1 Геометрическое моделирование в графическом редакторе AXOGEN / Геометрическое моделирование в графическом редакторе AXOGEN
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Московский государственный институт электроники и математики (Технический университет)
Кафедра инженерной и машинной графики
Геометрическое моделирование в графическом редакторе
«AXOGEN»
Методические указания по курсу “Инженерная графика”
Москва 1999
Составитель: ассистент А. А. Дудин
Указания содержат сведения, необходимые при работе с графическим редактором “Axogen”, применяемым для решения задач по начертательной геометрии и проекционному черчению.
Предназначены для студентов, обучающихся на первом курсе по инженерным специальностям.
УДК 744
Методические указания по курсу “Инженерная графика” / Моск. гос. ин-т электроники и математики; Сост. А. А. Дудин, М., 1999, 20с. Ил.13. Библиогр.: 3 назв.
Рецензент канд. техн. наук, доц. А. А. Пузиков
ISBN 5-230-16207-4
- 3 -
Введение
В данных методических указаниях приведена информация для пользователей, работающих с графическим редактором “Axogen”. Сюда включено подробное руководство пользователя и некоторые примеры по применению графического редактора “Axogen”. Математические методы обработки геометрических объектов, применяемые в редакторе “Axogen”, подробно изложены в [1].
Графический редактор “Axogen” (далее редактор) предназначен для решения задач по начертательной геометрии и проекционному черчению. Редактор представляет собой инструментальное средство, с помощью которого можно создавать чертежи геометрических объектов, изучаемых в разделах “Начертательная геометрия” и “Проекционное черчение” курса “Инженерная графика”.
Отличительной особенностью редактора наряду с другими графическими пакетами (AutoCAD, 3D-Studio Max, Super Plane [2] и т.д.) является ориентация не на получение готового решения, а на последовательную отработку студентами алгоритмов, заложенных в идеологию начертательной геометрии [3]. Из этого следует, что редактор, в отличие от вышеперечисленных пакетов, является не САПР, а учебно-методическим средством, основная задача которого — быть посредником между студентом и преподавателем и выполнять большую часть функций, возложенных некогда на карандаш, линейку, циркуль, ластик и ватман.
Для работы редактора требуется платформа Win32, цветной графический адаптер, манипулятор “мышь” и не менее 8 мегабайт оперативной памяти. Исполняемый код имеет размер около половины мегабайта.
Программа поддерживает русско- и англоязычный интерфейсы.
-4 -
1.Рабочий экран графического редактора “Axogen”
Рабочий экран графического редактора “Axogen” состоит из нескольких областей (рис. 1.1.). Детальное рассмотрение каждой области проводится ниже.
|
|
Клавиша |
|
|
Область управления |
главного |
|
|
меню |
||
Мольберт |
курсором |
||
|
|||
|
|
|
Проекция курсора
Область изменения
атрибутов объектов
Область подсказок
Хранилище объектов 
Рис. 1.1. Рабочий экран графического редактора “Axogen”
Клавиша главного меню служит для входа в главное меню редактора.
Мольбертом называется комбинация из четырех плоскостей проекций, на которой проводятся все построения геометрических объектов. На левой верхней (фронтальной) плоскости проекций изображается вид спереди (главный вид); на левой нижней (горизонтальной) - вид сверху; на правой верхней (профильной) - вид слева; на правой нижней (изометрической) - наглядное изображение объекта (изометрическая проекция). Так как курсор - некоторая точка в пространстве, на мольберте имеются ее проекции. Изменение положения курсора происходит при нажатии левой клавиши мыши на одной из плоскостей проекций (кроме изометрической).
- 5 -
Отображаемый диапазон на каждой из координатных осей - от 0 до 500 единиц. Единицы являются относительными и физического смысла не имеют.
Система координат мольберта соответствует принятой в начертательной
геометрии (рис. 1.2). |
z |
z |
|
Таким образом, указав точку на горизонтальной, фронтальной или профильной плоскости, можно задать только две координаты точки. Третья, недостающая координата, берется из предыдущего положения курсора.
x O |
y |
O |
|
x |
y |
y
Рис. 1.2. Системы координат на плоскостях проекций
Например, если курсор находился в точке (120, 80, 250), и на фронтальной плоскости была указана точка с координатами {x=130, z=300}, то курсор перейдет в точку (130, 80, 300).
Область управления курсором (рис. 1.3) |
|
|
|||
содержит три поля (X, Y, Z), в которых указаны |
|
|
|||
|
|
||||
координаты текущей позиции курсора. Справа от |
|
|
|||
них имеется выпадающий список, содержащий |
|
|
|||
варианты |
кратности |
задаваемых |
координат |
|
|
курсора. По умолчанию выставлена кратность 10, |
Рис. 1.3. Область |
||||
которая |
обеспечивает |
привязку |
задаваемых |
управления курсором |
|
позиций курсора к воображаемой сетке с шагом 10 единиц.
При попадании вне узла сетки курсор притягивается к ближайшему узлу. Возможны такие варианты кратности: 1, 10, 50, 100. При нажатии на клавишу [
] мольберт переходит в орто-режим, при котором изменение позиции курсора происходит только по той координате, у которой оказалась большая по модулю разность с координатой предыдущей позиции курсора. Возврат в нормальный режим происходит при повторном нажатии на клавишу.
В поле расстояний, обозначенном буквой “D”, выводится значение измеренного расстояния.
Область изменения атрибутов объектов включает в себя элементы управления, обеспечивающие возможность изменения цвета объекта, изменения стиля линии или стиля заполнения, изменения слоя объекта, управления видимостью объекта на плоскостях проекций, управления видимостью отдельных частей объекта, а также изменения текстовой информации, находящейся в объекте.
- 6 -
Расположение управляющих элементов в области изменения атрибутов объектов (примитивов) приведено на рис. 1.4.
Для каждого графического примитива существует свой набор свойств, которые можно изменять. В соответствии с этим набором устанавливается видимость тех или иных элементов управления. Таблица со списком изменяемых атрибутов объектов приведена в конце главы “Моделируемые геометрические объекты”.
Фиксируемые независимые клавиши управления видимостью на проекциях обеспечивают выключение видимости какого-либо объекта на конкретной плоскости проекций.
Видимость |
Видимость |
на проекциях |
частей |
Цвет |
|
Текст |
|
Стиль линии |
|
Стиль заполнения |
|
Управление слоями
Рис. 1.4. Область изменения атрибутов объектов
Фиксируемые независимые клавиши управления видимостью отдельных частей объекта обеспечивают выключение видимости (слева-направо) оси, нижнего основания, верхнего основания. Эти клавиши доступны только при работе с поверхностями.
Выпадающий список “Цвет” позволяет изменять цвет объекта. Доступен для всех без исключения примитивов.
Выпадающий список “Стиль линии” позволяет выбрать стиль линий, из которых будет состоять объект. Доступен для всех объектов, содержащих в себе линии. Объем списка может изменяться в соответствии с типами линий, характерными для данного примитива.
Выпадающий список “Стиль заполнения” позволяет выбрать стиль закраски объекта. Доступен только при работе с полигоном.
В поле редактирования “Текст” может быть введена текстовая строка, содержащаяся в объектах, использующих текст. Поле доступно для примитивов, использующих текст.
Клавиша управления слоями используется для изменения параметров слоев чертежа и для изменения слоя текущего объекта. Более подробная информация о работе со слоями приведена в главе “Работа со слоями чертежа”.
- 7 -
Область подсказок содержит информацию во время построения объектов. В этой области указано, какой объект строится в настоящее время и какую точку необходимо указать для задания объекта (рис. 1.5).
Вверхней части области подсказки
располагается информация о том объекте, который задает пользователь в настоящий момент. Помимо названия объекта присутствует его пиктограмма.
В нижней части расположена подсказка о геометрическом смысле запрашиваемой в настоящий момент точки.
В добавление к словесному описанию присутствует пиктографическое изображение, выражающее геометрический смысл точки.
Область подсказок содержит изображение только в момент создания объектов.
Хранилище объектов представляет собой наглядное изображение последовательности созданных объектов (рис. 1.6).
Хранилище объектов состоит из двух строк,
в каждой из которых содержится по пять |
|
|
|
клеток. Каждая клетка может содержать ярлык |
|
|
|
определенного объекта, пиктограмма которого |
|
|
|
изображена в ней. Через эти ярлыки |
|
|
|
осуществляется доступ к хранимым объектам. |
Рис. 1.6. |
Хранилище |
|
Ярлык текущего (выбранного) объекта обведен |
|||
|
объектов |
||
зеленым прямоугольником. |
|
|
По мере создания объектов ярлыки в нижней строке смещаются вправо, а в первую клетку нижней строки помещается ярлык только что созданного объекта.
Верхняя строка служит для хранения ярлыков часто используемых объектов (их также можно назвать отобранными объектами).
Ярлык активизированного объекта (к которому осуществлена привязка курсора) обозначается снизу синей стрелкой.
Ярлыки можно перемещать между клетками с помощью мыши по принципу перенести-и-оставить (drag’n’drop), широко применяемому в среде Windows.
Выбор текущего объекта происходит при нажатии левой клавиши мыши над ярлыком этого объекта. При выборе объекта область изменения атрибутов объекта перенастраивается с учетом возможности изменения определенных атрибутов объекта и заполняется атрибутами выбранного объекта.
- 8 -
На экране имеются клавиши, не входящие ни в одну из рассмотренных выше областей. Эти клавиши дублируют функции, доступные через меню. Ниже приводится перечень этих клавиш и эквивалентные им команды меню.
|
Меню |
Пункт меню |
|
|
|
|
|
Файл - Открыть |
|
|
|
|
|
Файл - Сохранить |
|
|
|
|
Главное меню |
Файл - Сохранить как |
|
|
|
|
|
Файл - Сохранить картинку |
|
|
|
|
|
Перерисовать |
|
|
|
|
|
Задание |
|
|
|
|
Контекстное меню |
Притяжение |
|
|
|
|
хранилища объектов |
Расстояние |
|
|
|
2.Функции графического редактора “Axogen”
В“Axogen” заложены функции, обеспечивающие построение геометрических объектов, привязку курсора к поверхности или линии (активизацию), поиск расстояния до геометрических объектов, изменение цвета объектов, выбор и удаление объектов. Помимо вышеперечисленных основных функций предусмотрены вспомогательные (сервисные) функции, ориентированные на техническое облегчение задачи построения чертежа, а также на операции с файлами, принтером и буфером обмена.
Доступ к функциям “Axogen” осуществляется через контекстные меню областей рабочего экрана, вызываемые при нажатии правой клавиши мыши, курсор которой подведен к соответствующей области.
Часть функций параллельно может вызываться с помощью клавиш быстрого доступа (см. выше), расположенных на рабочем экране.
Далее будут рассмотрены контекстные меню каждой из областей на рабочем экране и описаны функции, отрабатываемые каждым пунктом меню.
- 9 -
2.1. Главное меню
Чтобы войти в главное меню редактора, нажмите клавишу [
]. Внешний вид главного меню показан на рис. 2.1.
Перерисовать - перерисовать экран;
Установки - настройки1; |
|
||
Перерисовать |
|||
Задание - вывести задание; |
Установки ... |
|
|
Файл - операции с файлами: |
Задание |
|
|
Файл |
> |
||
сохранить; |
|||
Печать ... |
|
||
сохранить с другим именем; |
О программе |
|
|
открыть; |
Очистить |
|
|
сохранить картинку; |
|
||
|
|
||
Сохранить
Сохранить как ...
Открыть ...
Сохранить картинку
Рис. 2.1. Главное меню
“Axogen”
Печать - распечатать на принтере; О программе - вывести информацию о версии программы;
Очистить - очистка хранилища объектов.
2.2. Контекстное меню мольберта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Эллипс |
|
|
|||||||
Контекстное |
меню |
мольберта |
может |
Точка |
|
|
|
Гипербола |
|
|
|||||
быть двух видов. Меню первого вида (рис. |
Прямая |
|
|
|
Парабола |
|
|
||||||||
ОкружностьПлоскость |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2.2) возникает, |
когда процесс построения |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Треугольник |
|||||||||||||
(задания) |
объекта не начат. Оно содержит |
Кривая |
> |
|
|
Квадрат |
|||||||||
названия |
примитивов, |
которые |
можно |
Полигон |
> |
|
|
Пятиугольник |
|||||||
|
|
Шестиугольник |
|||||||||||||
создавать в среде редактора. При выборе |
Поверхность> |
|
|
||||||||||||
|
|
Восьмиугольник |
|||||||||||||
Текст |
> |
|
|
||||||||||||
одного из его пунктов начинается процесс |
|
|
|
|
|
Многоугольник |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
построения соответствующего примитива. В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Сфера |
|
||||||||
области подсказок возникает пиктограмма и |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Метка |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Цилиндр |
|
||||||||||
название |
задаваемого |
геометрического |
|
|
Текст |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Конус |
|
||||||||||
объекта и пиктограмма с изображением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Рис. 2.2. Контекстное меню |
|||||||||||||||
геометрического смысла первой требуемой |
|||||||||||||||
точки. Во время построения примитива |
мольберта (первый вид) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
контекстное меню мольберта имеет вид, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
изображенный на рис. 2.3. |
|
|
|
Зафиксировать |
|
|
|
||||||||
Зафиксировать - зафиксировать |
|
|
|
Завершить |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
очередную точку; |
|
|
|
|
Отмена |
|
|
|
|
|
|||||
Завершить - окончить построение; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Рис. 2.3. Контекстное меню |
||||||||||||||
Отмена - отменить построение объекта. |
|||||||||||||||
|
мольберта (второй вид) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1Информация о настройках приведена в главе “Установки графического редактора”.
- 10 -
Выбор пункта “Зафиксировать” эквивалентен двойному щелчку левой клавишей мыши на мольберте.
Пункт “Завершить“ становится доступным только тогда, когда построение примитива можно успешно завершить, не указывая больше точек.
Подробнее о каждом примитиве рассказано в главе “Моделируемые геометрические объекты”.
2.3. Контекстное меню хранилища объектов |
|
|
|
|
|||
Расстояние |
|
|
|
||||
Контекстное меню хранилища объектов |
|
|
Точка |
||||
Активизация |
|
|
|||||
изображено на рис. 2.4. |
|
|
Притяжение |
|
|
Прямая |
|
Расстояние - измерить расстояние до |
Выбор |
> |
|
Конус |
|||
|
|
||||||
выделенного объекта. |
|
|
Создать копию |
|
|
||
Активизация - привязать курсор к |
Удалить |
|
|
|
|||
выделенному объекту в текущей позиции |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
курсора (осуществить |
активизацию). |
При |
Рис. 2.4. Контекстное меню |
||||
включенном режиме |
активизации |
пункт |
|||||
хранилища объектов |
|||||||
меню отмечен слева галочкой ( √ ).
Притяжение - осуществить притяжение к выделенному объекту из текущей позиции курсора. Притяжение к многоугольнику - это притяжение к его ближайшей вершине; притяжение ко всем остальным объектам происходит по нормали. В режиме активизации объекта функция доступна только для тех объектов, которые лежат в активизированном объекте.
Выбор - выбрать в данную ячейку хранилища объектов ярлык одного из ранее построенных объектов. В появившемся подменю указать тип выбираемого объекта1. Далее появится диалоговое окно, позволяющее “пролистывать” построенные примитивы указанного типа с помощью клавиш [
] (предыдущий) и [
] (следующий). Перебор объектов осуществляется в соответствии с их приближенностью к текущей позиции курсора. На мольберте текущий объект будет выделен квадратиками черного цвета, расположенными на его характерных точках (концах, переломах и т.п.). Выбор текущего объекта в ячейку происходит при нажатии клавиши [
]. Отказ от выбора - при нажатии [
]. В переборе не участвуют объекты, ярлыки которых расположены в верхней строке.
Создать копию - создать “близнеца” выбранного объекта, т.е. объект, полностью совпадающий с выбранным.
Удалить - удалить выбранный объект.
Пункты “Активизация” и “Выбор” доступны только для верхних ячеек.
1Следует отметить, что подменю содержит названия типов только тех объектов, которые были построены.
