第1章 緒論

1.1 Auto CAD概述

本課重點(diǎn)與難點(diǎn)：

● 教師與學(xué)生之間做好勾通，互相了解。

● 了解Auto CAD的發(fā)展史與界面組成。

● 認(rèn)識(shí)Auto CAD的應(yīng)用領(lǐng)域，讓學(xué)生了解軟件的專業(yè)特點(diǎn)及在校的優(yōu)勢，認(rèn)識(shí)本專業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展歷程及畢業(yè)后的前景。

1．CAD的概述

C→Computer電腦

A→Aided輔助

D→Design設(shè)計(jì)

CAD為電腦輔助設(shè)計(jì)軟件

Auto CAD是美國Autodesk公司與20世紀(jì)80年代在微機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)，而開發(fā)的繪圖程序包，加上Auto是指它可以應(yīng)用于幾乎所有跟繪圖有關(guān)的行業(yè)，Auto CAD是由美國Auto公司于1982年研發(fā)的一款設(shè)計(jì)軟件，CAD技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入了成熟、普及的階段，設(shè)計(jì)師可以利用CAD技術(shù)完成、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、建筑、測繪、機(jī)械、電子、造船、汽車等許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。Auto CAD輔助制圖在藝術(shù)設(shè)計(jì)方面起到了非常大的作用。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)各專業(yè)方向均需要繪制大量的工程圖紙，無論方案設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段、工程竣工階段都離不開制圖。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是一個(gè)涵蓋范圍很廣的概念。概括來說，CAD的設(shè)計(jì)對(duì)象最初包括兩大類，一類是機(jī)械、電子、汽車、航天、輕工和紡織產(chǎn)品等；另一類是工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品等，如工程建筑。如今，CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到諸如藝術(shù)等各行各業(yè)，如電影、動(dòng)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(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用最早，也最為廣泛。采用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但可以使設(shè)計(jì)人員甩掉圖板，更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市場上的競爭能力；還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)管理體制，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。如今世界各大航空、航天及汽車等制造業(yè)巨頭不但廣泛采用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而且投入大量的人力、物力及資金進(jìn)行CAD/CAM軟件的開發(fā)，以保持自己技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國際市場上的優(yōu)勢。

CAD在建筑方面的應(yīng)用——計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)（CAAD），它為建筑設(shè)計(jì)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(fā)展到如今的三維建筑模型軟件，CAD技術(shù)已開始被廣泛采用，這不但可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短工程周期，還可以節(jié)約2%～5%的建設(shè)投資，而近幾年來，每年僅在我國的基本建設(shè)投資就有幾千億元，如果全國近萬個(gè)大小工程設(shè)計(jì)單位都采用CAD技術(shù)，則可以大大提高基本建設(shè)的投資效益。

CAD技術(shù)還被用于輕紡及服裝行業(yè)中。以前，我國紡織品及服裝的花樣設(shè)計(jì)、圖案的協(xié)調(diào)、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(xiàn)在國際市場上對(duì)紡織品及服裝的要求是批量小、花色多、質(zhì)量高、交貨要迅速，這使得我國紡織產(chǎn)品在國際市場上的競爭力不強(qiáng)。采用CAD技術(shù)以后，大大加快了我國紡織及服裝企業(yè)走向國際市場的步伐。

如今，CAD技術(shù)已進(jìn)入到人們的日常生活中，在電影、動(dòng)畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域大顯身手。電影拍攝中利用CAD技術(shù)已有十余年的歷史，美國好萊塢電影公司主要利用CAD技術(shù)構(gòu)造布景，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)的手法設(shè)計(jì)出人工不可能做出的布景。這不僅能節(jié)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(huán)境，獲得極大的票房收入。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)深入到各行各業(yè)，所使用的軟件很多，在這里著重介紹應(yīng)用較廣泛的幾個(gè)常用軟件。

（1）Auto CAD Auto CAD是美國Autodesk公司開發(fā)研究的一種通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件包。Autodesk公司在1992年推出了Auto CAD的第一個(gè)版本V1.0，隨后相繼開發(fā)出多個(gè)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(qiáng)大和完善，是當(dāng)今世界上最為流行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件之一。

（2）Photoshop Photoshop是Adobe公司推出的一款功能十分強(qiáng)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(shè)計(jì)師進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，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(yè)設(shè)計(jì)人員廣泛使用，它的集成環(huán)境（稱為工作區(qū)）為平面設(shè)計(jì)提供了先進(jìn)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(shè)計(jì)、構(gòu)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(huán)境中集中完成平面矢量繪圖。

（4）Pro/Engineer Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）的產(chǎn)品，它剛一面世（1988年），就以其先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)、基于特征設(shè)計(jì)的實(shí)體造型而深受用戶的歡迎。Pro/Engineer整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型，能將整個(gè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程集成在一起，它一共有20多個(gè)模塊供用戶選擇。基于以上原因，Pro/Engineer在最近幾年已成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域里最富魅力的系統(tǒng)。

（5）SolidWorks SolidWorks是由美國SolidWorks公司于1995年11月研制開發(fā)，最有代表性的三維CAD繪圖軟件，多用于外形設(shè)計(jì)。SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng)，與Office兼容，具有較強(qiáng)的參數(shù)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(fā)的二維微機(jī)系統(tǒng)。CAXA電子圖板以交互方式，對(duì)幾何模型進(jìn)行實(shí)時(shí)的構(gòu)造、編輯和修改，并能保存各類拓?fù)湫畔ⅰＤ壳耙言诠こ毯彤a(chǎn)品設(shè)計(jì)繪圖中得到廣泛的應(yīng)用，成為全國制圖員計(jì)算機(jī)繪圖技能考試的指定軟件。

（7）PICAD PICAD系統(tǒng)及系列軟件是中科院凱思軟件集團(tuán)及北京凱思博宏應(yīng)用工程公司開發(fā)的具有自主版權(quán)的CAD軟件。該軟件具有智能化、參數(shù)化和較強(qiáng)的開放性，對(duì)特征點(diǎn)和特征坐標(biāo)可自動(dòng)捕捉及動(dòng)態(tài)導(dǎo)航。PICAD是國內(nèi)商品化最早、市場占有率最大的CAD支撐平臺(tái)及交互式工程繪圖系統(tǒng)。

（8）高華CAD高華CAD由清華大學(xué)和廣東科龍（容聲）集團(tuán)聯(lián)合創(chuàng)建，系列產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)輔助繪圖支撐系統(tǒng)GHDRAFTING、機(jī)械設(shè)計(jì)及繪圖系統(tǒng)GHMDS、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)GHCAPP、三維幾何造型系統(tǒng)GHGEMS、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)GHPDMS及自動(dòng)數(shù)控編程系統(tǒng)GHCAM。高華CAD也是基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)，是全國CAD應(yīng)用工程的主推產(chǎn)品之一，其中GHGEMS 5.0曾獲第二屆全國自主版權(quán)CAD支撐軟件評(píng)測第一名。

（9）清華XTMCAD清華XTMCAD是清華大學(xué)機(jī)械CAD中心和北京清華艾克斯特CIMS技術(shù)公司共同開發(fā)的基于Windows 95和Auto CAD R12及R13二次開發(fā)的CAD軟件。它具有動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、參數(shù)化設(shè)計(jì)及圖庫建立與管理功能，還具有常用零件優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝模塊及工程圖紙管理等模塊。作為Autodesk注冊認(rèn)可的軟件增值開發(fā)商，可直接得到Autodesk公司的技術(shù)支持，其優(yōu)勢體現(xiàn)在對(duì)CIMS工程支持?jǐn)?shù)據(jù)的交換與共享上。

（10）開目CAD開目CAD是華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院開發(fā)的具有自主版權(quán)的基于微機(jī)平臺(tái)的CAD和圖紙管理軟件，它面向工程實(shí)際，模擬人的設(shè)計(jì)繪圖思路，操作簡便，機(jī)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(shí)驅(qū)動(dòng)，具有局部參數(shù)化的功能，能夠處理設(shè)計(jì)中的過約束和欠約束的情況。開目CAD實(shí)現(xiàn)了CAD、CAPP、CAM的集成，適合我國設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，是全國CAD應(yīng)用工程主推產(chǎn)品之一。

隨著CAD技術(shù)的發(fā)展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類技術(shù)逐漸融入到CAD系統(tǒng)中，形成了基于各種知識(shí)的CAD系統(tǒng)（或智能CAD系統(tǒng)）。知識(shí)的應(yīng)用使CAD系統(tǒng)的“設(shè)計(jì)”功能和設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平大大提高，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程的支持程度大大加強(qiáng)，促進(jìn)了產(chǎn)品和工程的創(chuàng)新開發(fā)。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將朝著標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、三維化及多媒體虛擬化等方向發(fā)展，甩掉圖板，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無紙化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)發(fā)展的最終目標(biāo)。

Auto CAD進(jìn)行環(huán)境藝術(shù)制圖有很大的優(yōu)勢。①一些相近、相似的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)圖紙只要簡單的修改，Auto CAD軟件就可以把將施工圖直接轉(zhuǎn)換成設(shè)備的地圖，使水暖、電氣的設(shè)計(jì)師不會(huì)在描繪設(shè)備底圖上浪費(fèi)時(shí)間。②制圖設(shè)計(jì)的精度一般標(biāo)注到毫米，對(duì)于一些特型或規(guī)模大、復(fù)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(jì)算精度、速度也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。③Auto CAD軟件制作的圖形、圖像文件可以直接儲(chǔ)存在電腦中，資料的保管、調(diào)用極為方便。④Auto CAD具有很強(qiáng)的編輯修改功能，可以隨時(shí)對(duì)圖紙進(jìn)行修改、完善。⑤Auto CAD制作的建筑效果圖其透視關(guān)系、光影關(guān)系、建筑材料的質(zhì)感，都可以真實(shí)再現(xiàn)，配合圖形圖像的處理軟件可以直達(dá)設(shè)計(jì)思路和意圖。同時(shí)Auto CAD可以產(chǎn)生三維模型，可以進(jìn)行多角度、多種材質(zhì)的方案比較。⑥Auto CAD對(duì)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、集成化、虛擬技術(shù)和只能化技術(shù)起著巨大的推動(dòng)作用。

2．應(yīng)用領(lǐng)域

（1）建筑設(shè)計(jì)。

（2）機(jī)械制圖。

（3）化工電子。

（4）土水工程。

3．CAD的發(fā)展史

初級(jí)階段→1982年11月出現(xiàn)了Auto CAD1.0的版本

1983年4月出現(xiàn)了Auto CAD1.2的版本

1983年8月出現(xiàn)了Auto CAD1.3的版本

1983年10月出現(xiàn)了Auto CAD1.4的版本

1984年10月出現(xiàn)了Auto CAD2.0的版本

發(fā)展階段→1985年5月出現(xiàn)了Auto CAD2.17和2.18的版本出現(xiàn)了鼠標(biāo)滾軸

1986年6月出現(xiàn)了Auto CAD2.5的版本

1987年9月出現(xiàn)了Auto CAD9.0和9.03的版本

高級(jí)發(fā)展階段→1988年8月出現(xiàn)了Auto CAD R 12.0版本

+ 1988年12月出現(xiàn)了Auto CAD R 12.0 for Dos

1996年6月出現(xiàn)了Auto CAD R 12.0 for Windows

高級(jí)發(fā)展階段→1998年1月出現(xiàn)了Auto CAD R 13.0 for Windows

1999年1月出現(xiàn)了Auto CAD 2000 for Windows

2001年9月出現(xiàn)了Auto CAD 2002for Windows

2003年5月出現(xiàn)了Auto CAD 2004 for Windows

4．打開方式

（1）雙擊桌面CAD圖標(biāo)。

（2）開始——程序——Autodesk——Auto CAD2004。

5．CAD的界面組成

標(biāo)題欄，菜單欄，工具欄，繪圖窗口，命令欄，狀態(tài)欄，工具選擇板窗口。

注：工具欄的導(dǎo)出，將鼠標(biāo)放在任意工具欄上按右鍵彈出所有的工具欄，在工具選項(xiàng)中，選擇工作空間中的“Auto CAD經(jīng)典”選項(xiàng)，進(jìn)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(biāo)注、修改、窗口、幫助。

（2）工具欄 工具欄的類型有：標(biāo)準(zhǔn)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(tài)工具欄，如圖1.1-1所示。

標(biāo)題欄：記錄了Auto CAD的標(biāo)題和當(dāng)前文件的名稱。

菜單欄：它是當(dāng)前軟件命令的集合。

工具欄：包括標(biāo)準(zhǔn)工具欄、圖層工具欄、對(duì)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(biāo)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(shè)計(jì)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，F(xiàn)2為命令行操作的全部顯示。

狀態(tài)欄：左側(cè)為信息提示區(qū)，用以顯示當(dāng)前的標(biāo)指針的坐標(biāo)值和工具按鈕提示信息等，右側(cè)為功能按鈕區(qū)，單擊不同的功能按鈕，可以開啟對(duì)應(yīng)功能，提高繪圖速度。

6．文件的新建，打開，保存，關(guān)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(guān)閉：1．單擊標(biāo)題欄上的關(guān)閉按鈕

2．Alt+F4

3．單擊控制菜單按鈕

課后練習(xí)

熟悉Auto CAD2008的工作界面與發(fā)展史，能夠根據(jù)各自的工作習(xí)慣定義Auto CAD2004的功能。