第23章 别墅的三维图形

PLAN命令的作用是显示当前UCS的XY平面视图，完成操作后得到如图23.24所示的结果。

图23.24 显示当前UCS的XY平面

（3）单击“绘图”工具栏的“矩形”按钮，执行RECTANG命令，按照命令行的提示进行操作：

指定第一个角点或 [倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W)]: 17.4,8

指定另一个角点或 [尺寸(D)]: @27,18

完成操作后，得到如图23.25所示的图形。这时候，可能你会看不明白各条直线所在的墙体，这没关系，只要能在图形窗口中清楚地看到绘制的矩形即可。

图23.25 绘制窗口的边界

（4）单击“实体”工具栏的“拉伸”命令，拉伸窗户的边界，按照命令行的提示进行

13

操作：

当前线框密度: ISOLINES=4

选择对象: 找到 1 个 选择窗户的边界多段线。

选择对象:

指定拉伸高度或 [路径(P)]: -4 表示拉伸方向为Z轴的负方向。

指定拉伸的倾斜角度 :

完成操作后，得到如图23.26所示的结果。

图23.26 拉伸窗户边界

（5）单击“实体编辑”工具栏的“差集”按钮，将上一步生成的实体从墙体中减去，得到如图23.27所示的结果（窗户和墙体已变为一个对象）。

图23.27 布尔运算的结果 14

第23章 别墅的三维图形

（6）按照平面图上的尺寸，在一层墙体上开出外门和西侧的窗洞口，其尺寸分别为12×25、9×12，得到如图23.28所示的结果。

图23.28 开外门和西侧的窗

（7）按照平面图的尺寸，在三维实体上开所有的门、窗洞口，需要注意的是，在尺寸方面，所有的窗距离楼层地面均为8，窗户的高度为18（宽度为9的窗户高度为12）。完成操作后，得到如图23.29所示的结果。

图23.29 开门、窗洞口的结果

15

23.2 门、窗的创建

本节中，我们将要制作门和窗的模型，这样建筑的模型才会比较完善。

23.2.1 创建门

门的模型由门和门框组成，两者都由拉伸的方法生成，具体的操作步骤为：

（1）执行UCS命令，使用三点法创建新的用户坐标系，其位置如图23.30所示。

图23.30 创建新的用户坐标系

（2）使用PLAN命令，显示当前用户坐标系的XY平面视图。单击状态栏上的【对象捕捉】按钮，确保对象捕捉功能处于关闭状态。使用LINE命令，在图形中绘制如图23.31所示的门框和门的截面。

图23.31 门和门框的截面尺寸 16

第23章 别墅的三维图形

（3）单击“修改”工具栏上的“修剪”按钮，对截面进行适当的剪切，得到如图23.32所示的结果。

图23.32 剪切图形的结果

（4）选择【绘图／边界】菜单项，在图形窗口中创建门和门框两个多段线对象。单击“实体”工具栏上的“拉伸”按钮，将门框截面拉伸2个图形单位，门的截面拉伸1个图形单位，如图23.33所示。

图23.33 生成门的模型

（5）单击“修改”工具栏上的“移动”按钮，将门放置到墙体的门洞上，按照命令行的提示进行操作：

选择对象: 指定对角点: 找到 2 个 选择门和门框的实体。

选择对象:

指定基点或位移: 选择门框的角点，如图23.34所示。

指定位移的第二点或 : 选择门洞的对应的角点，如图23.35所示。

17

图23.34 选择门框的角点

图23.35 选择门洞的角点

（6）选择【格式／图层】菜单项，在图形中创建一个新图层，命名为“门框”，使用14号颜色。使用“图层”工具栏，将门和门框分别转移到“门”和“门框”层中，如图23.36所示。

图23.36 改变门和门框的图层 18

第23章 别墅的三维图形 23.2.2 创建窗

窗和门创建的方法基本一致，都是要创建边框和内部对象。对于窗户来说，需要创建窗框和玻璃，具体的操作步骤为：

（1）执行UCS命令，使用三点法在图形中创建新的用户坐标系，如图23.37所示（图中的窗为一层南侧的窗，大小为27×18）。

图23.37 创建新的UCS

（2）使用PLAN命令，显示当前UCS的XY平面。打开立面图，在图形中选择组成窗的直线，选择【编辑／带基点复制】菜单项，然后在当前图形中粘贴，得到如图23.38所示的结果。

图23.38 获得立面图的窗

（3）执行TRIM命令，剪切图形中的几条垂直直线，使内部的窗框形成一个连通的区

19

域，如图23.39所示。

图23.39 剪切垂直直线

（4）选择【绘图／边界】菜单项，对组成窗户的区域进行操作，并对得到的多段线进行整理，获得如图23.40所示的结果。

图23.40 生成多段线

（5）单击“修改”工具栏中的“复制”按钮，复制内部玻璃的截面，并将其放置在附近的位置上，如图23.41所示。

图23.41 复制玻璃截面 20

第23章 别墅的三维图形

（6）单击“实体”工具栏中的“拉伸”按钮，将上部的多段线拉伸1个图形单位，下侧的玻璃截面拉伸0.2个单位。然后使用布尔运算的差集操作，生成窗框的对象，如图23.42所示。

图23.42 生成窗框和玻璃

（7）选择【格式／图层】菜单项，打开【图层特性管理器】，在图形中创建一个新图层，命名为“玻璃”，使用141号颜色。使用“图层”工具栏，将窗框放置在“窗”层中，玻璃放置在“玻璃”图层中。 （8）在窗框上放置玻璃。单击“修改”工具栏上的“移动”按钮，将玻璃移动到窗框上，按照命令行提示进行操作：

选择对象: 指定对角点: 找到 8 个 选择所有的玻璃对象。

选择对象:

选择左上侧玻璃的一条边中点，如图23.43所示。 指定基点或位移: _mid 于 使用中点捕捉，

指定位移的第二点或 : '_pan 必要的情况下可以使用PAN命令平移图形（透明命令）。

按 ESC 或 ENTER 键退出，或者单击鼠标右键显示快捷菜单。

正在恢复执行 MOVE 命令。

指定位移的第二点或 : _mid 于 使用中点捕捉，选择窗框上对应边的中点，如图23.44所示。

图23.43 选择玻璃边的中点

21

图23.44 选择窗框边的中点

（9）单击“修改”工具栏上的“移动”按钮，将窗框和玻璃放置到墙体中的窗洞上，得到如图23.45所示的结果。

图23.45 放置窗户的结果

（10）使用同样的方法，创建其它窗洞的窗户，完成后得到如图23.46所示的结果。 22

第23章 别墅的三维图形

图23.46 完成窗户的图形

23.3 屋顶和台阶

从平面图中我们可以看出，在二层退层的位置使用了带有坡度的屋顶，本节我们主要介绍该部分模型的创建。具体的操作步骤为：

（1）执行UCS命令，使用三点法在图形中创建一个新的用户坐标系，其位置如图23.47所示。

图23.47 创建新的UCS

（2）单击“绘图”工具栏的“直线”按钮，在图形中绘制屋顶的边界线。要在当前XY

23

平面上绘制直线，又需要使用对象捕捉的功能，可以使用点过滤器，按照命令行的提示进行操作：

指定第一点: .xy 指定（.xy）过滤器。

于 拾取直线的起点，如图23.48所示。

(需要 Z): 0 指定Z轴方向的深度。

指定下一点或 [放弃(U)]: .xy

于 _endp 于 使用端点捕捉拾取直线的终点。

(需要 Z): 0

指定下一点或 [放弃(U)]:

完成操作后，得到如图23.48所示的图形。

图23.48 在XY平面上绘制直线

（3）单击“修改”工具栏的“复制”按钮，复制上一步所绘制的直线，按照命令行的提示进行操作：

选择对象: 找到 1 个 选择上一步骤绘制的直线。

选择对象:

指定基点或位移，或者 [重复(M)]: 选择直线的起点或者中点。

指定位移的第二点或 : 拾取被指定为基点的点（与上一次的拾取点一致，保证复制的对象在原来的位置）。

（4）单击“绘图”工具栏的“直线”按钮，绘制一条边界直线，按照命令行的提示进行操作：

指定第一点: .xy

于 拾取直线的起点。

(需要 Z): 0

指定下一点或 [放弃(U)]: .xy

于 拾取直线的终点。 24

第23章 别墅的三维图形

(需要 Z): 0

指定下一点或 [放弃(U)]:

完成操作后，得到如图23.49所示的直线。

图23.49 绘制边界直线

（5）单击“编辑”工具栏上的“延伸”按钮，将复制的屋顶边界线延长。按照命令行的提示进行操作：

当前设置:投影=UCS，边=延伸

选择边界的边...

选择对象: 找到 1 个 选择上一步骤绘制的直线。

选择对象:

选择要延伸的对象，或按住 Shift 键选择要修剪的对象，或 [投影(P)/边(E)/放弃(U)]: 选择所要延伸的直线。

选择要延伸的对象，或按住 Shift 键选择要修剪的对象，或 [投影(P)/边(E)/放弃(U)]:

完成操作后，得到如图23.50所示的结果。

图23.50 延伸屋顶边界线

25

（6）使用“图层”工具栏，只保留两条屋顶线（将其放置在新建的“屋顶”层）所在图层的显示，关闭其它的图层。使用MOVE命令，将较短的一条屋顶边界线向上移动20个单位，如图23.51所示。

图23.51 移动屋顶边界线

（7）单击“绘图”工具栏的“直线”按钮，在图形中绘制两个直角三角形，屋顶边界线作为直角三角形的斜边，如图23.52所示。

图23.52 绘制直角三角形

（8）选择【修改／拉长】菜单项，对直角三角形的两个斜边进行拉长，按照命令行提示进行操作：

选择对象或 [增量(DE)/百分数(P)/全部(T)/动态(DY)]: de

输入长度增量或 [角度(A)] : 3

（单击的位置决定延长的方向）。 选择要修改的对象或 [放弃(U)]: 选择边界直线左侧的部分

选择要修改的对象或 [放弃(U)]:

完成操作后，得到如图23.53所示的结果。 26

第23章 别墅的三维图形

图23.53 拉长直线的结果

（9）单击“修改”工具栏中的“偏移”按钮，将延长后的直线向上分别偏移1个单位，然后使用直线连接偏移得到的图形和原来图形，得到矩形的区域，作为屋顶的截面，如图23.54所示。

图23.54 获得屋顶截面

（10）选择【绘图／边界】菜单项，将屋顶的截面转化成多段线，操作完成后，系统将会提示“BOUNDARY 已创建 4 个多段线”，获得4个多段线对象。

（11）单击“实体”工具栏的“拉伸”按钮，对上一步获得的4个多段线对象进行拉伸操作，各个对象的拉伸高度不同，一定要按照下面的参数进行操作（学习本节之后，请读者思考为什么要按这样的尺寸操作，有没有其它的方法可用）：