CAD着色和渲染处理文档格式.docx

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●单击【渲染】工具栏中的【消隐】

按钮。

使用以上任意一种方法后，系统将自动对当前视图中的所有实体进行消隐。

消隐完成后，AutoCAD提示消隐完成，同时在屏幕上显示消隐后的效果，如图9-2所示。

图9-2消隐后的效果

9.1.2更改隐藏线的显示特性

在三维实体中，隐藏线的属性可以在【隐藏线设置】对话框中进行更改。

在命令行中输入HLSETTINGS后按下回车键，或者选择【工具】︱【选项】命令，在打开的【选项】对话框中，选择【用户系统配置】选项卡，然后单击【隐藏线设置】按钮，即可打开如图9-3所示的对话框。

图9-3【隐藏线设置】对话框

该对话框中的设置将影响隐藏线的显示特性。

这些设置仅在使用HIDE命令或者使用SHADEMODE命令的【隐藏】选项时才可见。

9.1.3着色图像

用户可以使用AutoCAD提供的着色功能，对实体进行着色，着色功能比消隐功能更为强大。

它不仅可以对实体进行消隐，而且还可以对实体进行效果着色。

用户只需要命令行中输入SHADE命令后，即可启动着色功能。

执行着色命令后，AutoCAD会对当前视图区域中的图形进行着色。

着色后的图形只能在屏幕中显示出来，而不能打印出来，其效果如图9-4所示。

图9-4图像着色后的效果

此外，用户还可以使用着色模式来精确控制图像的着色过程。

选择【视图】︱【着色】命令，在弹出的下拉菜单中，选择合适的着色模式。

或者输入SHADEMODE命令后按下回车键。

其中，各命令选项与【着色】工具栏中的按钮全部相对应，如图9-5所示。

图9-5【着色】工具栏、下拉菜单及SHADEMODE命令提示行

在AutoCAD中有以下几种着色模式。

●二维线框和三维线框：

显示用直线和曲线表示边界的三维视图中的对象，如图9-6所示。

●消隐：

显示用线框表示的三维视图中的对象，同时消隐表示后向面的线，如图9-7所示。

图9-6线框着色模式图9-7消隐着色模式

●平面着色：

对在多边形表面之间的三维视图中的对象进行着色。

这样可以使对象的外观为镶嵌面并且不太光滑，如图9-8所示。

●体着色：

对三维视图中的对象进行着色，同时在多边形表面之间的边缘进行平滑处理。

这样可以使对象的外观显得较为平滑而且效果更加逼真，如图9-9所示。

图9-8平面着色模式图9-9体着色模式

●带边框平面着色：

该模式结合了平面着色和线框两种模式的效果，对象被平面着色，同时显示线框，如图9-10所示。

●带边框体着色：

该模式结合了体着色和线框两种模式的效果，对象被体着色，同时显示线框，如图9-11所示。

图9-10带边框平面着色模式图9-11带边框体着色模式

通过不同的着色模式，既可以得到不同的着色效果，又可以使用其他的三维模型进行以上方式的着色，从而进一步了解了各个模式之间的实质区别。

9.2渲染模型

渲染可以创建图形的近似真实的外观图像。

使用AutoCAD的RENDER命令，可以调整光源、材质和相机位置，这些选项提供了灵活地表达三维对象的方式。

但如果要得到更清晰、照片级的真实感三维模型图像，最好使用3DStudioMax。

9.2.1渲染工具栏

利用AutoCAD的【渲染】工具栏，可以设置不同的渲染选项，如图9-12所示。

每个按钮都与选择【视图】︱【渲染】命令后，弹出的快捷菜单中的命令相对应。

使用【渲染】工具栏中的按钮，可以方便快捷地设置光源、场景、材质、背景等选项。

其中，按钮名称及功能见表9-1所示。

图9-12【渲染】子菜单和工具栏

表9-1【渲染】工具栏中各按钮的名称及含义

图标

名称

含义

消隐

对当前视图中的图形进行消隐

渲染

单击可以打开【渲染】对话框

场景

单击可以打开【场景】对话框

光源

单击可以打开【光源】对话框

材质

单击可以打开【材质】对话框

材质库

单击可以打开【材质库】对话框

贴图

单击后选择对象，可以打开【贴图】对话框

背景

单击可以打开【背景】对话框

雾化

单击可以打开【雾化/深度设置】对话框

新建场景

单击可以打开【新建场景】对话框

编辑场景

单击后选择已建立的场景，可以打开【编辑场景】对话框

场景库

单击可以打开【场景库】对话框

渲染系统配置

单击可以打开【渲染系统配置】对话框

统计信息

单击可以打开【统计信息】对话框

9.2.2渲染对话框

用户可以在【渲染】对话框中，调整渲染的类型和质量，设置光源比例及背景。

但如果在AutoCAD中没有设置其他的渲染工具，则可以使用RENDER命令。

默认情况下，在没有指定场景或选择集时，RENDER命令将作用于当前视图。

如果图形中没有指定光源，RENDER命令将为图形分配一个“肩膀上方”的平行光源，此光源的强度为1。

在命令行中输入RENDER后按下回车键，系统将打开如图9-13所示的【渲染】对话框。

其中，各选项的含义如下所述。

图9-13【渲染】对话框及渲染效果

●【渲染类型】选项组用来确定渲染的类型。

用户可以通过下拉列表框，在一般渲染、照片级真实感渲染以及照片级光线跟踪渲染之间进行选择。

●在【要渲染的场景】的列表框中，列出了可以选用的渲染场景供用户进行选择。

场景是命名视图与一个或多个光源的组合。

对于同一命名视图，在不同光源组合下会得到不同的渲染效果。

如果未创建场景，系统默认为当前视图。

●【渲染过程】选项组用来设置渲染的默认方式，其中包含三种可用方式。

♦查询选择集：

控制在选择要渲染的对象时是否显示提示。

♦修剪窗口：

控制在渲染时是否创建一个渲染区域。

♦跳过渲染对话框：

渲染当前视图时，是否显示【渲染】对话框。

●【光源图标比例】控制插入到图形中的光源块的大小，默认的比例因子为1.0。

用户可以根据需要，修改比例因子的值为任意实数，光源块将按新比例值缩放。

●【平滑角度】设置一个临界角度，AutoCAD将按这个角度辨认是否为边。

默认角度为45°

，大于45°

的角将被视为边，小于45°

的角将被平滑处理。

●【目标】选项组用于控制图像的输出设置，共有三个选项。

♦视口：

渲染到当前视口。

♦文件：

渲染到一个文件。

当选择该选项时，必须单击【其他选项】按钮，根据需要选择文件的名称，设置输出到文件中的颜色和设置POSTSCRIPT图案。

♦渲染窗口：

渲染模型到【渲染窗口】中，如图9-14所示。

图9-14渲染窗口图9-15【窗口渲染选项】对话框

在该窗口中，用户可以通过选择【文件】︱【打开】命令，打开三种类型的文件：

图像文件（.BMP）、剪贴板文件（.dib）和.rle（.CLP）文件。

还可以对渲染的图像进行保存，如果有必要，可以选择【文件】︱【打印】命令打印图像。

【复制】命令用于将活动渲染窗口中的图像拷贝到剪贴板。

【选项】命令用于显示【窗口渲染选项】对话框，如图9-15所示，在此可以选择位图图像的纵横比（单位是像素）、颜色深度和布满窗口。

●【渲染选项】用于控制渲染的显示，可以使用四种主要选项和一种其他选项。

其中，各选项的含义如下。

♦平滑着色：

生成对象光滑的外观。

该选项将根据对象的表面和场景光线的方向，使渲染效果更加清晰和真实，如图9-16所示。

♦应用材质：

应用定义的表面材质并将其附着到图形中的一个对象上。

如果没有选择该选项，图形中的所有对象都使用*全局*材质定义的颜色、环境、反射、透明度、折射、凹凸贴图和粗糙度等属性值。

♦阴影：

生成阴影。

这个选项仅应用于照片级真实感渲染和照片级光线跟踪渲染中。

图9-16选中【平滑着色】复选框前后的对比效果

♦渲染高速缓存：

指定写入硬盘的缓存文件中的渲染信息。

只要图形或视图没有被修改过，缓存文件将被用于随后的渲染中，从而可以提高渲染速度。

♦其他选项：

显示一个提供其他渲染选项的对话框。

此对话框中的内容是可变的，取决于渲染类型是一般渲染、照片级真实感渲染、照片级光线跟踪渲染还是第三方应用程序。

●【子样例】列表框通过只渲染一部分像素来减少渲染时间，同时降低图像质量，但是能保留像阴影这类效果。

可以选择的比例值从1：

1（最佳）～1：

8（最快），如图9-17所示。

图9-17设置不同【子样例】值的对比效果

●【背景】按钮用于设置场景的背景。

单击此按钮将显示【背景】对话框，如图9-18所示，可以从中选择用于渲染的背景类型。

图9-18【背景】对话框

♦纯色：

选择单色的背景。

♦渐变色：

指定双色或三色百分度背景。

可以通过【颜色】组件及【水平】、【高度】和【旋转】控件来定义百分度。

♦图像：

使用位图文件作为背景，在图像区及环境区定义位图。

♦合并：

使用当前AutoCAD图像作为背景。

●【雾化/深度设置】按钮用于设置有距离的对象之间的显示效果。

单击该按钮，将显示如图9-19所示的对话框。

图9-19【雾化/深度设置】对话框

♦【启用雾化】开关控制启用雾化或关闭雾化，不影响对话框中的其他设置。

♦【雾化背景】控制不仅对几何图形进行雾化，而且对背景也进行雾化。

♦【颜色系统】控制AutoCAD是使用红、绿、蓝颜色系统还是使用色调、亮度、饱和度颜色系统。

♦【近距离/远距离】使用滑动条来定义雾化起始和终止的位置，他们的值是相机到后剪裁平面之间距离的百分比。

♦【近处/远处雾化百分率】定义近处和远处的雾化百分率，范围是从零雾化到百分之百雾化。

在【渲染】对话框中修改完相应的设置后，单击【渲染】按钮，AutoCAD将在当前的目标窗口中渲染选定的对象。

9.3课堂练习9-1：

实体渲染

AutoCAD提供了三种渲染对象的类型，当使用【一般渲染】时，不需要应用任何材质、添加任何光源，也不需要设置场景就可以对模型进行渲染。

在一个三维项目中，渲染所花费的机时通常是最多的。

通常包括三个步骤：

●准备模型。

包括绘图技术、消除隐藏面、构造平滑着色网格和设置视图分辨率。

●照明。

包括创建和放置光源以及创建阴影。

●添加颜色。

包括定义材质的反射质量和将材质与可见表面相关联。

下面就使用渲染命令，对图9-20所示的实体进行渲染操作。

图9-20渲染齿轮前后的对比效果

（1）打开已经制作好的齿轮实体，然后单击【渲染】工具栏中的【消隐】

按钮，对图形进行消隐。

（2）选择【视图】︱【渲染】︱【渲染】命令，或者单击【渲染】工具栏中的【渲染】

按钮，即可打开如图9-21所示的【渲染】对话框。

图9-21【渲染】对话框

（3）在【渲染类型】下拉列表框中，选择【照片级真实感渲染】选项，并使用默认的当前视图场景。

（4）接着，在【渲染选项】区域中，勾选【平滑着色】和【阴影】复选框。

设置【光源图标比例】为1，【平滑角度】为45°

。

（5）在【目标】列表框中选择【视口】选项，设置【子样例】为1：

1（最佳）选项。

（6）参数设置好后，单击【确定】按钮，系统将提示渲染过程，如图9-22所示。

图9-22显示渲染的进度

对于大型的三维实体，其渲染过程是比较复杂的，用到其他方面的知识也比较多，如美学、摄影等知识。

在渲染的过程中，还要给图形对象赋于合适的材质，选择恰当的光源，设置协调的背景或场景，以及设置渲染参数等。

只有这样，才能创作出优秀的作品。

9.4渲染选项

消隐和着色都能够使三维实体更加逼真，但是要真正意义上的三维实体模型，则需要使用渲染功能。

本节将从灯光、场景、材质、背景、雾化等多个方面详细介绍如何在AutoCAD中渲染三维实体，让用户的作品能够真实地再现。

9.4.1设置光源

在渲染过程中，光线是十分重要的部分，在场景中布置合适的光线，可以影响到实体各个部分的阴暗效果。

用户可以使用【光源】对话框进行设置。

在命令行中输入LIGHT后按下回车键，这时，将弹出如图9-23所示的对话框。

在该对话框中，可以设置环境光源等内容。

【强度】滑动条用于调整环境光（背景光）的强度，数值的范围为从0（关闭）到1（最亮）。

【颜色】选项组控制当前环境光的颜色。

如果要设置颜色，可以拖动红、绿和蓝滑动条，或者单击【选择自定义颜色】按钮、【从索引选择】按钮来选择合适的颜色。

最后单击【确定】按钮将接受修改的设置并关闭【光源】对话框。

如果单击【北方位置】按钮，则可以打开如图9-24所示的对话框，用来确定光的北方向。

图9-23【光源】对话框图9-24【北方位置】对话框

如果要修改一个光源，首先从【光源】列表中选择名称，然后单击【修改】按钮。

AutoCAD将根据所选的光源类型，显示相应的【修改】对话框，修改完成后，只要单击【确定】按扭，即可接受修改的设置。

注意不能修改光源的类型。

例如，不能将点光源变成平行光。

但是可以在同一位置删除点光源，并插入一个新的平行光。

在【光源】列表中选择要删除的光源名称，然后单击【删除】按钮，AutoCAD将删除选定的光源。

【选择】按钮用于从屏幕上选择一个光源。

当使用定点设备指定光源时，AutoCAD会暂时关闭对话框，当【光源】对话框重新显示后，选定的光源将在【光源】列表中被亮显。

1．新建点光源

点光源是从光源处向外发射放射性光的光源，其效果与一般的灯光类似。

在【新建】按钮右边的下拉列表框中，选择【点光源】选项，然后单击【新建】按钮，AutoCAD将弹出如图9-25所示的对话框。

图9-25【新建点光源】对话框

●在【光源名】文本框中指定光源名，该名称不能超过8个字符。

●在【强度】文本框中输入光源的强度或亮度。

如果输入0，则表示关闭光源。

点光源的最大强度由衰减设置和图形范围决定。

如果没有衰减，则最大强度为1。

如果是线性衰减，则最大强度值是图形范围的距离的两倍：

图形范围的距离为从左下角最小坐标到右上角最大坐标的距离。

线性衰减的默认值是光源最大强度的一半。

如果是平方衰减，则最大强度值是图形范围距离平方的两倍。

●【位置】选项组用于修改或显示光源及其目标的X、Y、Z坐标位置。

单击【修改】按钮，将暂时关闭对话框以便用定点设备指定光源的位置。

然后根据命令行的提示，输入光源位置，如图9-26所示。

单击【显示】按钮，即可打开【显示光源位置】对话框，用于查看点光源和目标的位置信息，如图9-27所示。

图9-26LIGHT命令提示信息　图9-27【显示光源位置】对话框

●【颜色】选项组可以使用RGB值控制点光源的颜色。

颜色样本显示当前的颜色。

要定义光源颜色，可以从AutoCAD颜色索引（255种颜色）、真彩色颜色以及配色系统颜色中选择。

图9-28【真彩色】选项卡　　图9-29【索引颜色】选项卡

●单击【选择自定义颜色】按钮，打开如图9-28所示的对话框。

在此对话框的【真彩色】选项卡中，可以直接使用鼠标选取颜色。

还可以调整颜色的色调、饱和度和亮度。

●单击【从索引选择】按钮，将打开如图9-29所示的对话框。

在【索引颜色】选项卡中，可以从AutoCAD的颜色索引中选取点光源的颜色。

当颜色选取完成后，单击【确定】按钮，即可在【新建点光源】对话框中预览颜色效果。

●【阴影】选项组用于控制阴影和阴影贴图。

选中【阴影打开】复选框，打开这个开关可以使点光源投射阴影。

阴影的类型由当前的渲染类型和【阴影选项】对话框中的设置决定，如图9-30所示。

图9-30【阴影选项】对话框

●【衰减】选项组用于控制光线如何随着距离增加而减弱。

距离点光源越远的对象显得越暗，包括以下选项。

♦无：

表示此时对象不论距离点光源是远还是近，明暗程度都一样。

♦线性衰减：

设置衰减与距离点光源的线性距离成反比。

例如，距离点光源2个单位时，光线强度是点光源的一半；

而距离点光源4个单位时，光线强度是点光源的四分之一。

♦平方衰减：

设置衰减与距离点光源的距离的平方成反比。

例如，距离点光源2个单位时，光线强度是点光源的四分之一；

而距离点光源4个单位时，光线强度是点光源的十六分之一。

点光源设置完成后，单击【新建点光源】对话框中的【确定】按钮，即可创建该点光源，如图9-31所示。

图9-31默认情况下的渲染效果和使用点光源的效果

2．新建平行光

平行光相当于太阳光，其光源位于无限远的地方，向某一方向发射。

在【新建】按钮右边的下拉列表框中，选择【平行光】选项，然后单击【新建】按钮，AutoCAD将弹出如图9-32所示的对话框。

图9-32【新建平行光】对话框

该对话框用于创建新的平行光或修改选定的平行光。

其中，与【新建点光源】对话框中，选项不同的含义如下。

●单击【太阳角度计算器】按钮，将打开如图9-33所示的对话框，从中可以指定时间和位置，以便渲染程序可以计算太阳的位置。

单击【地理位置】按钮，可以打开如图9-34所示的对话框。

在此通过使用城市或地图上的点来间接地指定太阳的纬度和经度。

●在【方位角】文本框中，输入基于大地的坐标来指定平行光的位置。

【方位角】滚动条的取值范围是从-180～180。

输入的角度将转换到这个范围中。

例如，输入315，滚动条将显示和它等效的-45。

如果输入值或使用滚动条调整方位角和仰角，图像控件就会改变，以便从视觉上反映值的变化。

也可以单击图像自身上的位置来改变方位角和仰角值。

图9-33【太阳角度计算器】对话框　　图9-34【地理位置】对话框

●在【仰角】文本框中，输入基于大地的坐标来指定平行光的位置。

【仰角】滚动条的取值范围是从0～90。

可以输入0到90之间的值。

同样，如果输入值或使用滚动条调整方位角和仰角，图像控件就会改变，以便从视觉上反映值的变化。

●【光源矢量】选项组用于显示用【方位角】和【仰角】设置光源位置产生的光源矢量。

也可以直接用X、Y和Z的形式输入值。

如果使用光源矢量指定平行光的方向，AutoCAD将更新【方位角】和【仰角】控件以显示新位置。

●单击【修改】按钮，将临时关闭对话框，以便通过指定两点使用定点设备来定义光源矢量。

平行光设置完成后，单击【新建平行光】对话框中的【确定】按钮，即可创建该平行光，如图9-35所示。

图9-35应用平行光渲染效果

3．新建聚光灯

聚光灯是从一点按锥形状态向一个方向发射光的，与舞台上用到的聚光灯的效果相同。

在【新建】按钮右边的下拉列表框中，选择【聚光灯】选项，然后单击【新建】按钮，AutoCAD将弹出如图9-36所示的对话框。

图9-36【新建聚光灯】对话框

【新建聚光灯】对话框中的【聚光角】和【照射角】选项分别用于定义最亮光锥的角度和完整光锥的角度。

其余各项含义与【新建聚光灯】对话框中的同名选项功能类似，固不再赘述。

9.4.2设置场景

在渲染图像时，可以插入或调整光源。

如有必要，可以将一个视图与一个或多个光源组合在一起，称之为场景。

场景可以命名并保存，在需要的时候调用它。

每次渲染图像时，都需要重复设置一组特定的条件，而制作场景可以避免这项重复的工作。

SCENE命令可以创建、管理场景，以得到不同视图在不同光源组合下的渲染效果。

执行SCENE命令后按下回车键，AutoCAD将弹出如图9-37所示的对话框。

其中，各选项的功能如下。

●单击【新建】按钮，可以打开如图9-38所示的对话框，用于向当前图形中添加新场景。

图9-37【场景】对话框图9-38【新建场景】对话框

用户可以在【场景名】文本框中指定新场景的名称，最多可达8个字符。

在【视图】选项中，列出了图形中的所用视图：

【当前】表示激活视口中的当前视图，当前场景中的激活视图将亮显，选择另一视图将使之成为该场景的新视图，一个场景中只能有一个视图。

【光源】列出当前图形中的光源：

【全部】表示图形中的所有光源，如果选择了【全部】选项，图形中的所有光源都被添加到场景中。

当前场景中的光源将亮显。

按住Ctrl键选择非亮显的光源时，可以将它添加到场景中。

选择一个高亮显示的光源将撤除此光源的选择并从场景中删除此光源。

●单击【修改】按钮，用于修改选定的场景。

AutoCAD将显示【修改场景】对话框，可以在其中添加或删除视图或光源，也可以修改场景的名称。

●单击【删除】按钮，可以删除当前图形中选定的场景。

9.4.3材质、材质库

利用AutoCAD的材质处理功能，用户可以创建自己的材质；

为图形设置所用材质；

将材质附着到对象上。

1．材质库

AutoCAD提供有材质库。

用户可以从材质库中输入、输入材质，以在渲染图形中使用这些材质。

在命令行中输入命令MATLIB后按回车键，或者选择【视图】︱【渲染】︱【材质库】命令，还可以单击【渲染】工具栏中的【材质库】

按钮，即可打开如图9-39所示的【材质库】对话框。

该对话框主要选项的功能如下。

●【当前图形】列表框内显示出当前图形可以使用的材质列表。

用户可以从列表框中清理掉没有附着的材质（所谓没有附着的材质，是指当前图形没有使用的材质）。

清理方法为：

在列表框中选中材质，然后单击【清理】按钮。

利用【另存为】按钮，能够将当前的材质列表框保存到材质库文件中。

●【当前库】选项组显示当前选择的材质库文件及库文件中的材质列表。

用户可以在列表框中选择材质库。

一旦确定了材质库，AutoCAD将在下面的列表框中显示出该材质库中的所有材质。

此外，用户可以通过单击【打开】按钮，打开其他材质库文件；

单击【保存】或【另存为】按钮可以将材质库列表中的各材质保存到指定的库文件中。

●当在【当前图形】或【当前库】列表框中选择了材质后，便可以单击【预览】按钮，在预览框中显示该材质的图案。

用户可以在该按钮下面的列表框中，确定是以【球体】形式还是以【立方体】形式预览材质图案，以观看图案的曲面效果和平面效果。

图9-39【材