第1章 緒論

1.1 Auto CAD概述

本課重點與難點：

● 教師與學生之間做好勾通，互相了解。

● 了解Auto CAD的發展史與界面組成。

● 認識Auto CAD的應用領域，讓學生了解軟件的專業特點及在校的優勢，認識本專業在國內的發展歷程及畢業后的前景。

1．CAD的概述

C→Computer電腦

A→Aided輔助

D→Design設計

CAD為電腦輔助設計軟件

Auto CAD是美國Autodesk公司與20世紀80年代在微機上應用CAD技術，而開發的繪圖程序包，加上Auto是指它可以應用于幾乎所有跟繪圖有關的行業，Auto CAD是由美國Auto公司于1982年研發的一款設計軟件，CAD技術的研究與應用已經進入了成熟、普及的階段，設計師可以利用CAD技術完成、環境藝術設計、城市規劃、建筑、測繪、機械、電子、造船、汽車等許多行業得到了廣泛的應用。Auto CAD輔助制圖在藝術設計方面起到了非常大的作用。環境藝術設計各專業方向均需要繪制大量的工程圖紙，無論方案設計階段、施工圖設計階段、工程竣工階段都離不開制圖。

計算機輔助設計（CAD）是一個涵蓋范圍很廣的概念。概括來說，CAD的設計對象最初包括兩大類，一類是機械、電子、汽車、航天、輕工和紡織產品等；另一類是工程設計產品等，如工程建筑。如今，CAD技術的應用范圍已經延伸到諸如藝術等各行各業，如電影、動畫、廣告、娛樂和多媒體仿真（如：模擬霜凍植被受損的過程）等都屬于CAD范疇。

CAD在機械制造行業的應用最早，也最為廣泛。采用CAD技術進行產品設計不但可以使設計人員甩掉圖板，更新傳統的設計思想，實現設計自動化，降低產品的成本，提高企業及其產品在市場上的競爭能力；還可以使企業由原來的串行式作業轉變為并行作業，建立一種全新的設計和生產技術管理體制，縮短產品的開發周期，提高勞動生產率。如今世界各大航空、航天及汽車等制造業巨頭不但廣泛采用CAD/CAM技術進行產品設計，而且投入大量的人力、物力及資金進行CAD/CAM軟件的開發，以保持自己技術上的領先地位和國際市場上的優勢。

CAD在建筑方面的應用——計算機輔助建筑設計（CAAD），它為建筑設計帶來了一場真正的革命。隨著CAD軟件從最初的二維通用繪圖軟件發展到如今的三維建筑模型軟件，CAD技術已開始被廣泛采用，這不但可以提高設計質量，縮短工程周期，還可以節約2%～5%的建設投資，而近幾年來，每年僅在我國的基本建設投資就有幾千億元，如果全國近萬個大小工程設計單位都采用CAD技術，則可以大大提高基本建設的投資效益。

CAD技術還被用于輕紡及服裝行業中。以前，我國紡織品及服裝的花樣設計、圖案的協調、色彩的變化、圖案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢，效率低，而現在國際市場上對紡織品及服裝的要求是批量小、花色多、質量高、交貨要迅速，這使得我國紡織產品在國際市場上的競爭力不強。采用CAD技術以后，大大加快了我國紡織及服裝企業走向國際市場的步伐。

如今，CAD技術已進入到人們的日常生活中，在電影、動畫、廣告和娛樂等領域大顯身手。電影拍攝中利用CAD技術已有十余年的歷史，美國好萊塢電影公司主要利用CAD技術構造布景，可以利用虛擬現實的手法設計出人工不可能做出的布景。這不僅能節省大量的人力、物力，降低電影的拍攝成本，而且還可以給觀眾造成一種新奇、古怪和難以想象的環境，獲得極大的票房收入。

計算機輔助設計深入到各行各業，所使用的軟件很多，在這里著重介紹應用較廣泛的幾個常用軟件。

（1）Auto CAD Auto CAD是美國Autodesk公司開發研究的一種通用計算機輔助設計軟件包。Autodesk公司在1992年推出了Auto CAD的第一個版本V1.0，隨后相繼開發出多個版本，其中典型版本有R14、Auto CAD 2000、Auto CAD 2002、Auto CAD 2005等，目前最新的是Auto CAD 2009版。Auto CAD的功能越來越強大和完善，是當今世界上最為流行的計算機輔助設計軟件之一。

（2）Photoshop Photoshop是Adobe公司推出的一款功能十分強大、使用范圍廣泛的平面圖像處理軟件。目前，Photoshop是眾多平面設計師進行平面設計，圖形圖像處理的首選軟件。

（3）CorelDraw CorelDraw是Corel公司出品的世界一流的平面矢量繪圖軟件，被專業設計人員廣泛使用，它的集成環境（稱為工作區）為平面設計提供了先進的手段和最方便的工具。在CorelDraw系列的軟件包中，包含了CorelDraw、Corel Paint Photo兩大軟件和一系列的附屬工具軟件，可以完成一幅作品從設計、構圖、草稿、繪制到渲染的全部過程。CorelDraw是系列軟件包中的核心軟件，可以在其集成環境中集中完成平面矢量繪圖。

（4）Pro/Engineer Pro/Engineer系統是美國參數技術公司（PTC）的產品，它剛一面世（1988年），就以其先進的參數化設計、基于特征設計的實體造型而深受用戶的歡迎。Pro/Engineer整個系統建立在統一的數據庫上，具有完整而統一的模型，能將整個設計與生產過程集成在一起，它一共有20多個模塊供用戶選擇?；谝陨显颍琍ro/Engineer在最近幾年已成為三維機械設計領域里最富魅力的系統。

（5）SolidWorks SolidWorks是由美國SolidWorks公司于1995年11月研制開發，最有代表性的三維CAD繪圖軟件，多用于外形設計。SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統，與Office兼容，具有較強的參數化特征造型功能。

（6）CAXA電子圖版CAXA電子圖板是由北京海爾軟件有限公司于1996年研制開發的二維微機系統。CAXA電子圖板以交互方式，對幾何模型進行實時的構造、編輯和修改，并能保存各類拓撲信息。目前已在工程和產品設計繪圖中得到廣泛的應用，成為全國制圖員計算機繪圖技能考試的指定軟件。

（7）PICAD PICAD系統及系列軟件是中科院凱思軟件集團及北京凱思博宏應用工程公司開發的具有自主版權的CAD軟件。該軟件具有智能化、參數化和較強的開放性，對特征點和特征坐標可自動捕捉及動態導航。PICAD是國內商品化最早、市場占有率最大的CAD支撐平臺及交互式工程繪圖系統。

（8）高華CAD高華CAD由清華大學和廣東科龍（容聲）集團聯合創建，系列產品包括計算機輔助繪圖支撐系統GHDRAFTING、機械設計及繪圖系統GHMDS、工藝設計系統GHCAPP、三維幾何造型系統GHGEMS、產品數據管理系統GHPDMS及自動數控編程系統GHCAM。高華CAD也是基于參數化設計的CAD/CAE/CAM集成系統，是全國CAD應用工程的主推產品之一，其中GHGEMS 5.0曾獲第二屆全國自主版權CAD支撐軟件評測第一名。

（9）清華XTMCAD清華XTMCAD是清華大學機械CAD中心和北京清華艾克斯特CIMS技術公司共同開發的基于Windows 95和Auto CAD R12及R13二次開發的CAD軟件。它具有動態導航、參數化設計及圖庫建立與管理功能，還具有常用零件優化設計、工藝模塊及工程圖紙管理等模塊。作為Autodesk注冊認可的軟件增值開發商，可直接得到Autodesk公司的技術支持，其優勢體現在對CIMS工程支持數據的交換與共享上。

（10）開目CAD開目CAD是華中科技大學機械學院開發的具有自主版權的基于微機平臺的CAD和圖紙管理軟件，它面向工程實際，模擬人的設計繪圖思路，操作簡便，機械繪圖效率比Auto CAD高得多。開目CAD支持多種幾何約束種類及多視圖同時驅動，具有局部參數化的功能，能夠處理設計中的過約束和欠約束的情況。開目CAD實現了CAD、CAPP、CAM的集成，適合我國設計人員的習慣，是全國CAD應用工程主推產品之一。

隨著CAD技術的發展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類技術逐漸融入到CAD系統中，形成了基于各種知識的CAD系統（或智能CAD系統）。知識的應用使CAD系統的“設計”功能和設計自動化水平大大提高，對產品設計全過程的支持程度大大加強，促進了產品和工程的創新開發。

計算機輔助設計將朝著標準化、智能化、集成化、網絡化、三維化及多媒體虛擬化等方向發展，甩掉圖板，實現全自動無紙化設計、生產和制造，是計算機輔助設計發展的最終目標。

Auto CAD進行環境藝術制圖有很大的優勢。①一些相近、相似的環境藝術設計圖紙只要簡單的修改，Auto CAD軟件就可以把將施工圖直接轉換成設備的地圖，使水暖、電氣的設計師不會在描繪設備底圖上浪費時間。②制圖設計的精度一般標注到毫米，對于一些特型或規模大、復雜的建筑離開了Auto CAD不能保證制圖的精度。另外Auto CAD在日影分析、黑聲場分析、燈光照度分析等方面的計算精度、速度也具有相當大的優勢。③Auto CAD軟件制作的圖形、圖像文件可以直接儲存在電腦中，資料的保管、調用極為方便。④Auto CAD具有很強的編輯修改功能，可以隨時對圖紙進行修改、完善。⑤Auto CAD制作的建筑效果圖其透視關系、光影關系、建筑材料的質感，都可以真實再現，配合圖形圖像的處理軟件可以直達設計思路和意圖。同時Auto CAD可以產生三維模型，可以進行多角度、多種材質的方案比較。⑥Auto CAD對設計的標準化、產業化、集成化、虛擬技術和只能化技術起著巨大的推動作用。

2．應用領域

（1）建筑設計。

（2）機械制圖。

（3）化工電子。

（4）土水工程。

3．CAD的發展史

初級階段→1982年11月出現了Auto CAD1.0的版本

1983年4月出現了Auto CAD1.2的版本

1983年8月出現了Auto CAD1.3的版本

1983年10月出現了Auto CAD1.4的版本

1984年10月出現了Auto CAD2.0的版本

發展階段→1985年5月出現了Auto CAD2.17和2.18的版本出現了鼠標滾軸

1986年6月出現了Auto CAD2.5的版本

1987年9月出現了Auto CAD9.0和9.03的版本

高級發展階段→1988年8月出現了Auto CAD R 12.0版本

+ 1988年12月出現了Auto CAD R 12.0 for Dos

1996年6月出現了Auto CAD R 12.0 for Windows

高級發展階段→1998年1月出現了Auto CAD R 13.0 for Windows

1999年1月出現了Auto CAD 2000 for Windows

2001年9月出現了Auto CAD 2002for Windows

2003年5月出現了Auto CAD 2004 for Windows

4．打開方式

（1）雙擊桌面CAD圖標。

（2）開始——程序——Autodesk——Auto CAD2004。

5．CAD的界面組成

標題欄，菜單欄，工具欄，繪圖窗口，命令欄，狀態欄，工具選擇板窗口。

注：工具欄的導出，將鼠標放在任意工具欄上按右鍵彈出所有的工具欄，在工具選項中，選擇工作空間中的“Auto CAD經典”選項，進入如圖1.1-1所示工作界面。

（1）下拉式菜單 下拉式菜單的命令有：文件、編輯、視圖、插入、格式、工具、繪圖、標注、修改、窗口、幫助。

（2）工具欄 工具欄的類型有：標準工具欄、樣式工具欄、工作空間工具欄、圖層工具欄、特性工具欄、繪圖工具欄、修改工具欄、命令窗口欄、狀態工具欄，如圖1.1-1所示。

標題欄：記錄了Auto CAD的標題和當前文件的名稱。

菜單欄：它是當前軟件命令的集合。

工具欄：包括標準工具欄、圖層工具欄、對象工具欄（顏色控制、線型控制、線寬控制、打印樣式控制）、繪圖工具欄、修改工具欄、樣式工具欄（文字樣式管理器、標注樣式管理器）

注：在工具欄空白外右擊，ACAD中子菜單中包含所有CAD工具。

繪圖窗口：工作界面。

模型和布局：通常在模型空間中設計圖紙，在布局中打印圖紙。

命令行：是供用戶通過鍵盤輸入命令的地方，位于窗口下方，F2為命令行操作的全部顯示。

狀態欄：左側為信息提示區，用以顯示當前的標指針的坐標值和工具按鈕提示信息等，右側為功能按鈕區，單擊不同的功能按鈕，可以開啟對應功能，提高繪圖速度。

6．文件的新建，打開，保存，關閉命令

新建：1．文件菜單下新建命令

2．快捷鍵為CTRL+N

打開：1．文件菜單下打開命令

2．快捷鍵為CTRL+O

保存：1．文件菜單下保存命令

2．快捷鍵為CTRL+S

關閉：1．單擊標題欄上的關閉按鈕

2．Alt+F4

3．單擊控制菜單按鈕

課后練習

熟悉Auto CAD2008的工作界面與發展史，能夠根據各自的工作習慣定義Auto CAD2004的功能。