DISEGNO

DISEGNO&GRAFICA Guida Autocad 2D 3D

02-Strumenti

Una stazione grafica si compone, oltre al computer, di un video-grafico ad alta risoluzione (spesso accompagnato da una scheda grafica per accelerare le operazioni di visualizzazione), e da strumenti di disegno su carta o pellicola (detti anche periferiche di output) e di acquisizione di informazioni grafiche o numeriche (le periferiche di input).

Strumenti di input:

Gli strumenti di input consentono di immettere informazioni grafiche o numeriche nei programmi CAD. Si suddividono in:

_ Mouse. Rappresenta lo strumento di input per eccellenza, essendo di semplice uso ed economico. E' uno strumento di puntamento relativo, nel senso che una sua data posizione sul tavolo di lavoro non corrisponde necessariamente sempre ad una stessa posizione sullo schermo grafico.

_ Digitizer e tavolette grafiche. Consentono di immettere punti in coordinate cartesiane X,Y, con una precisione di circa un decimo di millimetro. A differenza del mouse il digitizer è uno strumento di puntamento assoluto.

_ Scanner. Un disegno al tratto può essere considerato come un insieme di segmenti ciascuno individuato da due punti. Anche un cerchio è approssimabile con un congruo numero di segmenti rettilinei, numero tanto più grande quanto maggiore è il suo raggio. Tale metodo di costruzione grafica viene denominato vettoriale, in quanto formato da linee (vettori).

Si immagini ora di racchiudere lo stesso disegno in un rettangolo costituito da un considerevole numero di celle quadrate affiancate in forma di matrice. Una cella potrà essere toccata o meno da un segmento. Nel primo caso tutta la cella viene annerita.

Tale metodo di rappresentazione è denominato raster e risulta tanto più visivamente vicino al vettoriale quanto più minuscole sono le celle: se queste fossero più piccole della risoluzione dell'occhio umano non vi sarebbe nessuna differenza visiva tra i due metodi.

Lo scanner, mediante un lettore ottico, scandisce la superficie di un foglio e trasforma le informazioni lette in una matrice di celle (pixel, generalmente con un lato di 0.08/0.04 mm). E’ dunque possibile anche la lettura di immagini con semitoni di grigio o a colori.

E' sempre possibile passare da una memorizzazione vettoriale ad una raster, qualsiasi sia la risoluzione scelta per quest'ultima; viceversa risulta ancora difficile una corretta ed univoca trasformazione inversa (dal formato raster al vettoriale).

_ Videocamera. La videocamera cattura una immagine raster a medio-bassa risoluzione (normalmente non più di 512x512 pixel). Alcuni sensori CCD ad alta risoluzione leggono pixel fino a 10 micron (millesimi di millimetro), vale a dire di circa 0.01 mm.

Strumenti di rappresentazione e disegno:

_ Videografici. Consentono di visualizzare il modello in forma raster con una risoluzione che arriva a 1280x1024 pixel ed oltre. Tali monitor hanno una diagonale di almeno venti pollici (circa 50 cm) e sono spesso affiancati da una scheda grafica che esegue in tempo reale il passaggio dal formato vettoriale, tipico dei programmi CAD, al formato raster del video grafico.

_ Plotter. Sono strumenti che permettono di disegnare su carta sia in forma vettoriale (plotter a penna) che raster (plotter elettrostatici o termici). Nel primo caso la risoluzione è di circa 0.01 mm nel secondo di circa 0.04/0.08 mm.

_ Stampanti grafiche. Consentono di ottenere rappresentazioni di lavoro a bassa qualità (0.1 mm di risoluzione). Alcune stampanti ad alta risoluzione (ed altrettanto alto costo) producono immagini a colori su carta o pellicola di qualità pseudo-fotografica.

_ Strumenti per la produzione di diapositive. A partire da un file PCX o TGA, o da altro formato grafico, questi dispositivi permettono di ottenere diapositive nel formato 24x36 mm. Generalmente il numero di linee viene aumentato, rispetto all'immagine originale, interpolando i colori dei pixel adiacenti. Si possono così ottenere immagini su pellicola con risoluzioni fino a 4000x3000 pixel nel formato 35 mm.

La guida: una premessa.
Come sono strutturati i capitoli della guida. La spiegazione dei comandi e gli approfondimenti.

La guida e il programma di autoistruzione seguono percorsi separati e complementari. Mentre il programma vuole addestrare pragmaticamente l'utente all'uso di AutoCAD dal vivo, la guida si propone l'obiettivo di dare una panoramica completa e approfondita del programma, anche senza avere a disposizione un computer. Si divide in due sezioni:

_ I comandi di AutoCAD. Ogni comando viene presentato sia nella forma italiana che inglese e nelle sue eventuali abbreviazioni o tasti funzione. Al riguardo è da notare che è possibile modificare o creare una propria personale tabella di abbreviazioni ai comandi intervenendo sul file ACAD.PGP.

Un comando si colloca, da un punto di vista puramente concettuale e non operativo, in uno dei seguenti gruppi:

A) Creazione di entità

B) Editazione e trasformazione geometrica di entità

C) Gestione delle proprietà di entità

D) Richiesta di informazioni e dati

E) Utilità generale

F) Rappresentazione

G) Ausilio al disegno

H) Gestione blocchi

I) Gestione quotature

L) Input/Output

M) Funzioni speciali

La suddivisione dei comandi per gruppi omogenei ha il solo scopo di chiarirne immediatamente lo scopo, tenendo conto che i comandi sono ormai alcune centinaia.

Verranno di seguito presentate tutte le opzioni, sia in lingua italiana che inglese, e una breve descrizione del comando con alcuni esempi grafici tratti direttamente da AutoCAD nella versione per WINDOWS, del resto molto simile a quella per DOS per quanto riguarda l'interfaccia grafica. Saranno comunque illustrate le eventuali differenze tra le versioni DOS e WINDOWS.

Ogni lezione illustra una serie di comandi, omogenei tra loro sul livello di difficoltà, per consentire un apprendimento graduale del programma. Così si sarà in grado di creare e manipolare semplici entità grafiche già alla prima lezione, intervenendo anche sui parametri fondamentali che regolano il funzionamento di AutoCAD.

_ Approfondimenti. La lezione affronterà alcuni argomenti spesso inerenti ai comandi appena illustrati. In questa sezione da un lato si tenterà di coordinare le informazioni trattate nella prima parte del fascicolo, d'altro canto si proporranno esempi complessi che richiedono una lunga sequenza di comandi, anche trattati nelle lezioni precedenti. Così a fianco di capitoli, ad esempio, sulla modellazione solida o il rendering o l'uso degli UCS saranno presenti esempi sulla sequenza di comandi da usare per la produzione del modello solido di un oggetto oppure per la preparazione di disegni impeccabili a partire da modelli tridimensionali.

In questa prima lezione si sono invece trattati argomenti generali sul CAD, non essendo ancora entrati nel vivo dell'uso dei comandi più complessi.

La struttura dello schermo grafico di AutoCAD

I primi approcci con l'interfaccia grafica. Le differenze e le affinità tra AutoCAD per DOS e per WINDOWS.

Lo schermo grafico di AutoCAD per DOS è suddiviso, a meno di configurazioni particolari, in quattro sezioni.

In alto una linea di stato riporta molte indicazioni operative: le coordinate del puntatore o cursore grafico, il piano o layer attivo e il suo colore, la presenza di eventuali ausili al disegno come Orto, Snap, Griglia.

Portando il cursore grafico su questa linea appare un menu pull-down (a rotolo) che opera con modalità simili ad un normale menu WINDOWS.

A destra il menu di schermo raggruppa i comandi seguendo una struttura ad albero. Portando il puntatore sul nome di un gruppo di comandi, il menu in quel momento presente verrà sostituito da quello relativo al gruppo scelto e così via fino a raggiungere i singoli comandi.

In basso tre righe (l'area di prompt) sono riservate alla comunicazione in ingresso e uscita con l'utente.

Queste tre aree circondano un'ampia zona centrale dedicata alla rappresentazione del disegno.

Il cursore grafico, infine, potrà assumere varie configurazioni, in relazione al comando attivato e alla funzione da svolgere.

AutoCAD per WINDOWS adotta tutte o quasi le convenzioni di quel sistema operativo. Le differenze più evidenti nell'interfaccia sono costituite dalla presenza fissa del menu pull-down sopra la linea di stato che incorpora una tool-bar personalizzabile e da una tool-box contenente le icone riferite ai comandi più comuni.

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Lo schermo iniziale di AutoCAD per WINDOWS propone una struttura simile alla versione DOS. Al posto della linea di stato sono presenti le barre dei menu e degli strumenti (quest'ultima contiene anche alcuni bottoni personalizzabili). Inoltre compare anche una casella personalizzabile degli strumenti. AutoCAD per WINDOWS adotta tutte le funzioni tipiche di quel sistema operativo e pertanto la videata conterrà la casella del menu di controllo e i pulsanti di ingrandimento e riduzione.<o:p </o:p

In AutoCAD per WINDOWS nel menu FILE è presente il comando PREFERENZE che consente di scegliere colori, font e altri parametri utili per la definizione dell'interfaccia grafica.

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Nel menu File l'opzione Preferenze consente di definire molti parametri operativi di AutoCAD per WINDOWS. L'interfaccia grafica può essere modificata, eliminando ad esempio il menu di schermo per far spazio all'area grafica o cambiando i colori di default per le varie zone dello schermo.<o:p </o:p

Convenzioni d'uso di AutoCAD per DOS e WINDOWS

AutoCAD, come ogni altro programma complesso, adotta alcune convenzioni proprie, altre tipiche del CAD o del sistema operativo usato.

Come ogni programma anche AutoCAD adotta alcune convenzioni d'uso. Alcune di queste sono tipiche del sistema operativo usato (soprattutto nel caso della versione per WINDOWS), altre risultano tipiche del programma e non sempre evidenti.

_ Immissione comandi. Una sessione di lavoro è composta da una sequenza di comandi e relative opzioni.

I comandi possono essere immessi per molte vie:

- Digitando da tastiera il nome del comando completo o abbreviato (se è disponibile l'abbreviazione). Nel caso si sia ridenominato un comando è sempre possibile richiamarlo con il nome originale anteponendo al nome un punto: ad esempio .LINEA equivale a LINEA. Ancora, se si usa la versione italiana, è comunque permesso digitare il comando in inglese anteponendo al nome un underscore: ad esempio _LINE corrisponde a LINEA.

- Selezionando il comando mediante il menu pull-down o screen (sulla destra del video) o da tavoletta. Nel primo caso spesso il comando attiva uno specifico dialog-box che facilita l'uso del comando stesso.

- Richiamando un file di script. Il file, in testo ASCII, deve contenere la corretta sequenza di comandi e opzioni da eseguire in batch.

- Solo AutoCAD per WINDOWS. Selezionando il comando nella toolbar o nella toolbox oppure immettendolo via clipboard.

_ Uso delle opzioni nei comandi da tastiera. Molti comandi possiedono una o più opzioni. Spesso il comando, per esaurire la sua funzione, richiede una sequenza di operazioni da parte dell'utente; sequenza che varia in funzione delle scelte precedenti. Può pertanto accadere che uno stesso comando proponga input diversi secondo la scelta compiuta al passo precedente. Ad esempio esistono diverse modalità per il tracciamento di un arco. Ogni modalità fa capo al comando ARCO ma si sviluppa in modo diverso: una chiede tre punti, un'altra il punto iniziale, il centro e il punto finale, un'altra ancora il punto iniziale, il centro e l'angolo inscritto e così via.

L'opzione di default (quella standard che non occorre richiamare esplicitamente) è sempre racchiusa tra i simboli < >. Così, per l'arco, dopo aver digitato (in maiuscolo o minuscolo) il nome del comando, e premuto il tasto di spazio o INVIO, comparirà la scritta Centro/<Punto iniziale>: . L'opzione Punto iniziale è di default, mentre per richiamare l'altra opzione è necessario digitare, in maiuscolo o minuscolo, la parte dell'opzione scritta in maiuscolo. In questo caso è necessario digitare C oppure c.

_ Comandi trasparenti.

E' possibile attivare molti comandi all'interno di un altro comando. Ad esempio la funzione di ZOOM all'interno del comando LINEA. In questo caso è però necessario, se si immette il comando da tastiera, far precedere il nome del comando da un apostrofo: 'ZOOM anziché ZOOM.

_ Uso dei tasti funzione.

- F1. L'uso del tasto F1 risulta diverso nelle due versioni. Nella versione DOS consente di passare dallo schermo grafico a quello di testo e viceversa (per le configurazioni a singolo monitor). Nella versione WINDOWS invece, in omaggio ad una convenzione non scritta che prevede il tasto F1 come tasto per l'help, consente di attivare l'aiuto in linea di AutoCAD.

- F2. Per la versione WINDOWS F2 ha lo stesso uso del tasto F1 per la versione DOS.

- F6. Attiva/disattiva la visualizzazione delle coordinate del cursore grafico. Esistono tre possibilità, attivabili ciclicamente dalla pressione del tasto funzione F6: disabilitato, abilitato con coordinate X,Y e abilitato in forma polare con distanza e angolo (nel caso si stia immettendo un punto e sia visualizzata la linea elastica che lo collega con il precedente).

- F7. Attiva/disattiva visualizzazione della griglia. La griglia è l'equivalente della carta millimetrata. Non appartiene al disegno ma risulta utile per mantenere sotto controllo le dimensioni e le proporzioni delle entità. Esiste un apposito comando che consente di definirne il passo.

- F8. Attiva/disattiva la funzione Orto. La funzione Orto, quando è attiva, consente di disegnare solo linee parallele agli assi cartesiani di riferimento. E' utile ad esempio se si vogliono disegnare segmenti tra loro perpendicolari. Nella toolbar della versione per WINDOWS è presente un tasto (contrassegnato da O) che consente di simulare il tasto F8.

- F9. Attiva/disattiva la funzione Snap. La funzione Snap, quando è attiva, consente al cursore grafico di assumere solo alcune posizioni sul piano di lavoro, scandite regolarmente. Anche in questo caso il comando SNAP permette di definire i valori del passo e l'orientamento di questa griglia ideale. I valori del passo dello Snap e della Griglia possono anche essere diversi tra loro ma, per un uso corretto di queste funzioni, dovrebbero essere uguali o almeno in una relazione di proporzione, ad esempio con il passo dello Snap un decimo, un quinto o metà di quello della griglia. Nella toolbar della versione per WINDOWS è presente un tasto (contrassegnato da S) che consente di simulare il tasto F9.

_ Altre convenzioni.

- In AutoCAD la barra spaziatrice ha lo stesso significato del tasto INVIO o RETURN, a meno che non serva per immettere un testo con il comando TESTO [TEXT].

- Il tasto destro del mouse ha anch'esso lo stesso uso del tasto INVIO.

- Per interrompere un comando in esecuzione è necessario premere i tasti CTRL+C, anche più volte in sequenza.

- Per richiamare l'ultimo comando immesso è sufficiente premere i tasti di INVIO oppure la barra spaziatrice o anche il tasto destro del mouse.

Convenzioni geometriche di AutoCAD per DOS e WINDOWS

Un programma CAD opera con rigorose modalità geometrico-analitiche. E' necessario perciò definire delle convenzioni d'uso, soprattutto per la modellazione tridimensionale.

AutoCAD adotta molte convenzioni grafiche create appositamente o comuni al mondo del disegno e della rappresentazione.

Alcune di queste, relative soprattutto al disegno tridimensionale, verranno illustrate via via nel corso delle lezioni.

Le convenzioni basilari, necessarie fin da subito sono:

_ Coordinate cartesiane, polari, relative e assolute.

AutoCAD fa riferimento ad un sistema tridimensionale di assi cartesiani. Il sistema è dotato di un punto origine, di un verso positivo e negativo per ogni asse e di un'unità di misura. Di norma il sistema viene rappresentato in pianta e perciò sono visibili solo gli assi X e Y (vedi figura A). Per individuare un punto in un sistema cartesiano bidimensionale XY si devono fornire le coordinate X e Y del punto stesso. Nella figura A è visibile un punto P di coordinate X=4 e Y=3 unità.

Per poter rappresentare i tre assi contemporaneamente è necessario adottare una vista prospettica o assonometrica, come nella figura B, dove è anche visibile un punto di coordinate X=2, Y=0.8, Z=2.2.

Le coordinate possono essere introdotte sia in forma numerica, da tastiera, che in forma grafica mediante il sistema di puntamento adottato, sia esso il mouse o la tavoletta.

AutoCAD prevede cinque diverse modalità per l'immissione di coordinate:

- Coordinate assolute. Sono riferite all'origine del sistema di coordinate globali (definito anche sistema mondo o globale perché fisso nello spazio). Si esprimono mediante una coppia o una tripletta di valori, separati da una virgola, a seconda che il sistema sia bidimensionale o tridimensionale. La notazione è:

X,Y oppure X,Y,Z

Ad esempio 1,2,3 oppure 3.24,1.65 o anche -12.3,2.4567,-9.87654321 (vedi figure A e B).

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- Coordinate relative. Sono riferite non all'origine del sistema ma al punto precedentemente immesso, assunto come origine relativa. Per indicare al programma che si sta usando la notazione relativa si deve far precedere il simbolo @ alle due o tre coordinate, sempre separate da una virgola. La notazione è pertanto:

@X,Y oppure @X,Y,Z

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Nella figura C si può notare un segmento nel quale il primo punto è stato immesso per mezzo della notazione assoluta (1.3,1.0), mentre il secondo punto è in notazione relativa (@2.4,1.4). Infatti il secondo punto è spostato rispetto al primo di 2.4 unità lungo l'asse X e 1.4 unità lungo l'asse Y. Se l'origine del sistema fosse posta in corrispondenza del primo punto la notazione relativa e l'assoluta coinciderebbero. Le coordinate assolute del secondo punto sono date dalla somma delle sue coordinate relative con le coordinate assolute del punto a cui si riferisce. Così nell'esempio della figura C le coordinate assolute del secondo punto saranno X=2.4+1.3=3.7 e Y=1.4+1=2.4.

- Coordinate polari. Si esprimono indicando la distanza tra il punto da definire e il precedente e l'angolo formato dal segmento distanza con l'asse di riferimento (vedi figura D).

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Per indicare ad AutoCAD che si utilizza questa notazione è necessario separare i valori con il simbolo < che indica l'angolo. La notazione completa è dunque:

DISTANZA<ANGOLO oppure @DISTANZA<ANGOLO dove DISTANZA è espressa in unità del disegno e ANGOLO nell'unità di misura angolare prescelta dall'utente.

Per default l'angolo è in notazione sessadecimale (0..360 gradi con suddivisione decimale del grado) e viene misurato in senso antiorario a partire dall'asse positivo delle X, che forma un angolo pari a zero.

- Coordinate cilindriche e sferiche. Solo per l'immissione di punti tridimensionali. Il formato delle coordinate cilindriche è:

DISTANZA<ANGOLO,Z oppure @DISTANZA<ANGOLO,Z dove Z è l'altezza del punto rispetto alla notazione polare.

La notazione per le coordinate sferiche è invece:

DISTANZA<ANGOLO1<ANGOLO2 oppure @DISTANZA<ANGOLO1<ANGOLO2 dove ANGOLO1 è l'azimut (l'angolo sul piano orizzontale) e ANGOLO2 è lo zenit del punto (l'angolo sul piano verticale passante per il punto e per il punto di partenza).

_ Scala del modello geometrico.

Pur non essendo una convenzione ufficiale è comunque utile, una volta scelta l'unità di misura del disegno, siano metri, millimetri, Ångström o parsec, creare le entità grafiche in scala 1:1. Vale a dire che se si dovrà tracciare un segmento di 3.5 metri (il metro è l'unità di misura consigliata di norma), questa dovrà anche essere la misura del segmento immesso in AutoCAD.

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