Modulo 1. I Sistemi CAD. Applicazioni di Computer Grafica avanzata IngOnLine

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1 Modulo 1 I Sistemi CAD Applicazioni di Computer Grafica avanzata

2 Modulo 1 Introduzione ai sistemi CAD Installazione e apertura del programma L interfaccia grafica (nomenclatura standard) I menu, i pulsanti, le finestre di dialogo e la barra dei comandi Modalità di inserimento dei comandi Comandi di creazione e comandi di modifica I sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Approccio orientato agli oggetti - proprietà I layer, gli aiuti al disegno Strumenti per la navigabilità dello spazio 2

3 Introduzione ai sistemi CAD Introduzione ai sistemi CAD I sistemi CAD (Computer Aided Design) nascono come strumenti di supporto al disegno, principalmente di tipo meccanico, e si trasformano ben presto in software dalle molteplici utilità, a volte non strettamente legate al disegno tecnico. Gli odierni strumenti di modellazione tridimensionale devono il loro sviluppo tecnologico alle prime ricerche effettuate sui software CAD. 3

4 Introduzione ai sistemi CAD Introduzione ai sistemi CAD Attualmente lo standard di mercato è rappresentato dal programma Autocad della software house Autodesk. Questo ha portato i maggiori produttori di software a produrre pacchetti con carat-teristiche simili ad Autocad e, spesso, a prodotti creati attraverso copiature del software di casa Autodesk. 4

5 Introduzione ai sistemi CAD Introduzione ai sistemi CAD Autocad (cad) 5

6 Introduzione ai sistemi CAD Introduzione ai sistemi CAD AllPlan (cad-architettonico) 6

7 Introduzione ai sistemi CAD Introduzione ai sistemi CAD Rhinoceros (cad-modellatore) 7

8 Introduzione ai sistemi CAD Introduzione ai sistemi CAD LightWave 3D (modellatore avanzato) 8

9 Installazione e Apertura Installazione e apertura del programma Icona e immagine di avvio 9

10 Interfaccia grafica (gui) Nomenclatura dell interfaccia Menu contestuale delle barre degli 4 strumenti 6 5 Nota: il menu contestuale delle barre degli strumenti si attiva facendo click con il tasto destro del mouse su una qualunque barra degli strumenti. Questa è la finestra di lavoro sullo spazio modello in configurazione standard (ossia nel modo in cui viene presentata al primo avvio dell applicazione). Riprendiamo brevemente la nomenclatura standard dei vari controlli dell interfaccia: 1. Barra dei menu 2. Barra Standard 3. Barra Modifica 4. Barra Disegno 5. Barra dei Comandi 6. Barra di Stato Naturalmente il programma contiene tantissimi altri controlli che possono essere attivati e disattivati in modo veloce attraverso il menu contestuale delle barre degli strumenti. 10

11 Menu, icone e barra dei comandi Nomenclatura dell interfaccia 3 Nota: è bene che fin da subito i corsisti prestino attenzione ai messaggi che compaiono nella barra dei comandi durante il normale utilizzo del software. 1 2 In figura è mostrato il contenuto del menu Disegna e del sottomenu Cerchio. Ogni comando presente nel cad può essere eseguito in vari modi. 1. Attraverso una voce di menu 2. Attraverso le icone. Queste infatti non sono altro che delle rappresentazioni grafiche di scorciatoie di voci di menu o di comandi. 3. Attraverso un comando inserito da tastiera nella barra dei comandi La barra dei comandi è lo strumento più utile. Esso è deputato a ricevere i comandi e a guidare l utente nel processo di creazione e modifica delle primitive grafiche. 11

12 Modalità di inserimento Inserimento dei comandi Come abbiamo visto ci sono vari modi per l inserimento dei comandi: da icone (facendo click con il tasto sinistro sull icona che rappresenta il comando) da menu (facendo click con il tasto sinistro sulla voce di menu che rappresenta il comando) da tastiera (scrivendo il comando e eseguendolo con la pressione del tasto INVIO) 12

13 Inserimento da tastiera Inserimento dei comandi Il sistema più controllabile è quello dell inserimento nella barra dei comandi che ci restituisce, in ogni momento, un feedback sulle operazioni che si stanno compiendo, e indica cosa il software si aspetta che l utente faccia. Questo sistema permette, in pratica, un continuo dialogo fra applicazione e utente, attraverso un interfaccia testuale, ma obbliga l utente a conoscere l esatta sintassi dei comandi impartiti. 13

14 Inserimento da voci di menu Inserimento dei comandi Le voci di menu possono essere utilizzate per impartire comandi al cad. In alcuni particolari menu, inoltre, sono presenti delle voci che attivano alcune finestre di dialogo atte alle impostazioni generali del programma (come ad esempio i caratteri, gli stili di quota, la grandezza dei puntatori, i colori dell interfaccia, ecc.), non immediatamente accessibili da tastiera o da icona. 14

15 Inserimento da icone Inserimento dei comandi Le icone rappresentano il modo più rapido e facile per imparare ad utilizzare un cad. Il sistema ad icone non permette, talvolta, di utilizzare tutte le potenzialità dei comandi ma mette a disposizione dell utente un modo veloce per accedere alle funzioni in modalità standard. Tuttavia si può, integrando il comando da icona con un comando da tastiera, accedere alle funzioni più avanzate. 15

16 Comandi di creazione I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Sono tutti i comandi che generano primitive. Ad esempio il comando linea è un comando di creazione. Per la generazione della linea sono necessarie le coordinate dei suoi estremi, quindi servono 6 parametri. Ogni comando di creazione ha bisogno di parametri diversi in relazione al tipo di primitiva che si sta creando. 16

17 Comandi di creazione: esempi I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale punto, linea, rettangolo, cerchio, polilinea, poligono, testo, cuneo, cilindro, piramide, sfera, toro, parallelepipedo, ecc. 17

18 Comandi di modifica I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Sono tutti i comandi che modificano una geometria già esistente. Per il loro utilizzo è necessario che vi sia qualcosa da modificare. Ad esempio il comando sposta è un comando di modifica, il suo scopo è quello di effettuare una traslazione rigida alle entità selezionate. Anche i comandi di modifica richiedono parametri differenti a seconda del tipo. 18

19 Comandi di modifica: esempi I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale sposta, copia, scala, offset, ruota, specchio, ruota3d, serie, serie3d, estendi, raccorda, spezza, unisci, ecc. 19

20 Lo spazio I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Lo spazio si definisce come un luogo nel quale è possibile la descrizione degli oggetti attraverso l indicazione di alcuni parametri che ne definiscono in modo univoco la posizione e la dimensione Questi parametri possono definirsi solo se nel luogo è presente un riferimento assoluto che permette la descrizione degli oggetti Questi riferimenti assoluti prendono il nome di sistemi di coordinate e i metodi di misura prendono il nome di metrica 20

21 Sistemi di coordinate I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Servono per descrivere in modo univoco un entità presente in uno spazio Possono essere diversi per lo stesso spazio Devono garantire il passaggio biunivoco da un sistema di riferimento ad un altro 21

22 Sistemi di coordinate (piane) I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Sistema cartesiano È caratterizzato da una descrizione a due coordinate rettangolari (x,y). Le coordinate si immettono nel cad con la sintassi: Sistema polare x,y È caratterizzato da una descrizione polare del tipo distanzaangolo (d,α). Le coordinate si immettono nel cad con la sintassi: d<α 22

23 Sistemi di coordinate (piane) I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Y X x,y P y Sistema di coordinate cartesiane Il punto P è identificato attraverso la coppia di coordinate x,y. La coordinata x identifica la distanza di P dall asse Y e la coordinata y la distanza di P dall asse X. O Y O α d d<α P X X Sistema di coordinate polari Il punto P è identificato attraverso la coppia di coordinate d, α. La coordi-nata α identifica l angolo che il segmento OP forma con l asse X, la coordinata d identifica la misura del segmento OP. 23

24 coordinate assolute e relative I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Sistema di coordinate cartesiane relative Y X O y P X2 P2 y2 Il punto P è identificato attraverso la coppia di coordinate x,y. Il punto P2 può essere identificato rispetto al punto P dalle coordinate (x2,y2). O X Nel linguaggio cad il punto P2 rispetto al punto P si esprime 24

25 coordinate assolute e relative I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Sistema di coordinate polari relative Y O d O α P d2 β P2 X Il punto P è identificato attraverso la coppia di coordinate d, α. Il punto P2 può essere identificato rispetto al punto P dalle coordinate (d2,β). Nel linguaggio cad il punto P2 rispetto al punto P si esprime β 25

26 coordinate assolute e relative I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Sistema di coordinate sferiche Quando si disegna una linea da un punto iniziale (A) ad un punto finale (B) usando le coordinate sferiche, si specifica la sua lunghezza (C, in questo caso unità), l angolo nel piano xy (D, in questo caso 45 ), e l angolo dal piano xy (E, in questo caso 35 ) Nel linguaggio cad si scrive: <45<35 26

27 coordinate assolute e relative I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Sistema di coordinate cilindriche Quando si disegna una linea da un punto iniziale (A) ad un punto finale (B) usando le coordinate cilindriche, si specifica la sua lunghezza (C, in questo caso unità), l angolo nel piano xy (D, in questo caso 27 ), e la distanza nella direzione z (E, in questo caso 3 unità) Nel linguaggio cad si scrive: <27,3 27

28 I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Convenzioni di positività assi 28

29 Esercizio n 1 I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale 29

30 Esercizio n 1: possibile soluzione I Sistemi di coordinate e lo spazio tridimensionale Una possibile combinazione di coordinate che risolvono questa figura è la seguente: 30

31 Oggetti e Proprietà Approccio orientato agli oggetti Ogni entità che si disegna deve essere considerata come un oggetto (nel senso informatico del termine). Tale oggetto è caratterizzato da proprietà e da metodi. Le proprietà sono delle caratteristiche modificabili dell oggetto (ad esempio per una linea, le coordinate dei suoi vertici), mentre i metodi sono le azioni che cambiano le suddette proprietà. 31

32 Oggetti e Proprietà Approccio orientato agli oggetti Nota: per attivare la finestra della proprietà ci sono vari modi: si può fare click sulla voce Proprietà nel menu Strumenti e successivamente selezionare le entità da analizzare. Oppure: si può fare CTRL+1. Oppure: digitare sulla barra dei comandi _properties In figura è mostrato il contenuto della finestra di dialogo Proprietà riferita alla linea. Questa finestra permette di ispezionare le proprietà dell oggetto selezionato ed eventualmente modificarle. Ogni tipo di oggetto possiede alcune proprietà comuni e alcune esclusive. Le proprietà comuni sono indicate nella parte alta della finestra (Generale); mentre quelle esclusive, che riguardano la natura stessa dell entità, sono raggruppate, nella parte bassa della finestra (Geometria). Sia una linea che un testo hanno quindi caratteristiche comuni come il colore, il tipo di linea, il layer (che vedremo più avanti), e caratteristiche proprie come l altezza del carattere ed il tipo di font, per il testo, la posizione spaziale dei vertici per la linea. 32

33 Oggetti e Proprietà Approccio orientato agli oggetti In figura è mostrato il contenuto della finestra di dialogo Proprietà riferita, questa volta, al testo. Le proprietà comuni sono indicate nella parte alta della finestra (Generale); mentre quelle esclusive, che riguardano la natura stessa dell entità, sono raggruppate, nella parte bassa della finestra (Testo in questo caso). 33

34 I Layer (strati) Aiuti al disegno I disegni nei cad sono gestiti tramite i layer (letteralmente strati ). Questi devono essere pensati, nel loro modello bidimensionale, come una serie di fogli trasparenti sovrapposti che possono essere gestiti in vari modi. Questi layer sono in realtà dei contenitori di entità e possiedono anch essi, come le entità stesse, delle proprietà modificabili. 34

35 I Layer (strati) Aiuti al disegno 35

36 I Layer (strati) Aiuti al disegno Gestore proprietà layer Per attivare la finestra dei layer bisogna fare click sull icona cerchiata in rosso Oppure digitare il comando _layer nella barra dei comandi 36

37 I Layer (strati) Aiuti al disegno Questo è il Gestore proprietà layer Vediamo il significato dei vari controlli: 1. Nome del layer 2.on/off (accende e spegne il layer, ossia lo rende visibile o invisibile nel disegno) 3.congela o scongela il layer (ossia lo rende calcolabile o lo esclude dal calcolo e dalla vista) 4.Bloccato (impedisce modifiche al layer, utile per evitare cancellazioni) 5. Colore del layer 6. Tipo di linea 7. Spessore della linea in mm 8. Trasparenza 9. Stile di stampa 10. Stampa (indica se il layer deve essere disponibile per la stampa o meno) 11. Congela finestra (non utile al momento) Nota: la differenza fra congela e spegni sta nel motore di ricalcolo del disegno. I layer spenti vengono rigenerati (con conseguente tempo di calcolo) i layer congelati non vengono rigenerati. 37

38 I Layer utilizzo Aiuti al disegno Esercizio: Creiamo un nuovo layer e definiamone i parametri: Creiamo il nuovo layer facendo click sull icona apposita (1). Diamogli un nome inserendolo nella casella indicata in figura (2) layer prova Assegniamogli un colore facendo click sul quadratino indicato in figura (3) Si noti il simbolo di spunta vicino al leyer contrassegnato con 0. Questo significa che tale layer è attivo. I layer attivi sono quelli nei quali le geometrie che si inseriscono vanno a depositarsi. Pertanto, se vogliamo che i nostri oggetti finiscano nel nuovo layer, dobbiamo renderlo layer corrente e attivarlo. Per fare questo è sufficiente fare doppio sul nome del layer, oppure, in alternativa, dopo aver selezionato il layer appena creato, fare click sull icona indicata in figura (4). 38

39 I Layer utilizzo Aiuti al disegno In figura si può vedere il layer attivo e la tavolozza di scelta del colore. I layer si rivelano utilissimi nella gestione di disegni complessi e permettono di creare diverse elaborazioni dello stesso disegno. Si pensi ad esempio una pianta architettonica che contenga in un layer tutte le quote ed in un altro tutti gli arredi. Sarebbe sufficiente spegnere alternativamente i due layer per ottenere due tipi di pianta diverse (arredata e quotata). Tale sistema risulta ancora più utile quando si utilizzano entità tridimensionali. Infatti questo sistema permette la costruzione di tavole complesse. Si pensi ad esempio al modello di una casa nel quale il tetto si trova in un layer separato. Spegnendo tale layer si otterrebbe, senza troppo sforzo, uno spaccato del modello da utilizzare magari per una rappresentazione prospettica o assonometrica. 39

40 Snap, Grid, Orto Aiuti al disegno I cad moderni hanno una serie di strumenti che aiutano l utente nelle operazioni di disegno e modifica delle geometrie. Questi strumenti, ormai codificati e utilizzati in tutti i software cad professionali, tendono ad agevolare l inserimento di coordinate tramite l utilizzo del mouse riducendo, nel limite del possibile, l inserimento delle stesse da tastiera. 40

41 Snap, Grid, Orto Aiuti al disegno La griglia permette di impostare una maglia di punti di distanza nota (decisa dall utente) e di forzare l inserimento delle coordinate soltanto sui punti di intersezione della griglia. Questo aiuto è utile quando si hanno delle geometrie modulari. 41

42 Snap, Grid, Orto Aiuti al disegno L aiuto Orto forza l immissione delle coordinate lungo linee ortogonali agli assi cartesiani. Questo controllo è molto utile per il disegno architettonico e meccanico. L aiuto snap serve per riconoscere dei punti notevoli sulle entità già disegnate a video. Questo controllo è il più utile durante le operazioni di disegno e permette una produttività alta. 42

43 Navigabilità dello spazio Strumenti per la navigabilità dello spazio Lo spazio tridimensionale dei sistemi cad è rappresentato, per ovvie ragioni, con delle viste piane (lo schermo del computer). Per facilitare la visualizzazione degli elaborati i cad mettono a disposizione diversi strumenti di navigazione. 43

44 Utilizzo del mouse Strumenti per la navigabilità dello spazio Se si possiede un mouse standard con scroll l applicazione permette la navigazione dello spazio in modo veloce. La rotazione dello scroll genera un zoom (ingrandimento o riduzione in funzione del senso di rotazione), mentre la pressione ed il trascinamento dello scroll genera il pan (traslazione della vista nella direzione di trascinamento). 44

45 COMPUTER GRAFICCCCCCCCCCCCCCCCC Grazie dell attenzione Domande?