1.1 计算机绘图基本知识

计算机辅助设计（CAD）是指利用计算机的计算功能和高效的图形处理功能，对产品进行辅助设计分析、修改和优化。它综合了计算机知识和工程设计知识的成果，并且随着计算机硬件性能和软件功能的不断提高而逐渐完善。使用计算机绘图的技术人员也属于计算机绘图系统组成的一部分，将软件、硬件及人三者有效地融合在一起，是发挥计算机绘图强大功能的前提。

1.1.1 AutoCAD绘图概述

自20世纪50年代问世以来，CAD技术已广泛应用于许多行业。美国Autodesk公司1982年12月推出计算机辅助设计与绘图软件AutoCAD，从第一版AutoCAD R1.0起，经历了若干次升级，最新版本已达到AutoCAD 2014。

Autodesk公司的产品在世界范围内有着广泛的市场。Autodesk公司非常重视其产品的教育，每年超过一百万的学生在全世界的工科院校或专门学校接受Autodesk产品的培训。在我国，大多数工科院校都讲授AutoCAD。目前，市面上有上百种AutoCAD软件和Autodesk其他产品的书籍在流行，有十余种关于AutoCAD和Autodesk其他产品的专业杂志在发行。AutoCAD、3dsMax等软件所运用的专业术语被公共媒介、杂志、图书和CAD用户所引用。

从这个意义上讲，AutoCAD不仅仅代表了一种计算机辅助绘图软件，而是真正代表了一种新的设计文化。

1.1.2 AutoCAD主要功能

AutoCAD自问世以来的每一次升级，在功能上都得到了一定的增强，且日趋完善。目前已成为工程设计领域应用最广泛的计算机辅助绘图与设计软件之一。

1．绘制与编辑图形

在AutoCAD中可以使用“绘图”工具和“修改”工具绘制3种类型的图形，即二维图形、三维图形和轴测图。

AutoCAD的“绘图”菜单中包含有丰富的绘图命令，使用它们可以绘制直线、构造线、多段线、圆、矩形、多边形、椭圆和椭圆弧等基本图形，也可将绘制的图形转换为面域，并对其进行填充。如果再借助“修改”菜单中的修改命令，便可以绘制出各种各样的二维图形，如图1-1所示为使用AutoCAD绘制的二维图形。

AutoCAD不仅可以将一些二维图形通过拉伸、设置标高和厚度转换为三维图形，还可以使用“绘图”|“建模”|“网格”命令中的子命令绘制三维曲面、三维网格、旋转曲面等曲面模型，使用“绘图”|“建模”|“多段体”“长方体”等命令绘制圆柱体、球体和长方体等基本实体。此外，如果借助“修改”菜单中的相关命令，还可以绘制出各种各样的三维图形，如图1-2所示为使用AutoCAD绘制的三维图形。具体的技术方法将在后面的相关章节中详细介绍。

此外，在工程设计中，常常会遇到轴测图，它看似三维图形，但实际上是二维图形。轴测图是采用一种二维绘图技术模拟三维对象沿特定视点产生的三维平行投影效果，但是在绘制方法上不同于二维图形的绘制。使用AutoCAD可以非常方便地绘制出轴测图。在轴测模式下，可以将直线绘制成与坐标轴成30°、90°和150°等各种角度，也可以将圆绘制成椭圆形。如图1-3所示为使用AutoCAD绘制的轴测图。

2．标注图形尺寸

标注尺寸是向图形中添加测量注释的过程，是整个绘图过程中不可缺少的一步。AutoCAD的“标注”菜单中包含一套完整的尺寸标注和编辑命令，使用它们可以在图形的各个方向上创建各种类型的标注，也可以方便快速地以一定格式创建符合行业或项目标准的标注。

标注显示了对象的测量值，对象之间的基本距离、角度或特征自指定原点的距离，还可以自由地进行文字标注。AutoCAD中提供了线性、半径和角度3种基本的标注类型，可以进行水平、垂直、对齐、旋转、坐标、基线或连续等标注。此外，还可以进行引线标注、公差标注以及自定义粗糙度标注。标注的对象可以是二维图形或三维图形。如图1-4所示为使用AutoCAD标注的二维图形。

3．渲染图形

在AutoCAD中可以运用几何图形、光源和材质，将模型渲染为具有真实感的图像。如果是为了演示，可以全部渲染对象；如果时间有限或显示设备和图形设备不能提供足够的灰度等级和颜色，就不必精细渲染；如果只需要快速查看设计的整体效果，则可以简单消隐或着色图像。如图1-5所示为使用AutoCAD进行的基本着色效果图。

4．控制图形显示

在AutoCAD中，可以方便地以多种方式放大或缩小所绘图形。对于三维图形，可以改变观察视点，从不同的方向显示图形，也可以将绘图窗口分成多个视口，从而能够在各个视口中以不同方位显示同一图形。此外，AutoCAD还提供了三维动态观察器和三维导航工具，利用它们可以动态地观察三维图形。

选择“视图”命令，在弹出的下拉菜单中选择“动态观察”|“受约束的动态观察”命令。或在命令行中输入3DORBIT或按住Shift键并单击鼠标滚轮均可进入“三维动态观察”模式。

5．打印图形

AutoCAD不仅允许将所绘图形以不同样式通过绘图仪或打印机输出，还能够将不同格式的图形导入AutoCAD或将AutoCAD图形以其他格式输出，增加了灵活性。因此，当图形绘制完成后可以使用多种方法将其输出。如图1-6所示为打印图形的基本步骤。

选择“文件”|“打印”命令，打开如图1-7所示的“打印-模型”对话框。在“页面设置”选项组的“名称”下拉列表框中可以选择所要应用的页面设置名称。如果不需要对页面进行设置，可以选择“<无>“选项。在“打印机/绘图仪”选项组的“名称”下拉列表框中可以选择要使用的绘图仪。

在“图纸尺寸”下拉列表框中可以选择合适的图纸幅面，如图1-8所示，并且在右上角可以预览图纸幅面的大小。

在“打印区域”选项组中，可以用以下几种方法来确定打印范围：

● “图形界线”表示打印布局时，将打印指定图纸尺寸的页边距内的所有内容，其原点从布局中的点（0,0）计算得出。

● “显示”表示打印选定的“模型”选项卡当前视口中的视图或布局中的当前图纸空间视图。

● “窗口”表示打印指定的图形的任何部分，这是直接在模型空间打印图形时最常用的方法。选择“窗口”选项后，命令行会提示用户在绘图区指定打印区域。

● “范围”用于打印图形的当前空间部分，当前空间内的所有几何图形都将被打印。

在“打印比例”选项组中，当选中“布满图纸”复选框后，其他选项将显示为灰色，表示不可用。撤选“布满图纸”复选框，可以重新对比例进行设置。

单击“打印-模型”对话框右下角的 按钮，可展开“打印-模型”对话框。在“打印样式表”下拉列表框中可以选择合适的打印样式表，在“图纸方向”选项组中可以选择打印图形的方向和文字的位置。

单击“预览”按钮可以对打印图形效果进行预览，若对某些设置不满意，还可以返回修改。在预览中，按Enter键可以退出预览返回“打印-模型”对话框，单击“确定”按钮进行打印。

当需要输出多个文件时，可以选择“文件”|“发布”命令，在打开如图1-9所示的“发布”对话框中对多个文件进行发布。

1.1.3 AutoCAD帮助系统

在使用AutoCAD的过程中，用户不可避免地会遇到一些问题，AutoCAD提供了强大的帮助功能，善加利用就可以快速解决许多疑问。

选择“帮助”|“帮助”命令，或者单击“标准”工具栏中的“帮助”按钮，或者按F1键，或者在命令行中输入HELP命令，都可以打开如图1-10所示的“Autodesk AutoCAD 2014-帮助”对话框。

用户可以在“搜索”栏中输入需要帮助的主题关键字，单击“搜索”按钮，列表中列出该关键字的主题，单击主题即可显示相关的帮助信息。

在帮助对话框的初始界面上，用户可以下载脱机帮助和示例文件，还可以连接到Autodesk社区、讨论组、博客和AUGI，提供一些资源文件信息。

当然，用户也可以在搜索命令的搜索栏中输入想要查找的主题关键字，如输入help，如图1-11所示，按Enter键，则弹出如图1-12所示的对话框，显示与关键字相关的帮助主题，此时选中所需要的主题阅读即可。