Морфологические операторы

Отображение и кадрирование

Эти операции позволяют спроецировать полученное изображение, выраженное в абсолютных координатах плоскости x0y на рамку, которая определена в плоскости экрана. Преобразования характеризуют размещение изображение на самом экране. Преобразования выражаются в однородных координатах и могут быть объединены с предыдущими в тех случаях, когда не требуется удаления невидимых линий. Задача кадрирования состоит в том, чтобы определить, какие части изображения должны быть изображены в рамке.

Двухмерные объекты

Двухмерные объекты обычно описываются несколькими контрольными точками, достаточными для полной характеристики объекта. В большинстве случаев операторы визуализации применяются к этим опорным точкам. Однако необходимо воссоздать объект, прежде чем применить к нему операторы, предназначенные для изменения формы. Морфология может быть изменена при помощи кадрирования и изменения масштабов вдоль осей.

Трехмерные объекты

Описание трехмерных объектов ставит довольно сложные проблемы, поскольку необходимо воссоздавать третье измерение исходя из контрольных точек, полученных при помощи двухмерных устройств ввода. В зависимости от природы объектов могут быть использованы различные методы описания:

– несколько снимков одного и того же объекта;

– алгоритм экстраполяции: оператор рисует плоский контур, который компьютер перемещает в пространстве вдоль некоторой проволоки;

– алгоритмы композиции: оператор располагает элементарными объектами, которые комбинирует для описания требуемого объекта.

В трехмерном пространстве изменения формы могут возникать в результате преобразований типа гомотетии, кадрирования, перспективы, а также удаления невидимых линий. Объекты должны быть воспроизведены до того, как они будут подвергнуты этим преобразованиям.

Плоская графика – системы AutoCAD, Компас

AutoCAD и Компас универсальные графические пакеты, предназначенные для специалистов работающих с машинной графикой. Для успешной работы в среде требуется не столько запомнить команды создания и редактирования графических объектов, сколько понять методы работы с ними и структуру их размещения в меню. AutoCAD и Компас представляют собой системы, позволяющие автоматизировать чертежно-графические работы. В них есть все, что необходимо конструктору для создания чертежа.

Средства создания чертежей

1. Инструменты ручного черчения – точка, отрезок, окружность и др., в автоматизированной среде называются графическими объектами.

2. Редактирование чертежей – стирание, перенос, копирование и т.п., называются командами редактирования.

3. Команды установки свойств объекта – задание толщины, вида и цвета графических объектов.

4. Для выбора листа нужного формата и масштаба чертежа есть соответствующие команды настройки чертежа.

5. Для нанесения размеров объектов пользователю необходимо лишь задать места их расположения на чертеже. Размерная и выносная линии, а также стрелки и надписи выполняются автоматически.

6. В системах конструктору нет необходимости напрягать зрение при выполнении отдельных мелких частей чертежа, так как ему предоставляются средства управления изображением на экране. Соответствующие команды позволяют увеличивать изображение чертежа на экране или уменьшать его при необходимости, а также перемещать границы видимой на экране части чертежа без изменения масштаба изображения.

7. Программы предоставляют пользователю возможность объединять графические объекты в единый блок, который хранится под определенным именем и при необходимости вставляется в любой чертеж, что избавляет пользователя от вычерчивания одних и тех же часто повторяющихся элементов чертежа.

8. Проектировщик может создавать изображения отдельных элементов чертежа или отдельных деталей сборки на различных слоях. Это позволяет контролировать совместимость деталей при компоновке. Включая или выключая слои, можно вводить или выводить детали из общей компоновки, создавая тем самым удобство в подборе различных вариантов конструкции изделия. Слои рекомендуется использовать и на простых чертежах, размещая на каждом отдельном слое заготовку чертежа, обводку размеры, надписи, осевые линии для последующей возможности быстрого выбора группы объектов и их редактирования.

9. Помимо создания двухмерных чертежей, программы позволяют моделировать трехмерные объекты и придавать им фотографическую реальность.

10. Программы могут сами построить проекции, разрезы и сечения, определить видимость линий контура. Необходимо только получить объемную модель детали или узла.

11. САПР – не замкнутые системы. Из них можно экспортировать файлы чертежей в иные форматы для использования другими пакетами программ, например, КОМПАС-ГРАФИК, CorelDraw. Файлы же других форматов также можно импортировать в AutoCAD. Допускается импортирование растровых изображений, не меняя при этом форматы файлов. Последние версии позволяют передавать чертежи по каналам сети Интернета.

Независимо от того, как получен чертеж – карандашом на бумаге или на компьютере, он должен отвечать требованиям Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) к оформлению чертежа.

Следует придерживаться такой последовательности построения чертежа:

1 этап – анализ формы детали и настройка режимов рисования.

2 – построение изображений в истинных размерах, то есть в масштабе 1:1.

3 – масштабирование и компоновка построенных изображений внутри формата (рамки) чертежа.

4 – простановка размеров, корректировка толщины линий, выполнение штриховки и надписей.

Окно графического редактора

Основную часть занимает зона рисования, в которой находится перекрестие курсора, управляемого мышью. Другие зоны:

строка закладок – каждая из которых, соответствует одной из конфигураций видовых окон;

командная строка – в эту строку пользователь с клавиатуры вводит команды, а система выводит сообщения;

строка состояния – содержит клавиши управления режимов построения, и отображает координаты курсора;

панели инструментов – по умолчанию расположены слева две панели Рисования и Изменить и вверху панели Стандартная и Редактирования;

главное меню – меню, содержащее все доступные команды.

Режимы работы

В AutoCAD заложена возможность работы в двух пространствах – пространство модели и пространство листа. Для этого предназначены вкладки, расположенные у нижней кромки графической области экрана.

Пространство модели, предназначено, для работы с трехмерными объектами в модельном пространстве. Одним из его видимых признаков является наличие пиктограммы осей координат, расположенной в левом нижнем углу экрана.

Пространство листа – плоскости листов с расположенными на них видовыми экранами, каждый из которых позволяет работать в пространстве модели для получения любой проекции трехмерных объектов на плоскость из любой точки зрения. Пиктограмма осей координат имеет вид треугольника.

Построение графических объектов осуществляется в режиме диалога. Пользователь вводит команду. Система в ответ сообщает свои требования, например, указать опцию как вариант выполнения команды, либо ввести координаты точки или значение параметра. Пользователь выполняет эти требования. Система частично выполняет команду и выводит дополнительные требования. Такой диалог продолжается до тех пор, пока команда не будет полностью выполнена.

Свои требования система выводит в командную строку. Поэтому при работе в AutoCAD все время необходимо следить за командной строкой. Если компьютер вас «не слушается», что может случиться при некорректном выполнении команд AutoCAD, то нажимайте на клавишу Esc несколько раз, до тех пор, пока не появится в командной строке Command:. Теперь компьютер готов выполнять команды заново. Ввод команд осуществляется набором с клавиатуры или выбором из меню. Прямым способом вызова команды является набор имени команды с клавиатуры – вы набираете ее имя и нажимаете клавишу ENTER (или правая клавиша мыши).

Многие команды AutoCAD осуществляют свою работу через систему запросов и ключевых слов. Структура запросов во всех командах одинакова. В начале запроса перечисляются все ключи команды, разделенные наклонной чертой, а текст в угловых скобках соответствует ожидаемому по умолчанию ответу на запрос. Ключевое слово вводится точно так же, как и любая другая команда. Его можно сокращать. Сокращение выделяется в запросах прописными буквами, например, Close – замкни, английская буква с.

Режимы рисования

Рабочий лист теоретически может быть бесконечно большим. На экране отображается только его видимая часть. Задавая точки мышью на экране дисплея, вы на самом деле задаете их не на непрерывном координатном поле чертежа, а неявно пользуетесь сеткой, которая предоставлена растром дисплея. Это чисто техническое ограничение вступает в противоречие с огромной точностью (16 знаков после запятой) представления данных в графической базе данных. Для того чтобы, пользуясь растровым устройством ввода, можно было работать с непрерывным координатным пространством, в AutoCAD предусмотрены специальные средства указания точек – режимы рисования:

Grid (Сетка) – формирует на экране точечное поле с заданным расстоянием между точками;

SNAP (Шаг) – заставляет графический курсор перемещаться дискретно (по шагам), с любым задаваемым интервалом;

ORTHO – включает режим рисования отрезков и перемещения примитивов только параллельно осям текущей системы координат;

OSNAP (Привяжи) – позволяет автоматически находить характерные точки объектов (начало, середина, перпендикуляр).

Режимы Grid (Сетка), ORTHO и SNAP (Шаг) могут быть включены прямо в процессе выполнения команд нажатиями клавиш F7, F8, F9 соответственно. При этом в командной строке появляется соответствующее сообщение, а текущая команда не прерывается.

Объекты AutoCAD

В AutoCAD есть ≈ 16 объектов, все они обладают рядом свойств: толщина линии, цвет, тип линии, принадлежность слою. Предусмотрен и ряд специфичных свойств, например, объект Полилиния может иметь различную толщину сегментов.

1. Точка (Point) – простейший объект, применяется для изображения маркеров (графических знаков), она определяется координатами х, у, z.

2. Отрезок (Line) – часть прямой линии, определенными двумя крайними точками. Отрезок по умолчанию имеет нулевую толщину, определяемую на экране размером растра.

3. Круг (Circle) – часть плоскости, ограниченная окружностью, при удалении скрытых линий круг воспринимается как непрозрачный объект. По умолчанию круг строится по центру и радиусу.

4. Дуга (Arc) – часть окружности, определяемая центром, радиусом и двумя центральными углами.

5. Полилиния (Pline) – ломанная (составная) линия, включает в себя прямолинейные и дуговые сегменты, которые представляются в виде отдельного объекта. Отличие от линии – может иметь переменную по длине толщину, на отрисовку ее влияет режим закрашивания.

6. Мультилиния (Mline) – строит сумму параллельных ломанных линий, называемых элементами (не более 10).

7. Эллипс (Ellipse) – отрисовывается замкнутой полилинией, сегменты которой являются дугами 12-центрового овала.

8. Кольцо – отрисовывается замкнутой полилинией, состоящей из одного имеющего ширину дугового сегмента.

9. Многоугольник (Polygon) – отрисовывется по умолчанию одной полилинией, состоит из прямоугольных сегментов одинаковой ширины.

10. Сплайн - кривые (Spline) – строит гладкую кривую по заданным определенным точкам, они обычно используются для представления кривых нерегулярной формы.

11. Фигура (Solid) – часть плоскости, ограниченная 4–3 отрезками, определяемых по 4 точкам, две из которых могут совпадать, на отрисовку влияет режим закрашивания.

12. Полоса (Trace) – объект того же типа, что и фигура, определяется в системе по 4 точкам, отрисовывается как отрезок заданной толщины.

13. Область (Region) – предназначен для построения части плоскости, ограниченной некоторой замкнутой кривой или последовательностью связанных кривых, образующих замкнутую границу, не имеющую пересечений и лежащих в одной плоскости. В качестве границы области могут выступать отрезки, полилинии, окружности, дуги, эллипсы, сплайны. Области можно штриховать, тонировать, анализировать площадь.

14. Прямая (Xline) – осуществляет построение прямой, проходящей через заданную точку и имеет бесконечно большую длину.

15. Луч (Ray) – строит сумму лучей, исходящих из одной точки.

16. Текст (Text, Dtext, Mtext) – объект является суммой строки текста и обладает специфическими для текста свойствами: гарнитура, угол наклона, кегля. Текст в AutoCAD использует векторный способ представления шрифтовых знаков, которые созданы как формы.

Система координат

По умолчанию используется, традиционная декартова система координат. Все координаты точек редактор хранит в своей собственной внутренней системе координат, которая называется мировая система координат. Пользователь может вводить собственные пользовательские системы координат. В каждый момент времени можно работать только в одной предварительно выбранной системе координат. В левом нижнем углу экрана редактор постоянно показывает пиктограмму текущей системы координат (для мировой системы координат – W).

Единицы измерения и масштаб

Расстояния между точками на чертеже измеряются в условных единицах. Конкретный формат представления значения не имеет, т.е. всё измеряется в относительных единицах. Соотношение между условными единицами и конкретной системой координат устанавливается выбором формата представления чертежа. При создании чертежа работать приходится с изображением части или всего объекта, который вмещается на экран. Эта часть изображения называется видом. AutoCAD позволяет отодвигать, передвигать изображение, масштаб при этом не меняется.

Масштаб в обычном представлении конструктора в AutoCAD отсутствует. Все расстояния и координаты задаются в масштабе 1:1, т.е. в реальных единицах. Условно лист редактора бесконечно большой. Масштабирование различных частей чертежа в соответствии с желаемым форматом документа может осуществляться в момент компоновки чертежа с помощью команды Масштаб или непосредственно при выводе чертежа на печать. В редакторе компоновка полного чертежа выполняется в основном в пространстве Листа.

Для чертежа детали, например, кран букса, шаг должен быть равен 1, сетка 5 или 10. Изображения, с учетом промежутков между ними для простановки размеров, можно разместить на прямоугольной области, шириной приблизительно 200 и длиной 250 мм. Округлив эти размеры до размеров формата А4 (210×297), которые можно задать в качестве лимитов – границ изображения: левый нижний угол (0,0), правый верхний (210,297).

Если деталь крупная и имеет размеры порядка 1000×1000 мм, то рассматриваемые параметры необходимо увеличить в 10 раз, например: шаг = 10, сетка = 50, лимиты (0,0) и (4000,3000). Соответственно для деталей малых размеров все параметры необходимо уменьшить.

Дата добавления: 2014-01-20