Базовые принципы работы векторных графических редакторов компьютерных программ

БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ВЕКТОРНЫХ ГРАФИЧЕСКИХ РЕДАКТОРОВ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ

THE BASIC PRINCIPLES OF OPERATION IN VECTOR GRAPHIC EDITORS OF COMPUTER PROGRAMS

Н. А. Мартыненко, А. А. Павлова

В статье изложены базовые принципы создания двумерных графических объектов, способы их редактирования. Приводятся примеры выполнения команд в системах КОМПАС-3D и AutoCAD. Анализ обобщенных (мета-) команд, средств и действий в различных компьютерных системах показал, что основной принцип генерации виртуальных объектов и преобразований над ними одинаков, различны только средства и технические приемы выполнения операций.

Ключевые слова: объект, редактирование, моделирование, модель.

В настоящее время трудно представить себе современное промышленное производство, проектно-конструкторское бюро без компьютеров и специальных программ, предназначенных для разработки конструкторской документации или проектирования.

Применение компьютерных технологий в области проектирования доказало свою эффективность, не только сократив сроки разработки конструкторской и технологической документации, но и существенно повысив качество создаваемых чертежей.

Знакомство с некоторыми графическими пакетами программ происходит уже в школах, техникумах, колледжах и вузах. Студенты, изучившие основы компьютерной графики и трехмерного моделирования, становятся специалистами высокого класса. Они приходят на производство, в конструкторское или технологическое бюро подготовленными для эффективного использования современных методов автоматизированного проектирования.

В образовательной среде лидерами графических учебных пакетов программ являются две системы: K0MnAC-3D, разработанная российской группой компаний АСКОН, и AutoCAD фирмы Autodesk (США).

Эти и любые другие графические программы предоставляют в распоряжение пользователя неограниченные возможности для работы. Окно или интерфейс программ включает все характерные для Windows-приложений элементы: меню, панели инструментов, диалоговые окна и пр. Работа с ними не составляет труда для тех, кто знаком с каким-либо офисным приложением. Одним из таких элементов является строка Заголовок окна, где указаны

N. A. Martynenko, A. A. Pavlova

The article describes the basic principles of construction of the two-dimensional graphic objects, methods of editing them. Also the article provides the examples of command execution in KOMPAS-3D and AutoCAD. The analysis of generalized (meta-)commands and tools in different systems has shown that construction and transformation of virtual objects have a similar principle, the difference is just in tools and in techniques of the performance of the operations.

Keywords: object, editing, modeling, model.

название документа и место его размещения. Главное меню состоит из разделов, в которых находятся команды, сгруппированные по функциональному назначению, такие как инструментальные панели рисования, редактирования, настройки параметров, измерения и др.

Говорят, есть удобный и неудобный интерфейс. Удобный - это когда с программой легко и понятно работать: вызов команд не представляет труда, зрительно понятно назначение тех или иных элементов управления, система своевременно реагирует на действия пользователя и дает информацию о том, как выполнить ту или иную операцию.

КОМПАСА и AutoCAD обладают довольно удобным интерфейсом. К тому же его можно изменить по желанию пользователя.

КОМПАСА и AutoCAD имеют большие возможности для создания конструкторской документации. Это инструменты для обеспечения точности построения, различные способы создания объектов, неограниченные возможности редактирования, простановки размеров, ввод текста и обозначений, выполнение штриховки и многие другие возможности. Зная ту и другую программу, трудно предпочесть какую-либо из них.

Специфика каждой системы требует дополнительного, достаточно подробного изучения конкретных средств и приемов, позволяющих пользователю эффективнее получать искомый результат. Но в какой бы системе ни велась работа, важно понять идею создания в ней «электронных» двумерных и трехмерных объектов.

Сравнительный анализ обобщенных (мета-) команд, средств и действий в системах КОМПАСА и AutoCAD по-

казывает, что основной принцип генерации виртуальных объектов и преобразований над ними в любых системах компьютерной графики одинаков, различны только средства и технические приемы выполнения операций.

В данной статье не ставится задача рассмотрения всех принципиальных отличий выполнения тех или иных операций в различных графических системах. Приводятся только общие принципы построения 2й-примитивов и возможностей их редактирования.

Изучив основы черчения, учащиеся, как правило, без труда осваивают богатейший мир компьютерной графики.

Отрезки, дуги, окружности и другие простейшие графические объекты - примитивы являются элементами, из которых состоит любой чертеж. Рассмотрим способы их создания на экране монитора.

• Примитив Point (Точка) используется чаще всего для деления и разметки других объектов; в качестве узлов при работе с привязкой к объектам, а также может выступать и как самостоятельный примитив. Точку можно задать введением значений ее координат или перемещением курсора на экране. Точка визуализируется на экране многими способами (стилями отрисовки) - в виде крестика, круга, квадрата и др.

• Отрезок. В системе КОМПАС-3Р эта команда называется Отрезок, а в системе AutoCAD - Line (Отрезок).

Как в первой, так и во второй системе возможны два основных способа построения отрезка: 1) задание начальной и конечной точек отрезка; 2) задание начальной точки, длины и угла наклона.

• Построение окружности осуществляется разными способами, например:

1) по положению ее центра и величине радиуса или диаметра;

2) по трем точкам, принадлежащим окружности и т. д. Пиктограммы (значки) соответствующих команд на инструментальной панели настолько понятны, что выбрать нужный способ построения не составляет труда.

• Для построения плавных кривых линий, проходящих через указанные на экране монитора точки, применяется следующая команда:

- в системе КОМПАСА - Кривая Безье,

- в системе AutoCAD - Spline (Сплайн).

• Построение прямоугольника осуществляется с помощью команды Прямоугольник в системе КОМПАСА и Rectangle (что в переводе с английского означает «прямоугольник») в системе AutoCAD.

Прямоугольник можно построить несколькими способами:

I способ. Задать две противоположные вершины прямоугольника, указывая их на экране или вводя координаты.

IIспособ. Задать одну вершину и, по автоматическому запросу компьютерного редактора, ввести значения высоты и ширины прямоугольника.

• Построение правильного многоугольника. Уникальна универсальная команда Многоугольник, которая

позволяет в любом графическом редакторе построить правильный многоугольник с необходимым количеством сторон. Для его создания нужно: а) задать центр; б) по запросу системы ввести количество сторон; в) указать, будет ли он вписан в окружность или описан вокруг нее; г) задать радиус окружности. В результате программа автоматически построит требуемый многоугольник.

В компьютерной графике существует понятие простых и сложных примитивов. К простым примитивам, кроме перечисленных ранее, относятся также прямая линия, дуга, эллипс, к сложным - штриховка, текст и другие. Если несколько объектов необходимо обрабатывать как одно целое, компьютерные системы позволяют, объединив их, создать блок (в системе AutoCAD) или макроэлемент (в системе КОМПАСА).

Любая из современных прикладных графических систем имеет неограниченные возможности редактирования построенных изображений. Термин «редактирование объектов» включает в себя операции, которые приводят к изменению размеров объектов, места их расположения, количества объектов и их пропорций, удалению объектов и т. д.

Команды редактирования позволяют реализовать такие приемы создания элементов чертежа, которые являются недоступными при черчении вручную. Например:

• Чтобы переместить объект, надо выполнить команду Сдвиг в системе КОМПАСА или Move (Перенести) в системе AutoCAD: выделить перемещаемый объект, отметить базовую точку и «перетащить» ее в другую точку, определяющую ее новое положение.

а)

Исходный объект

1хП

71*2

Ось симметрии

б)

х --

-- X

Рис. 1. Операция зеркального копирования объектов

• Зеркальное копирование объектов. Это удобное средство построения объектов, имеющих одну или несколько осей симметрии. При этом достаточно построить лишь часть изображения, а затем, используя команду Симметрия в системе КОМПАСА либо Mirror (Зеркало) в системе AutoCAD, получить его симметричное отображение. Для выполнения этой операции нужно выделить исходный объект (см. рис.1а) и указать две

точки (1 и 2), принадлежащие оси симметрии (оси отображения). Результат выполнения этой операции показан на рисунке 16.

• Есть операции, с помощью которых к имеющимся объектам добавляются дополнительные сегменты, например, сопряжение двух отрезков дугой определенного радиуса. Это команды Скругление в системе КОМПАС-3Р и Fillet (Сопряжение) в системе AutoCAD, для выполнения которых необходимо по запросу системы задать величину радиуса, а затем поочередно указать два отрезка, между которыми будет производиться скругление.

• Имеется также аналогичная команда Фаска, которая позволяет построить одну или несколько фасок между пересекающимися геометрическими объектами.

• Если необходимо создать несколько одинаковых объектов, расположенных с регулярным шагом, можно в системе КОМПАСА выполнить операцию Копия по сетке или Копия по окружности. В системе AutoCAD эти команды называются Rectangular Array (Прямоугольный массив) и Polar Array (Круговой массив).

а) Объект копирования 6)

0_\Ъ\

о ÍI о/

Рис. 2. Копирование по окружности

Пример: требуется вычертить шесть одинаковых отверстий, равномерно расположенных по окружности на круглом фланце. Для этого достаточно изобразить одно отверстие (рис. 2а), остальные построятся

автоматически при выполнении операции копирования по окружности. Необходимо при этом выделить окружность (объект копирования), задать количество копий (n = 6) и указать базовую точку С (центр симметрии). Завершив команду, получим результат, изображенный на рис. 26.

Большинство операций редактирования можно применять не только к плоским 2D-объектам, но и к трехмерным.

В каждом графическом редакторе имеется элемент интерфейса, предназначенный для обеспечения диалога пользователя с оперативной системой. Это Строка сообщений в системе КОМПАСА и Командная строка в системе AutoCAD. Обычно они располагаются в нижней части экрана. В любой момент выполнения какой-либо операции в них выводятся сообщения о необходимых действиях и запросы системы.

Понять и оценить доступность и полезность современных графических пакетов компьютерных программ учащиеся могут, изучив черчение только в школе, а в дальнейшем использовать компьютерную графику как основной инструмент графического образования.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Павлова А. А., Корзинова Е. И. Черчение и графика. 8-9 классы: учебник для общеобразоват. учреждений. М.: Мнемозина, 2007. 263 с.

2. Полещук Н. Н., Савельева В. А. Самоучитель AutoCAD 2008. СПб.: БХВ-Петербург, 2007. 704 с.

3. Потемкин А. Е. Твердотельное моделирование в системе КОМПАСА. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 512 с.

4. Ткачев Д. А. AutoCAD 2005. Самоучитель. СПб.: Питер; Киев: Изд. группа BHV, 2006. 462 с.