2.2 绘制基本几何图元
基本概念
图元的概念：组成草图的图像元素，如直线、圆弧、圆、样条曲线、圆锥曲线、点、文本和坐标系等，如图2-8所示。
图2-8 图元示例
课堂讲解课时：2课时
2.2.1 设计理论
在草绘界面下单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【点】按钮
，将鼠标移动至绘图区中的预定位置，单击鼠标左键即可绘制一个草绘点。参考点的用途包括：标明切点位置、显示线相切的接点、标明倒圆角的顶点等。
2.2.2 课堂讲解
下面讲解绘制各类图元的方法。
1.绘制直线
直线可分成两种线型，即几何线和中心线。几何线所指的是实线；中心线所指的是虚线，其作用为辅助几何图形的建立，但两者绘制方法相同，下面进行介绍。
（1）几何线。在草绘界面下单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【直线】下拉列表框
，其列表框中依次为【线链】、【直线相切】按钮，如图2-9所示。在系统默认情况下为【线链】。
图2-9 【直线】下拉列表框
图2-10 两点绘制直线
图2-11 直线相切
（2）中心线。在草绘界面下单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【中心线】按钮
，在绘图区单击第一个点作为中心线的轴，然后移动鼠标使中心线摆动到需要的角度，单击鼠标即可完成中心线的绘制，单击鼠标中键可取消绘制，如图2-12所示。可以继续单击绘制中心线。
图2-12 绘制中心线
2.绘制矩形
在草绘界面下单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【矩形】下拉列表框
，其列表框中依次为【拐角矩形】、【斜矩形】、【中心矩形】和【平行四边形】按钮，如图2-13所示，在系统默认情况下为【拐角矩形】。
图2-13 【矩形】下拉列表框
图2-14 绘制拐角矩形
图2-15 绘制斜矩形
图2-16 绘制中心矩形
图2-17 绘制平行四边形
3.绘制圆
在草绘界面下单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【圆】下拉列表框
，其列表框中依次为【圆心和点】、【同心】、【3点】和【3相切】按钮，如图2-18所示，在系统默认情况下为【圆心和点】。
图2-18 【圆】下拉列表框
图2-19 通过【圆心和点】绘制的圆
图2-20 绘制同心圆
图2-21 通过【3点】绘制的圆
图2-22 绘制与3个图元相切的圆
4.绘制椭圆
在草绘界面下单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【椭圆】下拉列表框
，其列表框中依次为【轴端点椭圆】和【中心和轴椭圆】按钮，如图2-23所示，在系统默认情况下为【轴端点椭圆】。
图2-23 【椭圆】下拉列表框
图2-24 绘制轴端点椭圆
图2-25 绘制中心和轴椭圆
名师点拨
当椭圆Rx和Ry设置为相同的值时，即椭圆的长短轴相同，则椭圆被修改成一个圆。
5.绘制圆弧
在草绘界面下单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【弧】下拉列表框
，其列表框中依次为【3点/相切端】、【圆心和端点】、【3相切】、【同心】和【圆锥】按钮。因为【圆锥】不属于圆弧的范畴，因此【圆锥】
会在接下来的绘制曲线中进行详细介绍，本节不再赘述。如图2-26所示，在系统默认情况下为【3点/相切端】。
图2-26 【弧】下拉列表框
（1）3点/相切端。
●3点定弧：根据定义的3个点可以绘制圆弧。单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【3点/相切端】按钮
，在绘图区选定两个点作为圆弧的起点和终点，然后移动鼠标指针确定半径后单击鼠标左键，即可绘制出经过这3个点的圆弧，如图2-27所示。
图2-27 绘制圆弧
● 相切端定弧：根据定义的两个图元可以绘制圆弧。单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【3点/相切端】
按钮，在绘图区绘制与两个图元相切的圆弧，选定两个图元，即可绘制与选定两图元相切的圆弧，如图2-28所示。
图2-28 绘制相切圆弧
（2）圆心和端点：也可以根据圆心和半径绘制圆弧。
单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【圆心和端点】按钮
，使用鼠标在绘图区定义一个圆心，然后移动鼠标指针确定半径，最后移动鼠标指针确定圆弧的起点和终点即可。
（3）3相切：下面绘制与多个图元相切的圆弧。
单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【3相切】按钮
，在绘图区选定两个图元，如图2-29左图所示，系统会创建与选定两图元相切的圆弧；然后移动鼠标指针到第3个图元后单击鼠标左键，即可绘制出一个与选定图元相切的圆弧，如图2-29右图所示。
图2-29 选定图元并确定圆弧
（4）同心：还可以根据圆绘制同心圆弧。
单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【同心】按钮
，使用鼠标选定已经创建的圆弧或圆弧的圆心，定义为与其同圆心（如图2-30左图所示），然后移动鼠标指针确定半径（如图2-30中图所示），最后移动鼠标指针确定圆弧的起点和终点即可，如图2-30右图所示。
图2-30 选择圆弧、确定圆弧半径和确定圆弧端点
另外还有两种绘制圆弧的方法。
● 单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【圆形】按钮
，在绘图区绘制与两个图元相切的圆弧，选定两个图元，即可绘制与选定两图元相切的圆弧，如图2-31所示。
图2-31 绘制圆弧
● 单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【椭圆形】按钮
，在绘图区选定两个图元，即可绘制与选定两图元相切的圆弧，如图2-32所示。
图2-32 绘制椭圆弧
6.绘制圆锥曲线
单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【圆锥】按钮
，在绘图区选定两个点，确定圆锥曲线的两个端点，然后移动鼠标指针，确定曲线的rho值后单击即可。
rho值是指圆锥曲线的曲度，是表示曲线弯曲程度的量。rho可以在0.05～0.95的范围内取值，它的值越大，曲线的弯曲程度就越大，如图2-33所示。
图2-33 不同的rho值对应的圆锥曲线形状
7.绘制样条曲线
单击【草绘】工具选项卡【草绘】组中的【样条】按钮
，在绘图区选定若干个点，然后单击鼠标中键，即可完成样条曲线的绘制，如图2-34所示。
绘制样条曲线的方法比较简单，但是样条曲线往往要经过多次的修改编辑之后才能满足设计要求，所以读者必须熟练地掌握样条曲线的修改方法。
双击尺寸标注，在显示的文本框中直接输入数值后，按Enter键即可完成修改（如果输入的是负值，则曲线向反方向延伸），如图2-35所示。
图2-34 样条曲线
图2-35 样条曲线的尺寸修改
另外，还可以使用鼠标直接拖动样条曲线的控制点的方法对其进行修改，如图2-36所示。
图2-36 样条曲线的修改
双击样条曲线会打开如图2-37所示的【样条】工具选项卡。下面详细介绍如何使用该组对样条曲线进行修改。
图2-37 【样条】工具选项卡
（1）单击【点】标签，系统弹出如图2-38所示的【点】面板。当在样条曲线上选定一个控制点后，【选定点的坐标值】选项的【X】、【Y】数值文本框中即可显示该控制点的坐标值，直接输入数值并按Enter键即可完成修改。
（2）单击【拟合】标签，系统弹出如图2-39所示的【拟合】面板。【稀疏】选项的功能是简化样条曲线的控制点，其值越大，简化的控制点就越多，简化后曲线的变化就越大，如图2-40所示为样条曲线进行稀疏拟合后的形状；【平滑】选项的功能是使样条曲线变平滑，其值越大，曲线就会变得越平滑，如图2-41所示为样条曲线进行平滑拟合后的形状。
图2-38 【点】面板
图2-39 【拟合】面板
图2-40 稀疏拟合后的样条曲线
图2-41 平滑拟合后的样条曲线
（3）单击【文件】标签，系统弹出如图2-42所示的【文件】面板。它的功能是将当前的样条曲线以文件形式保存，这里需要定义一个参考坐标，选定一个参考坐标后，才可以激活上方的3个功能按钮。
图2-42 【文件】面板
以下是该面板中各按钮的功能。
【从文件读取点坐标】按钮：打开已经存在的样条曲线。
【将点坐标保存到文件】按钮：保存当前的样条曲线（文件名后缀为.pts）
【显示样条的坐标信息】按钮：弹出信息窗口，并显示样条曲线的详细信息。如图2-43所示为样条曲线的【信息窗口】。
图2-43 样条曲线的【信息窗口】
（4）单击【样条】工具选项卡中的【切换到控制多边形模式】按钮
，可以创建与样条曲线相切的多边形，仍可对控制点进行拖动编辑，如图2-44所示。
图2-44 样条曲线的相切多边形
（5）单击【样条】工具选项卡中的【曲率分析工具】按钮
，打开如图2-45所示的样条曲线曲率定义框。拖动鼠标转动旋钮或者直接改变相应数值可调整比例和密度值，并且可以查看修改曲线的曲率效果，如图2-46所示。
按下Ctrl+Alt键，并在绘图区单击鼠标，可以增加曲线的控制点。
图2-45 样条曲线曲率定义框
图2-46 样条曲线曲率分析图
2.2.3 课堂练习——绘制基本草图
课堂练习开始文件：无
课堂练习完成文件：ywj/02/2-1.sec.1
多媒体教学路径：多媒体教学→第2章→2.2练习
Step1 新建文件，如图2-47所示。
图2-47 创建草绘文件
Step2 绘制圆形，如图2-48所示。
图2-48 绘制圆形
Step3 绘制同心圆形，如图2-49所示。
图2-49 绘制同心圆形
Step4 绘制圆形，如图2-50所示。
图2-50 绘制圆形
Step5 绘制同一半径圆形，如图2-51所示。
图2-51 绘制同一半径圆形
Step6 绘制同心圆形，如图2-52所示。
图2-52 绘制同心圆形
Step7 绘制同半径圆形，如图2-53所示。
图2-53 绘制同半径圆形
Step8 绘制切线，如图2-54所示。
图2-54 绘制切线
Step9 绘制垂线，如图2-55所示。
图2-55 绘制垂线
Step10 绘制切线，如图2-56所示。
图2-56 绘制切线
Step11 删除线条，如图2-57所示。
图2-57 删除线条
Step12 绘制圆形，如图2-58所示。
图2-58 绘制圆形
Step13 设置相切约束，如图2-59所示。
图2-59 设置相切约束
Step14 删除线条，如图2-60所示。
图2-60 删除线条
Step15 绘制圆形，如图2-61所示。
图2-61 绘制圆形
Step16 绘制同心圆形，如图2-62所示。
图2-62 绘制同心圆形
Step17 绘制切线，如图2-63所示。
图2-63 绘制切线
Step18 绘制直线图形，如图2-64所示。
图2-64 绘制直线图形
Step19 删除线条，如图2-65所示。
图2-65 删除线条
Step20 绘制圆形，如图2-66所示。
图2-66 绘制圆形
Step21 设置相切约束，如图2-67所示。
图2-67 设置相切约束
Step22 删除线条，如图2-68所示。
图2-68 删除线条
Step23 绘制圆角，如图2-69所示。
图2-69 绘制圆角
Step24 完成草图绘制，如图2-70所示。
图2-70 完成草图绘制