计算机绘图技术的发展与展望

计算机绘图技术的发展与展望1.1概述计算机绘图是指应用绘图软件和计算机硬件，实现图形显示、辅助绘图与设计的一项技术。计算机绘图技术是当今时代每个工程设计人员不可缺少的应用技术手段。随着现代科学及生产技术的发展，对绘图的精度和速度都提出了较高的要求，加上所绘图样越来越复杂，使得手工制图在绘图精度、绘图速度以及与此相关的产品的更新换代的速度上，都显得相形见绌。而计算机、绘图机的相继问世，以及相关软件技术的发展，恰好适应了这些要求。计算机绘图的应用使得现代绘图技术水平达到了一个前所未有的高度。与传统的手工绘图相比，计算机绘图主要有如下一些优点：·高速的数据处理能力，极大地提高了绘图的精度及速度；·强大的图形处理能力，能够很好地完成设计与制造过程中二维及三维图形的处理，并能随意控制图形显示，以及平移、旋转和复制图样；·良好的文字处理能力，能填加各类文字，特别是能直接输入汉字；·快捷的尺寸自动测量标注和自动导航、捕捉等功能；·具有实体造型、曲面造型、几何造型等功能，可实现渲染、真实感、虚拟现实等效果；·友好的用户界面，方便的人机交互，准确自动的全作图过程记录；·有效的数据管理、查询及系统标准化，同时还具有很强的二次开发能力和接口；·先进的网络技术，包括局域网、企业内联网和Intemet互联网上的传输共享等；·与计算机辅助设计相结合，使设计周期更短，速度更快，方案更完美：·在计算机上模拟装配，进行尺寸校验，不仅可避免经济损失，而且还可以预览效果；常用的几个绘图软件PHOTOSHOP、AUTOCAD、3DMAX。PHOTOSHOP是强大的图像处理软件，在平面广告设计和图像处理方面有其不可比拟的优势；AUTOCAD是计算机辅助设计软件包，特别适宜于工程制图，被广泛应用于机械、建筑、电子、航天、冶金、纺织等工程设计领域。3DMAX是三维设计和动画制作软件，广泛应用于三维设计、广告、动画等领域，尤其在建筑方案效果图设计、工业设计中成为必不可少的应用软件之一。1.2计算机绘图系统的构成计算机绘图系统主要包括两部分：硬件和软件。计算机硬件包括主机（CPU和存储器）外围设备、接口技术等。计算机软件包括操作系统、编程语言等。1.2.1硬件计算机绘图系统的硬件由三大部分构成：输入设备→中心处理设备→输出设备。图1-1是计算机绘图系统主要部分的构成图。图1-1计算机绘图系统的构成计算机绘图系统的主要硬件设备包括计算机（主机、显示器、键盘和鼠标）、绘图机或打印机。计算机是整个系统的核心，其余统称为外围设备。绘图机按纸张的放置形式可分为平板式、滚筒式两种；按“笔”的形式可分为笔式、喷墨式、静电光栅式等多种。应用广泛的激光打印机，其出图效果也很好，在所绘图样不是很大的情况下，可以作为首选的方案。运行AutoCAD2002的基本配置如下：Pentium450处理器，65MB内存，1024×768×SVGA显卡，1GB硬盘，20XCD-ROM，56KModem及激光打印机等。Windows98、Windows2000、WindowsMillenniumEdition(ME)输入设备键盘鼠标磁盘扫描仪数字化仪数码相机数码摄像机…输出设备显示器打印机绘图机…中心处理设备个人微机网络机工作站或WindowsNT4.0withSPIE5.0的操作系统以及MicrosoftIE5.0的网络浏览器。1.2.2软件1.计算机绘图系统软件的基本构成一层：操作系统——控制计算机工作的最基本的系统软件，如DOS、Windows98、Windows2000、WindowsMe等。二层：高级语言——即我们统称的算法语言，如C、Basic、Fortran等。三层：通用软件——可以服务于普通用户或某个行业的应用软件，如MicrosoftWord是通用的文字处理软件，AutoCAD是通用的绘图软件。四层：专用软件——用高级语言编写的或在通用软件上开发的专门用于某一行业或某一具体工作的应用软件，如专用的机械设计或装潢设计软件等。计算机绘图的专用软件很多，常与计算机辅助设计结合在一起，例如建筑CAD、机械CAD、服装CAD等。在机械CAD中，又有许多专用的CAD，如机床CAD、模夹具CAD、注塑模具CAD、化工机械CAD等。这些专用的绘图软件是在通用绘图软件的基础上，经过再次开发而形成的适合各个专业使用的专用软件，它们使用方便，操作简单。例如在机械CAD中，已将螺栓、轴承等标准件及齿轮等常用零件制作成图库，甚至将《机械设计手册》编入，供机械设计人员随时调用，从而节省了大量时间，深受机械设计人员的欢迎。2.软件的分类目前，计算机绘图的方法及软件种类很多。按人机关系，主要分为以下两种：（1）非交互式软件：如C语言等编程绘图软件（被动式），用户使用该软件时需要一定的基础知识，一般的绘图应用人员较少采用这种软件。（2）交互式软件：通用绘图软件多为交互式，如AutoCAD，用户可按交互对话方式指挥计算机。这种软件简单易学，不需要太多的其它基础知识。（3）交互参数式软件：为了满足产品系列化设计的要求，即如何对具有形状结构相似但大小不同的产品提高设计和绘图效率，近年来交互参数式软件愈来愈受到重视和发展。国内外不断推出具有参数化设计功能的绘图软件。像PRO-E、UG、ZDDS、CAXA等，这些软件不仅具有友好的交互界面，而且实现了尺寸驱动图形的功能，因而有效地提高了系列化产品的设计效率。1．3AutoCAD软件的历史演变及发展AutoCAD是美国Autodesk公司开发的专门用于计算机绘图设计工作的软件。自1982年第一版本R1.0问世以来，历经初级阶段、实用阶段和完善阶段，经过数十次的改板升级，目前已成为最为流行的计算机辅助设计软件之一。初级阶段：1982-1985，R1。0-R2。1实用阶段：1985-1987，R2。17-R9。03完善阶段：1988至今。由于该软件具有简单易学、精确无误等特点，一直深受广大工程设计人员的欢迎。而AutoCAD2006是该公司目前发布的AutoCAD最新版本。相对于以前的版本，它进一步改进了使用的便捷性，提供了新颖的效率工具、增强的性能以及与现有CAD数据的兼容性。AutoCAD2006的发布，将极大地提高设计人员的工作效率。1．4AutoCAD软件的绘图特点1．强大的编辑功能和辅助功能，使得绘图速度快、精度高；2．修改容易、方便、快捷；3．完善的二维绘图绘图功能，使工程绘图更加方便；三维绘图功能可以准确地绘制其实体模型；4．界面友好，易于使用；5．图形样板文件的使用，促进设计工作规范化、系列化、标准化。6．高效、快捷的图线编辑功能，使得计算机绘图过程更加明晰；7．具有开放的结构体系，易于二次开发；1．4AutoCAD软件的绘图的不足和有待完善之处1．参数化绘图功能差；2．三维曲面造型和修改方面还不尽人意；3．三维效果图的后期渲染、材质、灯光、背景等处理方面的功能还有待于完善。但这就像白玉微瑕一样，并不影响人们对它的青睐和赏识。基于AUTOCAD2002工程绘图方法探讨周宗团(西安工程科技学院机电学院陕西西安710048)摘要：通过对AuToCAD2002基本理论的分析与实践，系统地阐述了用AuToCAD2002高效、快捷的绘制工程图样的基本方法，为工程设计人员利用AuToCAD2002绘制工程图样提供了一系列简便、可行的途径，对实现工程图样的电子化有着积极和现实的意义。关键词：AuToCAD2002；工程图样；设计中心；Block图形文件库；特性匹配中图分类号：TB237文献标识码：AAuToCAD2002是目前世界上最流行的计算机辅助设计软件，作为主要的专业工具，广泛地应用于各种工程领域之中。版本历经数十次升级，现已日臻完善，成为现代工程设计中不可缺少的绘图手段，真正意义上实现了图纸的电子化。由于AuToCAD2002绘图和传统的绘图有着很大的差异，二者不可牵强附会。AuToCAD2002有着强大的编辑功能，绘图时应充分发挥其潜力，使AuToCAD2002成为真正高效、快捷的专业绘图工具。本文中探讨AuToCAD2002高效工程绘图的方法，为工程技术人员和使用者提供参考。1引入图形样板工程图样作为工程领域中的一种非常重要的技术文件，必须遵守国家标准和技术规范，而且随着我国加入WTO后，这些标准和规范逐步向国际化发展。其内容一般包括：图幅的及格式；字体；图线的型式尺寸标注等。工程技术人员在绘制工程图样时，每次都需要重新设置，工序繁冗，耗工时大，为此充分挖掘AutoCAD软件的功能，按照图形文件的标准和规范要求，制作合适的图形样板，最后以图形样板的形式存入计算机之中备用。具体作法：（1）新建一种图形文件，命名为工程图形样板；（2）图幅及格式设置；（3）在当前图形文件中设置图层，建立相关的图线类型；（4）尺寸标注格式规范的设置；（5）以·DWT格式存入该文件。以上工作完成后，下一次绘图时打开该图形样板文件，直接“填空输入”即可。2高效、快捷的图线编辑工程图样由各类图线组成，而且各类图线的型式和意义大相径庭。AuToCAD绘图时要作某种图线型，须先将图层转为该图线层。绘图时，如果这样频繁地转换图层，一方面耗时大，另一方面影响工程技术人员的整体思路，为此可将全图在O层以细实线类绘制，最后在编辑修改时，按各图线的具体要求，利用特性匹配刷一一刷新即可。这样绘制整体思路非常明唽，现实应用意义非常大。3在当前图形文件中引入另一图形文件在工程图样中，许多图形文件有相似或部分类同之处，相互可以利用的技术参数很多，这样就可以利用AuToCAD的功能将其引入当前的图形文件之中。具体操作有以下两种：（1）采用插入命令，将其插入到当前的图形文件，进行选择编辑，择益而为之。操作方法：①下达INSERT命令；②点取浏览按钮，选择图形文件，将其插入当前图形文件，如图1、2所示（2）采用多文档拖动的方法引入图形文件。操作方法：①同时打开“资源管理器”和AuToCAD2002；②在“资源管理器”中找寻欲引入的图形文件，用鼠标点取，拖动该文件图标到AuToCAD2002绘图区，松开鼠标即可，如图3所示。图1插入对话框图2选择对话框图3拖动插入示例4利用WBLOCK创建工程上常见的图形文件库工程图形文件中有许多类同或相似的小文件块，如机械图样中齿轮、螺栓、螺母、键、销等，建筑图样中的门、窗、盥洗用具等，对此可以在AuToCAD2002建立相应的图形文件库，用时直接插入调用即可。其操作方法：①利用BLOCK创建块；②利用WBLOCK定义作者简介：周宗团（1964-），陕西省乾县人，西安工程科技学院副教授。.该块，使其作为一个图形文件存入图形文件库中以待备用；③利用INSERT插入调用，对非类同但相似的文件，可以利用其对话框和修改命令进行编辑后插入。5巧妙的利用设计中心的功能设计中心是AuToCAD2002的一个新增功能，为AuToCAD2002绘制工程图样提供了一个特殊的图形文件处理的程序窗口，通过它可以将图形文件及图像拖放到当前图形文件或作为外部参照附着。其操作方法：打开设计中心；用鼠标点取图形文件；选取相关内容源，并将其拖入当前图形文件之中，直接采用，如图4所示。图4设计中心窗口6从AuToCAD2002三维立体模型中直接生成三视图AuToCAD提取三视图的功能可以直接由三维实体模型得到，利用这一功能可以方便、快捷地将三维图形转变为平面图形，大大提高了工程类图形设计的效率，其操作方法：①打开三维实体模型，调整UCS使XY平面平行于俯视图投影面；②设置图纸空间下的图幅：单击Layout1标签，弹出PageSetup对话框进行设置；③创建标准的工程视区；④按国标配置三视图，按标准的图线要求对其进行编辑。7结束语本文从以上几个方面阐述了AuToCAD高效绘制工程图样的基本方法，经过大量的教学和绘图实践，证明这些方法都是行之有效的。在实际应用中，这些方法可以相互融合，以便取得AuToCAD绘制工程图样的捷径，解决不同题目的工程绘图问题。参考文献[1]徐书洁.AuToCAD2000三维绘图精解.西安:西安电子