三维造型技术
浅析机械制图教学中三维实体造型技术的应用
图 想 象 实体 形 状 的练 习 中 ． 生 的 空 间想 象 力起 着 至 关 重 要 的 学
作用。
机械 制 图 教 学传 统 教 育 技 术分 析
做 出 的 模 型 精 度 高 、 感 好 、 象 逼 真 、 彩 丰 富 ， 受 学 生 欢 质 形 色 极 迎 。在具 体 演 示 中 。实 体 ” 以 实现 任 意 方 向 的旋 转 、 意 截 面 “ 可 任 的剖 切 ． 以 清 晰 地 观察 物体 的各 部 分 结 构 。 大量 的 制 图 教 学 可 实践证明 ． 三维 实 体 造 型 技 术 不 仅 可 完 全 避 免 传 统 制 图教 育 技 术 的 弊端 ． 而且 能 更 有 效 地 培 养 学 生 的 空 间 想 象 力 ． 而 提 高 进
要 教 学 点 ． 论 雕 刻 土 豆 还是 捏 橡 皮 泥 。 于 误 差 大 都 无 法 把 无 由 截 交 线 、 贯 线 的形 成 及 形 状 表 达 清 楚 。 得 好 的学 生 寥 寥 无 相 学
几。
再 从 立体 形 状 绘 制 二 维 图 形 ． 实行 “ 一体 一 图” 即 图 的教 学模 式 。 这 一模 式 违 反 了人 们 对 形 体 的认 知 规 律 ． 学 者 非 常难 懂 ． 难 初 很 在 头脑 中建立 空 间关 系 。将 三 维 实体 造型 技 术 引入 制 图教学 后 ． 制 图教 育技 术 有 了飞 跃发 展 于 Ｓ ｌ ｗ ｒｓ 软 件 强 大 的三 维 基 ｏｄ ｏｋ 等 ｉ
教育技 术
２１． ００ ９
浅析机械制 图教学 中三维实体造型 技术 的应用
球
刘 莹
（ 宁夏 民族 职 业技 术 学院 宁夏 吴 中 ７ １０ ） ５ １０
三维建模技术的分类
三维建模技术的分类三维建模技术是指通过计算机技术，用三维坐标系来描述、构建物体的过程。
它不仅应用于工业设计、建筑设计，也被广泛应用于游戏制作、电影制作、虚拟现实等方面。
针对不同需求，三维建模技术可以分为以下几类：1.参数建模参数建模是基于经过高度参数化的三维几何图形在允许的区间范围内进行变形，调整参数来实现建模目标的一种方法。
通过在几何图形中添加不同参数，可以调整其尺寸、比例、曲率等属性，非常适用于产品的形态设计等需求。
2.雕刻建模雕刻建模是通过对三维模型进行点、线、面、体等多种几何变换，将模型逐渐变化成所需形状的一种方法。
雕刻建模能够实现从简单的几何体到非常复杂的形状，因此非常适合于制作有艺术性的造型设计等领域。
3.实体建模实体建模是利用计算机来计算物体在三维空间中的形态，并通过算法等方式生成三维实体模型的方法。
在实体建模中，可以运用体积建模、布尔运算、曲面变形等多种技术来构建复杂的三维模型。
与雕刻建模不同的是，实体建模更强调物体形态的实现与重现，非常适用于建筑、机械制造、工业设计等领域。
4.曲面建模曲面建模是通过预设曲面的点线面来创造出更加复杂的几何形式，进而实现精度更高的三维模型。
与实体建模相比，曲面建模强调表现物体的光滑曲面，尽可能地接近自然形态。
曲面建模广泛应用于汽车外壳、飞机壳体等产品的设计领域。
5.边缘建模边缘建模是基于边缘的一种建模方式。
它将物体分成“边缘”和“面”的两个部分，通过变换边缘来调整物体形态。
边缘建模适合于处理关键几何特征，如圆角、边角、重要的棱角和顶点等。
6.流体建模流体建模是采用基于物理的数学模拟技术，辅以计算机动态计算的一种建模方式。
它模拟液体、气体、粉末等流体物理特性的一般过程。
应用于产品设计、广告宣传等领域，能够制作出非常生动、逼真的流体动画。
总结：以上几种三维建模技术可以根据需要进行组合，使得三维模型更加精细、更具专业性。
每一种技术都有其特定的应用场景，需要结合实际情况进行选择。
三维实体造型技术实训报告
三维实体造型技术实训报告
一、实训目的。
通过对三维实体造型技术的实训，掌握基本的三维建模技术和软件操
作技能，能够熟练使用相关软件进行三维实体的建模和设计，为今后的工
作和学习打下坚实的基础。
二、实训内容。
1.三维建模软件的介绍：本次实训使用的三维建模软件是SketchUp，通过讲解软件的基本操作和功能，让学员了解软件的使用方法和技巧。
2.三维建模的基本操作：学习三维建模的基本操作，包括基础工具的
使用、线条的绘制、对象的编辑和修改等。
3.三维建模的进阶操作：学习三维建模的进阶操作，包括根据实际需
求进行建模、加入材质和纹理、使用插件进行扩展等。
4.实战演练：通过实际案例的演练，让学员能够将所学的技能应用于
实际生产和设计中。
三、实训收获。
经过本次实训，我掌握了三维实体造型技术的基本原理和操作技巧。
在学习过程中，我深刻理解到三维建模技术在现代设计和制造中的巨大作用，也意识到了技术的复杂性和技能的重要性。
在实践中，我通过对不同的实际案例进行建模和设计，深入实践了所
学的技术。
通过实战演练，我不断探索和尝试，不断创新和改进，逐渐形
成了自己的建模风格和技术路线。
同时，在实训中，我也加强了对团队合作和交流的认识。
在与他人合作和讨论中，我不仅学到了更多的技术知识和方法，也锻炼了自己的沟通能力和团队合作能力。
总之，本次实训让我受益匪浅，对于将来的工作和学习都有很大的帮助。
我将继续学习和深入探索三维实体造型技术，不断提升自己的技能和实践能力。
工程制图三维建模
a.并运算
b.差运算 两圆柱交并差运算
c. 交运算
退出
二、参数化特征造型
1. 概念：以实体造型为基础，用具有一定的设计或加工 功能的特征作为造型的基本单元建立零部件的几何模型。 参数化技术是特征造型的主要特点，参数化是指使用约 束来定义和修改几何模型，约束主要包括尺寸约束、拓 扑约束。
2. 特征造型的几个概念
画法几何与工程制图
Descriptive Geometry and Engineering Drawing
主讲人：
许幸新
河南理工大学机械与动力工程学院 School of Mechanical and Power Engineering in Henan Polytechnic University
（a）并运算生成圆柱体 （b）差运算生成圆柱孔 并运算和差运算拉伸
退出
三、 常见的特征生成方法及基本体造型 拉伸特征的创建
退出
旋转特征的创建
退出
放样特征的创建
退出
扫描特征的创建
退出
置放性特征的创建
指定平面 指定边线 指定边线 倒角 倒角 抽壳
倒角 指定边线
退出
四、截切体与相贯体的造型
1．截切体 可看成基本体与被切去形体的差运算结果。
a. 在草图平面上绘制草图
b. 按并运算拉伸生成特征 (2)半球与圆柱相交
c. 按差运算拉伸生成特征
退出
5.5 组合体三维造型
一、组合体的CSG描述
1、CSG表示法 三维实体模型的计算机内部表示，其实质是利用正则 集合运算，即运用并（∪）、交（∩）、差（—），将复 杂形体定义为简单体素的合成。 2、组合体的CSG表示法 用一棵有序的倒置二叉树来表示组合体的集合构成方式， 二叉树的树根表示组合体（S），二叉树的树梢对应构成 组合体的体素——树梢体素（Si），树杈为归范化布尔运 算（交、并、差）运算符号，不同位置树杈的集合构形方 式对应着不同层次的组合体，较低层次组合体又成为构造 更高层次组合体的体素 。
三维造型技术在设计领域的探索与创新
三维造型技术在设计领域的探索与创新1. 引言随着科技的不断进步，三维造型技术在设计领域中的应用越来越广泛。
这种技术能够通过数字化手段将平面设计转化为立体的形态，给设计师提供更多的创造空间和表现手段。
本文将探讨三维造型技术在设计领域的探索与创新，分别从建筑设计、产品设计和服装设计三个方面进行介绍。
2. 三维造型技术在建筑设计中的应用建筑设计是三维造型技术应用最为广泛的领域之一。
传统的平面图和模型所能提供的信息有限，而三维造型技术可以通过数字化手段将建筑设计转化为真实场景的模拟。
通过三维建模、渲染和动画等技术，设计师可以更加直观地展示设计理念，提高沟通效率。
此外，利用三维打印技术，设计师还可以将设计图纸快速转化为实体模型，以便于更好地评估和修改设计方案。
3. 三维造型技术在产品设计中的应用产品设计是另一个广泛应用三维造型技术的领域。
传统的产品设计依靠手绘草图和物理模型，限制了设计师的创作和展示方式。
而通过三维造型技术，设计师可以在计算机中进行虚拟设计，直观地调整产品的外观和结构，提高设计效率。
同时，三维造型技术还可以帮助设计师模拟产品的使用场景，评估设计的人机工程学和功能性。
此外，通过三维打印技术，设计师还可以快速制作出产品的物理模型，用于展示、测试和市场推广。
4. 三维造型技术在服装设计中的应用服装设计是相对较新的应用领域，但其应用潜力巨大。
传统的服装设计依赖于手工裁剪和缝制，设计师的创作受到时间和技术的限制。
而通过三维造型技术，设计师可以在计算机中展开立体裁剪，实时预览设计效果，并进行修改和调整。
此外，三维造型技术还可以帮助设计师模拟服装的穿着效果，评估设计的舒适性和流线型。
通过三维打印技术，设计师还可以将设计图案快速转化为服装样品，减少制作成本和时间。
5. 三维造型技术在设计领域的挑战和未来展望尽管三维造型技术在设计领域中的应用已经取得了一定的成果，但仍然存在一些挑战。
首先，三维造型技术对设计师的技术要求较高，需要具备一定的计算机技能和三维建模经验。
三维造型方法概述
三维造型方法概述
三维造型方法是一种在计算机图形学中广泛使用的技术，用于创建和表示三维对象。
以下是一些常用的三维造型方法：
1.几何造型法：这是早期的一种方法，主要通过一些基本几何元素（如点、线、面、体等）来构造三维模型。
这种方法虽然简单，但表达能力有限，对于复杂的模型构建效率较低。
2.边界表示法：这种方法将三维模型表示为一系列的边界曲线和曲面，每个边界都由一组参数化的曲线和曲面定义。
这种方法表达能力较强，但计算复杂度较高。
3.构造实体几何法：这是一种基于集合运算的方法，通过一组基本几何元素的布尔运算来构造三维模型。
这种方法表达能力较强，计算效率较高。
4.参数化造型法：这种方法通过一组参数来定义三维模型的形状，参数之间存在一定的约束关系。
这种方法表达能力较强，但计算复杂度较高。
5.自由造型法：这是一种基于用户交互的方法，用户可以通过鼠标或触摸屏等设备直接在计算机图形界面上进行
操作，构建三维模型。
这种方法表达能力较强，但需要一定的计算机图形学知识。
以上这些方法各有优缺点，适用于不同的应用场景。
在实际应用中，通常会根据具体需求选择合适的方法。
三维几何建模技术
局限性
无法观察参数的变化，不可 能产生有实际意义的形体
不能表示实体、图形会有 二义性 不能表示实体 只能产生正则形体 抽象形体的层次较低
实体模型
4.3 实体模型的构造方法
常常是采用一些基本的简单的实体（体素），然后 通过布尔运算生成复杂的形体。 实体建模主要包含两个方面的内容：体素的定义与 描述，体素之间的布尔运算。 体素的定义方式有两类： １）基本体素 可以通过输入少量的参数即可定义的体素。 ２）扫描体素 又可分为平面轮廓扫描体素和三维实体扫描体 素。平面轮廓扫描法是一种将二维封闭图形轮廓，沿指 定的路线平移或绕一个轴线旋转得到的扫描体，一般使 用于回转体或棱柱体上。
E:{E1, E2, E3, E4}
E2
V1 F1 E
E1
F2
E E3 V2
E
E4
4.2 几何建模技术
• 几何建模系统分类 （1）二维几何建模系统 （2）三维几何建模系统 • 根据描述方法及存储的几何信息、拓扑信 息的不同，三维几何建模系统可分为三种 不同层次的建模类型： 线框建模、表面建模、实体建模。
产品建模的步骤：
现实物体
抽象化
想象模型
格式化
信息模型 具体化 计算机内部模型
4.1 几何造型技术概述
产品建模技术的发展 20世纪60年代 几何建模技术产生 初始阶段主要采用线框结构，仅包含 物体顶点和棱边的信息。线框建模 表面建模，增加面的信息。
20世纪70年代
20世纪70年代末 实体建模，包含完整的形体几何信 息和拓扑信息。
4.2 几何建模技术
1）顶点坐标值存放在顶点表中； 2）含有指向顶点表指针的边表，用来为多边形的每 条边标识顶点； 3）面表有指向边表的指针，用来为每个表面标识其 组成边。
小学信息技术六年级下册《第1课 三维造型初体验》教案
小学信息技术六年级下册《第1课三维造型初体验》教案一年纪：小学六年级下册学科：信息技术教材版本：泰山版【教材分析】旨在帮助六年级的学生了解和掌握三维造型的基本知识和技能。
在这堂课中，学生将学习如何使用3D设计软件来创建和编辑立体图形，如正方体和球体，并能根据实际需要进行简单的创意组合设计。
教学的重点是让学生学会使用3D软件构建常用的立体图形，修改颜色，并进行简单的创意组合设计。
教学难点在于让学生分别观察、调整四种视图方式下的球体位置，最终呈现出球体从上方嵌入正方体的效果。
一、教学目标知识与技能目标：认识和了解3D设计软件的界面，学会从多角度观察场景中的物体。
学会构建正方体和球体，并能够使用四格视图调整物体的位置。
根据实际需要，设计一个立体红绿灯模型。
过程与方法目标：通过观察各式各样的3D打印实物，让学生了解经过设计和雕刻就能创造出不同的艺术品。
通过创设情境任务，增强学生上机操作实践的创作欲望，激发学生的学习兴趣。
情感态度价值观目标：培养学生观察思考、自主探究的能力。
培养学生空间想象能力和创意设计的能力，能够学以致用，会根据实际需要设计简单的立体模型。
二、教学重难点教学重点：会使用3D软件构建常用的立体图形，修改颜色，会简单的创意组合设计模型。
教学难点：分别观察、调整四种视图方式下的球体位置，最后呈现岀球体从上方嵌入正方体的效果。
三、教学过程欣赏实物，导入新知。
向学生展示实物雕塑，接着向学生展示3D绘画，让学生了解3D艺术的魅力。
引导探究，学习新知。
a. 观看微课视频，认识设计软件的界面，学会从多角度观察场景中的物体。
b. 学会构建正方体和球体，并会修改他们的颜色，进行创意组合。
c. 将绿球移到正方体上方，单击屏幕下方的“视图——切换四格视图”，分别调整四种视图方式下的球体位置，使小球位于正方体的上方中间位置。
挑战练习。
运用所学到的知识设计一个“立体红绿灯模型”。
课堂小结。
学生谈收获，师生共同小结作业。