Текст книги "AutoCAD 2009 для студента. Самоучитель"

Декартовы и полярные координаты

В двумерном пространстве точка определяется в плоскости XY, которая называется также плоскостью построений. Ввод координат с клавиатуры возможен в виде абсолютных и относительных координат.

Ввод абсолютных координат производится в следующих форматах:

• декартовы (прямоугольные) координаты. При этом для определения двумерных и трехмерных координат применяются три взаимно перпендикулярные оси: X, Y и Z. Для ввода координат указывается расстояние от точки до начала координат по каждой из этих осей, а также направление (+ или -). При начале нового рисунка текущей системой всегда является мировая система координат World Coordinate System (WCS), следовательно, ось X направлена горизонтально, ось Y – вертикально, а ось Z перпендикулярна плоскости XY;

• полярные координаты. При вводе координат указывается расстояние, на котором располагается точка от начала координат, а также величина угла, образованного полярной осью и отрезком, мысленно проведенным через данную точку и начало координат. Угол задается в градусах против часовой стрелки. Значение 0 соответствует положительному направлению оси OX.

Относительные координаты задают смещение от последней введенной точки. При вводе точек в относительных координатах можно использовать любой формат записи в абсолютных координатах: @dx,dy – для декартовых, @r<A – для полярных.

Относительные декартовы координаты удобно применять в том случае, если известно смещение точки относительно предыдущей.

Тренинг-система

Выполните упражнение L1–L3 из раздела 2.

Формирование точек методом «направление – расстояние»

Вместо ввода координат допускается использование прямой записи расстояния, что особенно удобно для быстрого ввода длины линии. Такой ввод может производиться во всех командах, кроме тех, которые предполагают указание просто действительного значения, например в командах построения массива ARRAY, разметки MEASURE и деления объекта DIVIDE. При использовании прямой записи расстояния в ответ на запрос точки достаточно переместить мышь в нужном направлении и ввести числовое значение в командной строке. Например, если таким способом задается отрезок, то он строится путем указания числового значения длины и направления под определенным углом. При включенном ортогональном режиме этим способом очень удобно рисовать перпендикулярные отрезки.

Определение трехмерных координат

Трехмерные координаты задаются аналогично двумерным, но к двум составляющим по осям X и Y добавляется третья величина – по оси Z. В трехмерном пространстве аналогично двумерному моделированию можно использовать абсолютные и относительные координаты, а также цилиндрические и сферические, которые схожи с полярными в двумерном пространстве.

Значения координат независимо от способа ввода всегда связаны с некоторой системой координат. При работе в трехмерном пространстве значения x, y и z указывают либо в мировой системе координат World Coordinate System (WCS), либо в пользовательской User Coordinate System (UCS).

Правило правой руки

При работе в трехмерном пространстве в AutoCAD все системы координат формируются по правилу правой руки. Оно определяет положительное направление оси Z трехмерной системы координат при известных направлениях осей X и Y, а также положительное направление вращения вокруг любой из осей трехмерных координат.

Для определения положительных направлений осей необходимо поднести тыльную сторону кисти правой руки к экрану монитора и направить большой палец параллельно оси X, а указательный – по оси Y. Если согнуть средний палец перпендикулярно ладони, как показано на рис. 4.2 справа, то он будет указывать положительное направление оси Z.

Рис. 4.2. Правило правой руки

Для определения положительного направления вращения следует ориентировать большой палец правой руки в положительном направлении оси и согнуть остальные пальцы, как показано на рис. 4.2 слева. Положительное направление вращения совпадает с направлением, указываемым согнутыми пальцами.

Ввод трехмерных декартовых координат

Трехмерные декартовы координаты (x, y, z) вводятся аналогично двумерным (x, y). Дополнительно к координатам по осям X и Y необходимо ввести еще и значение по оси Z. На самом деле в AutoCAD не существует двумерных координат, и если введены значения только x и y, это означает, что отсутствующая координата z берется по умолчанию равной нулю. При указании декартовых трехмерных координат с клавиатуры вводятся три числа через запятую, например:

3,5,2

В трехмерном пространстве, так же как и в двумерном, широко используются и абсолютные координаты (отсчитываемые от начала координат), и относительные (отсчитываемые от последней указанной точки). Признак относительных координат – символ @ перед координатами вводимой точки, которая в этом случае берется относительно последней введенной точки.

Определение пользовательской системы координат

Как было сказано выше, в AutoCAD существуют: мировая система координат World Coordinate System, WCS, и пользовательская система координат User Coordinate System, UCS. Ось X мировой системы координат направлена горизонтально, осьY– вертикально, а ось Z проходит перпендикулярно плоскости XY. Начало координат – это точка пересечения осей X и Y, по умолчанию она совмещается с левым нижним углом рисунка. В любой текущий момент активна только одна система координат, которую принято называть текущей. В ней координаты определяются любым доступным способом.

Основное отличие мировой системы координат от пользовательской заключается в том, что мировая система координат может быть только одна (для каждого пространства модели и листа) и она неподвижна. Применение пользовательской системы координат не имеет практически никаких ограничений. Она может быть расположена в любой точке пространства под любым углом к мировой системе координат. Разрешается определять, сохранять и восстанавливать неограниченное количество ПСК. Проще выровнять систему координат с существующим геометрическим объектом, чем определять точное размещение трехмерной точки. ПСК обычно используется для работы с несмежными фрагментами рисунка. Поворот ПСК упрощает указание точек на трехмерных или повернутых видах. Узловые точки и базовые направления, определяемые режимами шаговой привязки SNAP, сетки GRID и ортогонального режима ORTHO, поворачиваются вместе с ПСК.

При работе в ПСК допускается поворачивать ее плоскость XY и смещать начало координат. Все они при вводе отсчитываются относительно текущей пользовательской системы координат. Соответствующая пиктограмма дает возможность судить о положении и ориентации текущей ПСК, помогая визуализировать эту ориентацию относительно мировой системы координат, а также относительно объектов, содержащихся в рисунке.

Пиктограмма ПСК всегда изображается в плоскости XY текущей ПСК и указывает положительное направление осей X и Y. Сама пиктограмма может располагаться как в начале пользовательской системы координат, так и в другом месте. Эту позицию регулирует команда управления пиктограммой системы координат UCSICON. С помощью той же команды можно выбрать одну из пиктограмм, размер, цвет, тип стрелок осей и толщины линий которых можно изменить (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Варианты пиктограмм системы координат

Появление символа «плюс» (+) в нижнем левом углу пиктограммы указывает на ее расположение в начале ПСК. Пользовательская система координат используется для перемещения начала системы координат и/или изменения ориентации осей системы координат в пространстве, что значительно упрощает процесс создания и редактирования объектов. При создании объекта удобно поместить начало системы координат в базовую точку объектов, особенно если в данной точке формируется много объектов.

Пиктограмма с изображением сломанного карандаша говорит о том, что плоскость XY практически параллельна направлению взгляда. В этом случае при указании значений координат с помощью мыши происходит выбор точек с нулевыми координатами z, что обычно не соответствует желанию пользователя. Перед вводом точек или редактированием модели по виду пиктограммы следует оценить угол между направлением взгляда и пиктограммой ПСК: если этот угол мал, точный выбор точек с помощью мыши или другого манипулятора затруднителен.

Выбор пользовательской системы координат в пространстве

Для изменения положения ПСК применяются следующие способы:

• указание новой плоскости XY или новой оси Z;

• ввод нового начала координат;

• совмещение ПСК с имеющимся объектом;

• совмещение ПСК с гранью тела;

• совмещение ПСК с направлением взгляда;

• поворот ПСК вокруг одной из ее осей;

• расположение плоскости XY ПСК перпендикулярно выбранному в качестве оси Z направлению;

• восстановление ранее сохраненной ПСК для совмещения с МСК;

• применение имеющейся ПСК к любому видовому экрану;

• возврат к предыдущей ПСК.

Размещение, перемещение, вращение и отображение пользовательских систем координат производится с помощью команды UCS. Вызвать эту команду или варианты ее исполнения можно из командной строки или из падающего меню Tools → New UCS. Наиболее удобным представляется вызов с плавающей панели инструментов UCS – рис. 4.4.

Рис. 4.4. Панель инструментов UCS

UCS – определение новой пользовательской системы координат. Запрос команды UCS:

Current ucs name: *WORLD* – текущая ПСК

Specify origin of UCS or [Face/NAmed/OBject/Previous/View/World/X/Y/Z/ZAxis] <World>: – задать ключ

World – переход к мировой системе координат.

UCS Previous – восстановление предыдущей ПСК. При этом сохраняется десять последних определенных ПСК.

Face UCS – определение пользовательской системы координат путем простого указания на грань.

Object – выравнивание системы координат по существующему объекту.

View – выравнивание системы координат в направлении текущего вида, то есть определение новой системы координат с плоскостью XY, перпендикулярной направлению вида (иначе говоря, параллельно экрану).

Origin – размещение ПСК в начале координат.

Z Axis Vector – определение нового положительного направления оси.

3 Point – определение нового начала координат и направления осей X и Y по трем точкам.

X – поворот системы координат вокруг оси X.

Y – поворот системы координат вокруг оси Y.

Z – поворот системы координат вокруг оси Z.

Apply – применение текущей ПСК к выбранному видовому экрану.

Управление системами координат осуществляется с помощью команды DDUCS, вызываемой из падающего меню Tools → Named UCS… или щелчком на пиктограмме Named UCS… на панели инструментов UCSII. На вкладке Named UCSs диалогового окна UCS можно присвоить любой пользовательской системе координат уникальное имя.

В дальнейшем, открыв вкладку именованных ПСК Named UCSs диалогового окна UCS, можно по ранее заданному имени восстановить пользовательскую систему координат. На рис. 4.5 показана вкладка Named UCSs этого окна с ранее созданными пользовательскими системами координат. Чтобы сделать систему координат текущей, необходимо навести указатель мыши на ее имя и щелкнуть на кнопке Set Current.

Рис. 4.5. Диалоговое окно управления именованными ПСК

Чтобы добавить новую пользовательскую систему координат, необходимо присвоить текущей ПСК со стандартным именем Unnamed уникальное название. Для этого достаточно щелкнуть на имени текущей ПСК и набрать новое с клавиатуры в появившемся поле. Другие стандартные названия – World и Previous – зарезервированы для мировой системы координат и для той, которая использовалась перед текущей. Именованные пользовательские системы координат применяются в случаях, когда установленная ПСК, с которой неоднократно придется работать в дальнейшем, не совпадает со стандартной. Если пользовательские системы координат были определены как именованные, их легко восстановить в диалоговом окне UCS на вкладке Named UCSs.

Для удаления пользовательской системы необходимо навести на ее имя указатель мыши и нажать клавишу Delete.

Работа с ПСК на видовых экранах

На видовые экраны выводятся различные виды модели. Например, иногда требуется создать четыре видовых экрана для показа модели сверху, справа, слева и снизу. Чтобы повысить удобство работы, для каждого видового экрана можно задать и сохранить отдельную ПСК. В этом случае при переключении между видовыми экранами не происходит потери информации о ПСК каждого из них.

Вкладка Settings диалогового окна UCS позволяет устанавливать различные режимы отображения пиктограммы ПСК. Причем параметры отображения можно задавать либо отдельно для текущего видового экрана, либо сразу для всех активных видовых экранов текущего рисунка. Здесь же можно указать, следует ли сохранять систему координат вместе с видовым экраном, а кроме того, нужно ли на видовом экране всегда показывать вид модели в плане.

Выбор стандартной пользовательской системы координат

Ориентацию текущей ПСК в зависимости от мировой системы координат, предыдущей ПСК или ПСК, установленной для текущего вида, можно изменить в диалоговом окне UCS, на вкладке Orthographic UCSs, показанной на рис. 4.6. При этом достаточно выбрать объект и выполнить команду DDUCSP, вызываемую из падающего меню Tools → Named UCS….

Рис. 4.6. Диалоговое окно стандартных ПСК

С помощью данной команды можно определить новую пользовательскую систему координат по отношению либо к мировой, либо к текущей, выбрав соответствующий слайд в диалоговом окне. Команду DDUCSP используют в основном для переноса пользовательской системы координат из одной ортогональной проекции в другую.

В AutoCAD имеются шесть стандартных ортогональных ПСК: верхняя, нижняя, передняя, задняя, левая и правая. По умолчанию параметры ортогональных ПСК рассчитываются относительно МСК.

Стандартной системой координат удобно пользоваться при переходе от одной ортогональной проекции трехмерного объекта к другой. Обычно эти проекции располагаются в соседних окнах, и признаком правильной установки ПСК считается отображение в нужном окне правильной пиктограммы системы координат (ось X направлена вправо, ось Y – вверх). Так как набор стандартных систем координат ограничен, оптимальным является табличный способ их определения.

Тренинг-система

Выполните упражнения Ucs1–Ucs3 из раздела 5.

Глава 5
Свойства примитивов

Слои подобны лежащим друг на друге прозрачным листам кальки. На различных слоях группируются различные типы данных рисунка. Любой графический объект рисунка обладает такими свойствами, как цвет, тип и вес (толщина) линии, стиль печати. При создании объекта значения этих свойств берутся из описания слоя, на котором он создается. При необходимости свойства любого объекта можно изменить. Использование цвета позволяет различать сходные элементы рисунка. Применение линий различных типов помогает быстро распознавать такие элементы, как осевые или скрытые линии. Вес (толщина) линии определяет толщину начертания объекта и используется для повышения наглядности рисунка. Расположение объектов на различных слоях позволяет упростить многие операции по управлению данными рисунка.

Инструменты, предназначенные для работы со свойствами объектов, приведены на панелях инструментов Layers и Properties (см. рис. 2.11 и 2.12).

Разделение рисунка по слоям

Построенные объекты всегда размещаются на определенном слое. Например, один слой может содержать несущие конструкции, стены, перегородки здания, другой слой – коммуникации, электрику и т. п., а третий – мебель, элементы дизайна и т. д. Таким образом, комбинируя различные сочетания слоев, можно компоновать необходимые комплекты конструкторской документации.

Слои могут применяться по умолчанию, а также определяться и именоваться самим пользователем. С каждым слоем связаны заданные цвет, тип, вес (толщина) линии и стиль печати. Размещая различные группы объектов на отдельных слоях, можно структурировать рисунок. Послойная организация чертежа упрощает многие операции по управлению его данными.

Например, можно создать отдельный слой для размещения осевых линий, назначить ему голубой цвет и штрихпунктирный тип линии CENTER. Впоследствии, если потребуется построить осевую линию, достаточно будет переключиться на этот слой и начать рисование. Таким образом, перед каждым построением осевых линий не требуется вновь устанавливать их цвет и тип. Кроме того, при необходимости отображение слоя можно отключить. Возможность использования слоев – одно из главнейших преимуществ рисования в среде AutoCAD перед черчением на бумаге.

Работая в пространстве листа или с плавающими видовыми экранами, можно установить видимость слоя индивидуально для каждого видового экрана. При необходимости показ какого-либо слоя на экране или его вывод на печать можно легко отключить. Для всех слоев действуют одни и те же установки лимитов рисунка, системы координат и коэффициента экранного увеличения. Если какая-либо совокупность слоев используется часто, то эти слои, цвета и типы линий рекомендуется сохранить в шаблоне. Слои представляют собой неграфические объекты, которые также хранятся в файле рисунка.

Управление установками свойств слоев осуществляется в Диспетчере свойств слоев Layer Properties Manager, показанном на рис. 5.1. Оно загружается из падающего меню Format → Layer… или щелчком на пиктограмме Layer Properties Manager на панели инструментов Layers.

Рис. 5.1. Диалоговое окно управления слоями

При создании нового рисунка автоматически создается слой, названный 0, которому присваиваются белый цвет, непрерывный тип линии Continuous, вес (толщина) линии Default, по умолчанию соответствующий толщине 0.25 mm. Этот слой не может быть удален и переименован.

Слои обладают следующими свойствами:

• Status – состояние слоя. Назначение слою статуса текущего;

• Name – имя слоя. Состоит из алфавитно-цифровой информации, включающей специальные символы и пробелы;

• On – видимость слоя. При этом на экране изображаются только те примитивы, которые принадлежат видимому слою, однако примитивы на скрытых слоях являются частью рисунка и участвуют в регенерации;

• Freeze – замораживание слоя. Означает отключение видимости слоя при регенерации и исключение из генерации примитивов, принадлежащих замороженному слою;

• Lock – блокировка слоя. Примитивы на блокированном слое отображаются, но их нельзя редактировать. Блокированный слой можно сделать текущим, рисовать на нем, замораживать и применять к его примитивам команды справок и объектную привязку;

• Color – цвет примитивов заданного слоя;

• Linetype – тип линии, которым будут отрисовываться все примитивы, принадлежащие слою;

• Lineweight – вес (толщина) линии, которой будут отрисовываться все примитивы, принадлежащие слою;

• Plot Style – стиль печати для заданного слоя;

• Plot – разрешение/запрет вывода слоя на печать;

• New VP Freeze – замораживание на видовом экране;

• Description – описание слоя.

Для создания нового слоя необходимо щелкнуть на пиктограмме New Layer (Alt+N), находящейся в верхней части окна Диспетчера свойств слоев Layer Properties Manager, показанного на рис. 5.1.

Создается слой, по умолчанию названный Layer1. Далее все новые слои автоматически именуются Layer2, Layer3 и т. д. – в порядке их создания. Чтобы присвоить слою уникальное имя, необходимо двойным щелчком на текущем названии активизировать поле ввода текста, а затем набрать имя с клавиатуры и нажать клавишу Enter.

Если при создании нового слоя выделен один из имеющихся, то новый слой наследует его свойства. При необходимости свойства нового слоя можно изменить.

Все вновь создаваемые в AutoCAD объекты размещаются на текущем слое. При установке нового текущего слоя все объекты будут создаваться на нем с использованием назначенных ему цвета, типа и веса линии. Замороженные и зависимые от ссылок слои нельзя сделать текущими.

Для того чтобы сделать слой текущим, необходимо установить указатель мыши в графу Status соответствующего слоя и щелкнуть на пиктограмме Set Current (Alt+C), находящейся в верхней части окна Диспетчера свойств слоев Layer Properties Manager – см. рис. 5.1.

Сделать слой текущим можно двойным щелчком в графе Status соответствующего слоя.

Установить текущий слой также можно, выбрав его из раскрывающегося списка управления слоями на панели инструментов (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Список управления слоями

Кроме того, удобно устанавливать слой объекта текущим. Для этого следует выбрать этот объект, а затем щелкнуть на пиктограмме Make Object’s Layer Current на панели инструментов Layers.

Для удобства список слоев, выводимый в Диспетчере свойств слоев Layer Properties Manager, можно упорядочить по любому свойству слоя. Допускается сортировка слоев по их имени, видимости, цвету, типу, весу (толщине) линии или стилю печати. Для сортировки списка достаточно щелкнуть на заголовке столбца того параметра, по которому нужно отсортировать слои. Имена слоев могут быть отсортированы в алфавитном порядке, как прямом, так и обратном.

Тренинг-система

Выполните упражнение La из раздела 3.