Введение в autocad

               ДЕ 1.1 Введение в дисциплину. Основы AutoCAD.

Обзор систем компьютерной графики, области их применения.

Интерфейс AutoCAD. Меню и панели инструментов, командная строка. Технология работы с командами AutoCAD. Справочная система.

Создание, открытие и сохранение чертежа.

Управление видами и компоновка изображения на экране.

Средства организации  чертежа: слои, цвета, тип и толщина  линий.

                                         Основы AutoCAD

                             Системы компьютерной графики

Компьютерной  графикой называется создание и обработка  графических изображений с помощью  вычислительной техники.

Выделяют два  вида компьютерной графики: растровая и векторная.

Растровые изображения хранятся в памяти компьютера в виде набора значений, определяющих цвета конкретных точек (пикселей). Этот вид графики применяется главным образом для обработки фотографий. Одной из наиболее популярных систем растровой графики является Adobe Photoshop.

Векторные изображения хранятся в виде формул, описывающих различные геометрические фигуры. Векторные данные легко масштабируются и поддаются различного рода манипуляциям (вращению, вытягиванию, сжатию и т.п.). В полиграфии применяются такие системы векторной графики как Adobe Illustrator и Corel Draw. Векторная графика широко применяется также в системах автоматизированного проектирования, одной из наиболее распространенных является AutoCAD.

Система AutoCAD способна выполнять практически все виды чертежных работ, необходимых в самых разнообразных областях технического проектирования. Эта система используется в архитектурных, машиностроительных САПР, геоинформационных системах, электротехнике и т.д.

Первые версии системы AutoCAD содержали в основном инструменты для создания простых двумерных чертежей, которые постепенно развивались и дополнялись. Сейчас эта система позволяет строить сложные трехмерные модели и на ее основе получать необходимые чертежи.

Интерфейс AutoCAD

В рабочем окне AutoCAD можно выделить 4 функциональные зоны:

• графическая зона;
• окно командных строк;
• меню  и панели инструментов;
• строка состояния.

 

Графическая зона

Графическая зона занимает основную часть экрана. В  ней строятся и отображаются чертежи  и трехмерные модели.

При движении курсора  в графической зоне он имеет вид  перекрестия, которое используется для указания координат точек. В  центре перекрестия находится небольшой  квадрат, который служит для указания и выбора графических объектов.

В левом нижнем углу графической зоны находится  пиктограмма системы координат. Направления стрелок пиктограммы  совпадают с положительным направлением соответствующих осей текущей системы  координат.

Окно командных  строк

В нижней части  экрана находится окно командных  строк. Это окно можно перемещать или изменять его размер.

Вся работа с AutoCAD основана на применении различных команд: для построения объектов, редактирования, настройки параметров чертежа. Весь диалог пользователя с системой отображается в командной строке. Выполнение любой команды AutoCAD можно запустить, если ввести ее текст непосредственно в командную строку.

Меню и панели инструментов

В верхней части  экрана находится строка системного меню AutoCAD. Под ней расположены панели инструментов. Панели инструментов можно перемещать в любое удобное место на экране и закреплять их у края экрана.

Меню и панели инструментов используются для более  удобного ввода команд AutoCAD.

Перечень выводимых  на экран панелей инструментов определяется в диалоговом окне, которое открывается  с помощью пункта меню View (Вид) – Toolbars (Панели). Кроме того, список панелей инструментов может быть открыт щелчком правой кнопкой мыши по любой панели инструментов.

Строка состояния

В самой нижней части экрана находится строка состояния. В ней выводятся текущие координаты, а также содержатся несколько  кнопок для настройки параметров черчения.

Работа с командами

Для того чтобы  в системе AutoCAD выполнить какое-либо действие, нужно ввести соответствующую команду.

Существуют три основных способа для ввода команды AutoCAD:

1. ввод команды в командной строке (для завершения ввода команды нужно нажать Enter);

 

2. выбор нужной команды из главного меню ЛКМ;
3. щелчок ЛКМ по кнопке на панели инструментов.

После того, как  пользователь ввел команду, система  задает уточняющие вопросы.

Например, для  того, чтобы построить линию, нужно  ввести команду  ОТРЕЗОК. Система выведет в командной строке сообщение Specify first point Первая точка. После указания первой точки нажатием Enter AutoCAD выведет следующий запрос: Specify next point or [Undo] Следующая точка или отменить. Часть запроса, заключенная в квадратные скобки, называется опциями.

Большинство команд имеют несколько уточняющих опций. Каждая опция имеет ключевую букву, которая выводится заглавной. Чтобы выбрать опцию, надо ввести ключевую букву и нажать Enter.

Нажав Esc, можно отказаться от выполнения команды до ее завершения.

Работа с файлом чертежа

Чертежи AutoCAD хранятся в файлах с расширением dwg. Основные операции над файлами собраны в меню File (Файл) и в панели инструментов Standard (Стандартная).

Создание нового чертежа

Для создания нового чертежа используется пункт меню File (Файл) – New ( Создать) или соответствующая команда СОЗДАТЬ. Эта команда выводит на экран диалоговое окно, содержащее список шаблонов. Шаблон может содержать рамки, штампы и различные настройки. Для того чтобы создать новый чертеж на основе шаблона, нужно выбрать из списка требуемый шаблон и нажать кнопку Open (Открыть).

Открытие существующего  чертежа

Для открытия ранее  созданного чертежа используется пункт  меню File (Файл) – Open (Открыть) или соответствующая команда OPEN. Эта команда выводит диалоговое окно, в котором нужно выбрать требуемый файл и нажать кнопку Open (Открыть).

Для того чтобы  открыть чертеж только для чтения, нужно выбрав требуемый файл, нажать кнопку со стрелкой около кнопки Open (Открыть) и в выпадающем списке выбрать пункт Open Read-Only (Открыть   только для чтения). В этом случае в файл можно вносить изменения, но сохранить их можно только при сохранении файла с новым именем.

Сохранение чертежа

Для сохранения чертежа  используется пункт меню File (Файл) – Save (Сохранить) или соответствующая команда QSAVE. Эта команда сохраняет открытый чертеж в файле с тем же именем. Если имя файла задано еще не было, на экран будет выведено диалоговое окно для указания имени и месторасположения файла.

Для того чтобы  сохранить чертеж в другом файле, используется пункт меню File (Файл) – Save As (Сохранить как) или соответствующая команда SAVEAS. При этом на экран будет выведено диалоговое окно, в котором необходимо указать имя и месторасположение файла.

Управление видами

Панорамирование и зумирование изображения

Во время черчения или просмотра чертежа часто  возникает необходимость сдвинуть, увеличить или уменьшить изображение.

Для перемещения  изображения используется команда  ВИД –ПАНОРАМИРОВАНИЕ – В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ. При выполнении этой команды указатель мыши принимает форму ладони. Нажав и удерживая левую кнопку мыши, можно перемещать изображение. Для завершения этой команды нужно нажать Esc или Enter. Имеется много других вариантов выполнения   команды ПАНОРАМИРОВАНИЕ.

Для перемещения  изображения можно также использовать стандартные для Windows полосы прокрутки.

Для изменения  масштаба изображения используется команда   ВИД –ЗУМИРОВАНИЕ- В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ. При выполнении этой команды указатель мыши принимает форму увеличительного стекла. Нажав левую кнопку и перемещая мышь, можно изменять масштаб изображения. Для завершения этой команды нужно нажать Esc или Enter.

Для изменения  точки зрения на модель используется пункт меню View (Вид) – 3D Views (3D виды).

Для произвольного  вращения трехмерной модели используется пункт меню View (Вид) – 3D Orbit ( орбита).

Видовые экраны

В AutoCAD есть возможность разделить графическую зону на несколько независимых областей. Они называются видовыми экранами.

Например, в одном  экране можно вывести весь чертеж, а в другом увеличенный фрагмент. Для трехмерных моделей можно, например, вывести вид сбоку и вид  сверху.

Для того чтобы  изменить конфигурацию видовых экранов, используется пункт меню View (Вид) – Viewports (Видовые экраны) – New Viewports (Новые  ВЭ). При выборе этого пункта меню открывается диалоговое окно для выбора конфигурации создаваемых видовых экранов. В результате графическая зона будет разделена на несколько частей. Имеется много других вариантов выполнения   команды  Видовые экраны.

Активным в  каждый момент времени является только один видовой экран. Чтобы активизировать экран, нужно щелкнуть по нему мышью. Перемещаться между видовыми экранами можно во время построения какого-либо объекта.

Слои, цвета, типы и толщина линий

Работа со слоями чертежа

Для упорядочения чертежа в AutoCAD используются слои. Обычно в отдельных слоях располагаются различные объекты:осевые и вспомогательные линии, поясняющие надписи, размерные надписи и т.д. Каждый объект принадлежит какому-либо слою. По умолчанию в AutoCAD создается один слой с именем «0». Выполнять построения в этом слое не рекомендуется.

Каждый слой имеет  имя, цвет, тип и толщину линий. Кроме того, слои имеют четыре параметра состояния. Эти параметры управляют видимостью слоев, возможностью их регенерации и внесения изменений.

Параметр On/Off (Включенный/Отключенный). Включенные слои являются видимыми. Отключенные слои невидимы, но включаются в процесс регенерации чертежа.

Параметр Thawed/Frozen (Размороженный/Замороженный). Размороженные слои являются видимыми. Замороженные слои невидимы и не могут быть отредактированы, а также не регенерируются со всем чертежом.

Параметр Unlocked/Locked (Разблокированный/Заблокированный). Разблокированные слои являются видимыми и могут корректироваться. Заблокированные слои также видимы, но не поддаются корректировке.

Параметр Plottable/Not Plottable (Печатаемый/Непечатаемый). Этот параметр определяет, будут ли слои печататься. Выключенные и замороженные слои не печатаются в любом случае.

Для работы со слоями чертежа используется пункт меню Format (Формат) – Layers (Слой) или соответствующая команда LAYER.

При выполнении этой команды открывается диалоговое окно со списком слоев. В этом окне можно создать новый слой, удалить  существующий, изменить имя слоя, назначить  для слоя цвет, тип и толщину  линий, сделать слой невидимым, отменить печать слоя, заморозить слой, сделать  слой текущим.

Также для работы со слоями используется панель инструментов Layers (Слои).

Имя текущего слоя указано в этой панели инструментов. Новые объекты строятся в текущем  слое.

Если нужно  перенести объект в другой слой, надо выделить объект и в раскрывающемся списке в панели инструментов выбрать нужный слой.

Работа с цветом, типом и толщиной линий объектов

Цвет, тип и  толщину линий можно задавать не только для слоя в целом, но и  для отдельного объекта.

Для работы с этими  параметрами используется панель инструментов Object Properties (Свойства объекта).

Цвет указывается  в раскрывающемся списке Color Control (Управление цветом).

Тип линий указывается  в раскрывающемся списке Linetype Control (Управление типом линий).

Толщина линий  указывается в раскрывающемся списке Lineweight Control (Управление толщиной линий).

Текущие цвет, тип  и толщина линий указаны в  этих полях панели инструментов. Именно эти параметры присваиваются  новым объектам.

Если нужно  изменить какой-либо из этих параметров объекта, надо выделить этот объект и  в раскрывающемся списке в панели инструментов выбрать нужный параметр.

  Ввод координат

          Фундаментальной операцией в  любой графической системе является  задание точек построения. Для  формирования любых графических  элементов необходимо задать  координаты некоторых точек.

          Существуют два основных способа  ввода координат: указать точку  щелчком мыши в графической  зоне или ввести координаты  в командной строке.

Двухмерные координаты

     Координаты  могут вводиться в декартовой (прямоугольной) системе или в  полярной системе координат.

      При вводе прямоугольных координат  в командной строке значения  вводятся через запятую.

      Значения координат отсчитываются  от точки начала координат.  Они могут быть как положительными, так и отрицательными. Такие координаты  называются абсолютными.

       Например, координаты 10,20 задают точку,  которая находится на расстоянии 10 единиц от точки начала координат  в направлении оси X и на расстоянии 20 единиц в направлении оси Y.

       При построении объектов могут  использоваться относительные координаты. Они отсчитываются не от точки  начала координат, а от предыдущей  введенной точки. Для задания  относительных координат перед  значениями вводится символ @.

   Например, координаты @10,20 задают точку, которая  находится на расстоянии 10 единиц  от предыдущей введенной точки  в направлении оси X и на расстоянии 20 единиц в направлении оси Y.

      Кроме прямоугольных могут задаваться полярные координаты. Их удобно применять, когда известны длина отрезка и направление от начала координат или от предыдущей введенной точки.

      Полярные координаты также могут  быть абсолютными и относительными.

      При вводе полярных координат  сначала вводится расстояние  от точки начала координат  или от предыдущей введенной  точки, затем символ < и затем  угол.

      Угол задается в градусах, отсчитывается  от положительного направления  оси X против часовой стрелки. Если угол удобнее отсчитывать по часовой стрелке, можно ввести отрицательное значение.

Например, координаты 10<45 задают точку, которая находится  на расстоянии 10 единиц от точки начала координат, а угол между отрезком, соединяющим ее с началом координат, и осью X составляет 45 градусов.

Координаты @10<45 задают точку, которая находится  на расстоянии 10 единиц от предыдущей введенной точки, а угол между  отрезком, соединяющим ее с предыдущей точкой, и осью X составляет 45 градусов.

Способы задания координат

В AutoCAD есть два основных способа задания координат: указание точки в графической зоне с помощью мыши и ввод координат с клавиатуры (в этом случае ввод координат подтверждается нажатием клавиши Enter).                                        Кроме того, существуют некоторые способы для облегчения ввода координат и обеспечения точности построений.

        Для облегчения построений может  использоваться метод ввода координат,  который называется «направление-расстояние».  Он заключается в том, что  курсор мыши перемещается в  нужном направлении относительно  предыдущей введенной точки, а  с клавиатуры вводится расстояние  от этой точки.

Для обеспечения  точности построений может использоваться ортогональный режим. В этом режиме могут вводиться только горизонтальные и вертикальные линии. Для включения  и выключения этого режима используется кнопка ORTHO, которая находится в строке состояния.

Также для облегчения построений может использоваться режим  отслеживания опорных полярных углов. В этом режиме при перемещении  курсора в направлении, близком  к одному из назначенных полярных углов, система притягивает курсор к направляющему вектору.

По умолчанию  в качестве опорных в системе  установлены углы 0, 90, 180 и 270 градусов, но пользователь может изменить эти  углы в меню Tools ( СЕРВИС) – Drafting Settings ( РЕЖИМЫ РИСОВАНИЯ).

Для включения  и выключения этого режима используется кнопка  ОТС-ПОЛЯР, которая находится  в строке состояния.

    Еще  одним способом, обеспечивающим  точность построений, является шаговая  привязка. Режим шаговой привязки  включается кнопкой  ШАГ в  строке состояния.                     В этом режиме графический  курсор перемещается только между  фиксированными точками, расположенными  с указанным шагом.   Настроить  параметры шаговой привязки можно  в меню Tools ( СЕРВИС) – Drafting Settings ( РЕЖИМЫ РИСОВАНИЯ).

Для облегчения построений можно вывести на экран сетку  с заданным шагом. Сетка включается кнопкой  СЕТКА в строке состояния. Настроить параметры сетки можно  в меню Tools ( СЕРВИС) – Drafting Settings ( Режимы рисования).

 

       Часто новые объекты должны  быть привязаны к ранее построенным. Например, новый отрезок должен начинаться в конечной точке или посередине другого отрезка. Для этого можно использовать функцию объектной привязки. Она включается кнопкой Привязка в строке состояния.

       В этом режиме, если  графический  курсор находится вблизи какой-либо  характерной точки ранее построенного  объекта, он притягивается к  ней. При этом точка отмечается  специальным символом (конечная  точка – квадратом, середина  отрезка – треугольником, центр  окружности – кругом и т.п.) Настроить параметры объектной  привязки можно в меню Tools ( Сервис) – Drafting Settings ( Режимы рисования).

    Часто  возникает необходимость задания  точек, которые связаны с характерными  точками ранее созданных объектов, но не совпадают с ними. Для  этого в AutoCAD есть возможность автоматического построения вспомогательных линий. Этот режим называется отслеживание и включается кнопкой ОТС-ОБЪЕКТ в строке состояния.

Чтобы воспользоваться  функцией отслеживания, нужно подвести курсор к характерной точке ранее  построенного объекта, она будет  помечена знаком +. После этого при перемещении курсора будут выводиться вспомогательные линии построения и курсор будет притягиваться к ним. Вспомогательные линии выводятся в горизонтальном и вертикальном направлении относительно помеченной точки, а если помечена конечная точка отрезка, то вспомогательная линия выводится также в направлении продолжения этого отрезка.

 Системы координат

Виды систем координат

      В AutoCAD все геометрические объекты привязываются к глобальной прямоугольной абсолютной системе координат, которая в этой системе называется мировой системой координат. Именно она по умолчанию устанавливается при создании нового чертежа. При этом ось X горизонтальна и направлена направо, ось Y вертикальна и направлена вверх, ось Z перпендикулярна плоскости экрана и направлена к пользователю.

Иногда для  облегчения графических построений удобно изменить направление осей и  точку начала координат. Для этого  используются пользовательские системы  координат (ПСК). Пользовательскими  называются все системы координат, отличные от мировой.

Для настройки  систем координат применяется команда  ПСК и несколько пунктов в  меню Tools (Сервис).

 

       

Создание пользовательской системы координат

        Для создания новой пользовательской  системы координат используется  пункт меню Tools (Сервис) – New UCS (Новая ПСК). Этот пункт имеет подменю с несколькими опциями, которые определяют различные варианты установки новой системы координат.

    Опция  World (МСК) делает текущей мировую систему координат.

Опция Object (Объект) определяет пользовательскую систему координат в соответствии с указанным двумерным объектом. Плоскость XY совмещается с плоскостью, определяемой объектом, причем в качестве начала координат берется первая характерная точка объекта (например, конечная точка отрезка), а в качестве точки, определяющей направление оси X, берется вторая характерная точка объекта (например, вторая конечная точка отрезка). Если объект не определяет плоскость (является точкой или отрезком), то новая система координат формируется параллельно текущей.

       Опция Face (Грань) определяет пользовательскую систему координат в соответствии с гранью трехмерного объекта.

       Опция View (Вид) устанавливает пользовательскую систему координат с плоскостью XY, параллельной текущему виду, а ее начало совмещается с началом текущей системы координат.

       Опция Origin (Начало) переносит начало системы координат в указанную пользователем точку.

    Опция  Z axis Vector (ось Z) переносит начало системы координат в указанную пользователем точку и располагает ось Z в направлении второй указанной точки.

     Опция  3 Point (3 точки) задает положение системы координат в соответствии с тремя указанными пользователем точками. При этом первая точка определяет начало координат, вторая – положительное направление оси X, а третья – положение плоскости XY.

    Опция  X поворачивает пользовательскую систему координат вокруг оси X на заданный угол.

    Опция  Y поворачивает пользовательскую систему координат вокруг оси Y на заданный угол.

    Опция  Z поворачивает пользовательскую систему координат вокруг оси Z на заданный угол.

Сохранение и восстановление пользовательских систем координат

Создав собственную  систему координат, ее можно сохранить  и использовать в дальнейшей работе.

Для сохранения пользовательской системы координат используется пункт меню Tools (Сервис) – Named UCS (Именованные ПСК). При выборе этого пункта на экран выводится диалоговое окно со списком сохраненных пользовательских систем координат. Если текущая система координат еще не была названа, она отображается в списке под именем  Без имени. Для сохранения системы координат нужно изменить это данное по умолчанию имя и нажать кнопку OK.

Для восстановления сохраненной ранее пользовательской системы координат также используется пункт меню Tools (Сервис) – Named UCS (Именованные ПСК). При этом в диалоговом окне нужно выбрать наименование требуемой системы координат и нажать кнопку OK.