清华大学工程制图03AutoCAD图形系统

第三章第三章 AutoCAD图形系统图形系统前言前言AutoCAD是由美国是由美国Autodesk公司研制开发的通用计算机辅助绘图和设计软件包。自公司研制开发的通用计算机辅助绘图和设计软件包。自1982年年12月推出月推出AutoCAD1.0以来，已经进行了以来，已经进行了18次升级，从而使次升级，从而使AutoCAD功能日趋强大和完善，影响也越来越广。其中近年较有影响的是功能日趋强大和完善，影响也越来越广。其中近年较有影响的是R12、R14、和、和AutoCAD2004，AutoCAD2005是最新版本。是最新版本。AutoCAD具有功能强大、支持的平台和外设多、性能价格比好、易学易用、体系结构开放等优点，已广泛应用于机械、建筑、电子、航天、造船、石油化工、土木工程、冶金、地质、农业气象、纺织、轻工等各个工程设计领域，是当今世界工程领域中最为广泛使用的具有功能强大、支持的平台和外设多、性能价格比好、易学易用、体系结构开放等优点，已广泛应用于机械、建筑、电子、航天、造船、石油化工、土木工程、冶金、地质、农业气象、纺织、轻工等各个工程设计领域，是当今世界工程领域中最为广泛使用的CAD支撑软件，占据了支撑软件，占据了75%的市场份额。的市场份额。?AutoCAD的注册用户已超过数百万，遍及全世界的注册用户已超过数百万，遍及全世界150多个国家和地区；多个国家和地区；?全球现有近全球现有近3000家注册开发商向市场提供家注册开发商向市场提供5000余种基于余种基于AutoCAD开发的适用于各个专业领域及不同应用层次的增值产品；开发的适用于各个专业领域及不同应用层次的增值产品；?有有5000多所遍及全球的学校和千余家授权培训机构开设了多所遍及全球的学校和千余家授权培训机构开设了AutoCAD及其相关软件技术的课程，每年培训及其相关软件技术的课程，每年培训100余万学生和工程技术人员；余万学生和工程技术人员；?全球有数十亿的工程图形采用由全球有数十亿的工程图形采用由AutoCAD最早提出并应用的图形标准最早提出并应用的图形标准DXF和和DWG格式来描述，格式来描述，AutoCAD及其图形格式已成为一种事实上的国际图形标准。及其图形格式已成为一种事实上的国际图形标准。?具有良好的工作界面及强大的绘图和图形编辑功能；具有良好的工作界面及强大的绘图和图形编辑功能；?既可以以交互既可以以交互(人机对话人机对话)方式绘图，又可实现自动绘图方式绘图，又可实现自动绘图(编程实现编程实现)；?具有开放的体系结构，极易进行用户定制和二次开发；具有开放的体系结构，极易进行用户定制和二次开发；?可通过标准的或专用的数据格式与其它可通过标准的或专用的数据格式与其它CAD/CAM系统进行数据交换；系统进行数据交换；?支持众多的平台和外部设备；支持众多的平台和外部设备；?易学易用，适用于各种层次的用户。易学易用，适用于各种层次的用户。AutoCAD的主要特点的主要特点AutoCAD图形系统AutoCAD图形系统AutoCAD概论基本作图命令基本编辑命令显示控制图层与图块图案填充与尺寸标注图形的布置与输出概论基本作图命令基本编辑命令显示控制图层与图块图案填充与尺寸标注图形的布置与输出3-1 AutoCAD概论概论AutoCAD的工作界面的工作界面AutoCAD的基本概念的基本概念AutoCAD作图的准备知识作图的准备知识3.1.13.1.1 AutoCAD的工作界面的工作界面?标题栏标题栏?菜单栏菜单栏?工具栏工具栏?常用工具栏常用工具栏?格式工具栏格式工具栏?绘图工具栏绘图工具栏?编辑工具栏编辑工具栏?命令提示区（坐标系图标、光标、屏幕菜单）命令提示区（坐标系图标、光标、屏幕菜单）?状态栏状态栏?滚动条（垂直、水平）滚动条（垂直、水平）?用户绘图区用户绘图区3.1.2 3.1.2 AutoCAD的基本概念的基本概念点和坐标系绘图单位和比例图形极限和范围图形元素（实体）图层、颜色和线型实体特性图形插入和外部引用模型空间和图纸空间点和坐标系绘图单位和比例图形极限和范围图形元素（实体）图层、颜色和线型实体特性图形插入和外部引用模型空间和图纸空间AutoCAD视图视区系统变量视图视区系统变量一、点和坐标系一、点和坐标系?AutoCAD采用笛卡儿坐标系来描述图形采用笛卡儿坐标系来描述图形?二维图形二维图形: 点的位置用点的位置用(x,y)坐标表示坐标表示;?三维图形三维图形：点的位置用：点的位置用(x,y,z)坐标来表示，坐标来表示，z轴垂直于由轴垂直于由x,y轴定义的轴定义的xy平面。平面。?当当AutoCAD要求用户输入一个三维点，而用户只输入要求用户输入一个三维点，而用户只输入(x,y)坐标或使用定标设备时，系统会取坐标或使用定标设备时，系统会取用户设置的当前高度用户设置的当前高度作为作为z坐标。坐标。?具有当前高度的具有当前高度的xy平面称为平面称为构造平面构造平面(Construction Plane)。?通用坐标系通用坐标系(World Coordinate System)通用坐标系又通用坐标系又称为称为“世界坐标系世界坐标系”(简称简称WCS）?是固定不变的坐标系；是固定不变的坐标系；?是所有是所有AutoCAD 建立的图形所共有的坐标系。建立的图形所共有的坐标系。AutoCAD系统被启动后，所进入的图形编辑状态缺省的便是系统被启动后，所进入的图形编辑状态缺省的便是WCS坐标系。坐标系。?用户坐标用户坐标(User Coordinate System)用户可以在用户可以在WCS中定义一个任意的坐标系，称为用户坐标系中定义一个任意的坐标系，称为用户坐标系(UCS)。?其原点可在其原点可在WCS内的任意位置上，坐标轴可随用户的选择任意旋转和倾斜。内的任意位置上，坐标轴可随用户的选择任意旋转和倾斜。?用户可在一个图形中定义任意个用户可在一个图形中定义任意个UCS。用户坐标系统允许用户移位构造平面，从而简化了三维点的定位，可以把一个复杂的三维问题变为简单的二维问题。用户坐标系统允许用户移位构造平面，从而简化了三维点的定位，可以把一个复杂的三维问题变为简单的二维问题。图示图示 UCS实例实例?坐标系统的图标坐标系统的图标为了便于区分图形中不同的坐标系，为了便于区分图形中不同的坐标系，AutoCAD界面中显示了坐标系图标界面中显示了坐标系图标(见图示见图示)，图标通过指明，图标通过指明x,y轴的正方向来表示当前坐标系的方位：轴的正方向来表示当前坐标系的方位：?若当前坐标系就是通用坐标系，则图标若当前坐标系就是通用坐标系，则图标y轴箭头里标有字母轴箭头里标有字母“W”；?若图标位于当前若图标位于当前UCS的原点位置，是图标的基底上标有的原点位置，是图标的基底上标有“+”符号；符号；?若从若从UCS上方（正上方（正 z 轴方向）看图标，则图标的基底有一个方格，若从下方看则没有此方格轴方向）看图标，则图标的基底有一个方格，若从下方看则没有此方格;?若由于视觉位置，在当前若由于视觉位置，在当前UCS上只能看到边缘（或边夹角很小），则用上只能看到边缘（或边夹角很小），则用“断铅笔断铅笔”图标来代替坐标系图标，表示在屏幕上定位无效。图标来代替坐标系图标，表示在屏幕上定位无效。图示 坐标系统的图标图示 坐标系统的图标?右手规则右手规则AutoCAD使用使用右手规则定义各种坐标系统右手规则定义各种坐标系统。?把右手靠近屏幕沿正把右手靠近屏幕沿正x轴方向伸出大拇指，沿正轴方向伸出大拇指，沿正y轴方向伸出食指，然后向下半屈其余手指，轴方向伸出食指，然后向下半屈其余手指，则其指向将为正则其指向将为正z轴方向轴方向。?用右手规则还可判断正旋转角的旋转方向。弯曲四指，握住旋转轴，并将大拇指指向旋转轴的正方向，用右手规则还可判断正旋转角的旋转方向。弯曲四指，握住旋转轴，并将大拇指指向旋转轴的正方向，则弯曲四指的方向就是正旋转方向，即为旋转轴的逆时针方向则弯曲四指的方向就是正旋转方向，即为旋转轴的逆时针方向，如果要顺时针旋转，则可给出负旋转角。，如果要顺时针旋转，则可给出负旋转角。二、绘图单位和比例二、绘图单位和比例?图形上两个坐标点之间的距离用图形上两个坐标点之间的距离用图形单位图形单位(Drawing Units)来度量。来度量。?AutoCAD的的图形单位没有具体的量纲图形单位没有具体的量纲，用户可根据需要任意设定，如，用户可根据需要任意设定，如 mm, m, in, ft等。等。?作图时，一般宜采用图形对象的实际单位，以避免产生标注误差。当图形完成后，再指定合适的比例因子作图时，一般宜采用图形对象的实际单位，以避免产生标注误差。当图形完成后，再指定合适的比例因子(Scale)，输出图形。这样只需按实际单位存储该图，便可根据需要输出多种比例的图形。，输出图形。这样只需按实际单位存储该图，便可根据需要输出多种比例的图形。?比例因子是绘图仪尺寸单位比例因子是绘图仪尺寸单位(Plotted Size Units)和图形单位的比例关系和图形单位的比例关系，它表示绘图机将以多少个绘图机尺寸单位绘出一个图形单位的图样。它是在绘图输出设定的。，它表示绘图机将以多少个绘图机尺寸单位绘出一个图形单位的图样。它是在绘图输出设定的。三、图形极限和范围三、图形极限和范围?图形极限图形极限(Drawing Limits)是是AutoCAD为方便用户绘图而设定的为方便用户绘图而设定的最大矩形区域界限最大矩形区域界限，用户可以设定任何需要的图形极限。，用户可以设定任何需要的图形极限。?图形范围图形范围(Display Area)是指当前所绘制是指当前所绘制图形所占的实际矩形区域图形所占的实际矩形区域，图形范围一般是图形极限的一部分，它表明当前在图形极限区有多大面积包含有图形信息。，图形范围一般是图形极限的一部分，它表明当前在图形极限区有多大面积包含有图形信息。（0，0）（）（840，594）（）（50，50）（）（650，450）图形极限图形范围图形极限图形范围四、图形元素四、图形元素(实体实体)AutoCAD预先定义了一组基本图形元素预先定义了一组基本图形元素，以构成图形。这些图形元素简称图素或实体，是，以构成图形。这些图形元素简称图素或实体，是AutoCAD中构成图形的基本单元。点中构成图形的基本单元。点(Point)轨迹轨迹(Trace)直线直线(Line)实心体实心体(Solid)圆圆(Circle)文字文字(Text)弧弧(Arc)形状形状(Shape)多义线多义线(Polyline)块块(Block)尺寸标注尺寸标注(Dimension)3D折线折线(3DPoly)3D面面(3DFace)3D网格面网格面(3DMesh)五、图层、颜色和线型五、图层、颜色和线型?图层的概念图层的概念?类似绘图应用中使用的透明叠层；类似绘图应用中使用的透明叠层；?可以单独地或以组合方式观察并绘制图形的有关部分。用户可以将其图形的各部分分配给不同的图层，可以单独地或以组合方式观察并绘制图形的有关部分。用户可以将其图形的各部分分配给不同的图层，?可定义的图层数量不限。可定义的图层数量不限。?一幅图的所有图层，其图面尺寸、坐标系和比例系数是相同的，层与层之间总是完全对齐，一层图上某一标志点精确地对应其各层上的同一点。一幅图的所有图层，其图面尺寸、坐标系和比例系数是相同的，层与层之间总是完全对齐，一层图上某一标志点精确地对应其各层上的同一点。?图层性质图层性质?层名：层名：每一个图层都必须赋予一个层名，这是用户选择和使用某层时所用的名字。默认层名：每一个图层都必须赋予一个层名，这是用户选择和使用某层时所用的名字。默认层名：0。?可见性：可见性：图层具有可见，可以根据需要将任意组合的图要开或关闭。只有可见层才能被显示或在绘图机上绘出。图层具有可见，可以根据需要将任意组合的图要开或关闭。只有可见层才能被显示或在绘图机上绘出。?颜色：颜色：每个图层可分别赋予不同的颜色，颜色可以用相应的颜色号表示，该编码是从每个图层可分别赋予不同