CAD - lezione n. 1 - Comune di Campagnano di Roma

CAD - lezione n. 1
(imparare disegnando)
Augusto Scatolini ([email protected]) ([email protected])
Miniguida n. 163
Ver. 1.0 Aprile 2012
INTRODUZIONE
CAD è l'acronimo di Computer Aided Drafting ma anche di Computer Aided Design, ovvero
disegno tecnico assistito dall'elaboratore (nel primo caso) e progettazione assistita dall'elaboratore
(nel secondo caso).
Un programma CAD deve essere capace di creare e modificare delle primitive vettoriali a 2
dimensioni e a 3 dimensioni e oggetti come i blocchi. Il formato del file che è diventato standard di
fatto è il DWG, inventato da Autodesk con il programma Autocad. La prima versione di Autocad
(il CAD più famoso) risale a dicembre 1982.
Nella grafica vettoriale un'immagine è descritta mediante un insieme di primitive geometriche che
definiscono punti, linee, curve e poligoni ai quali possono essere attribuiti colori e anche sfumature.
La grafica vettoriale è radicalmente diversa dalla grafica raster in quanto nella grafica raster le
immagini vengono descritte come una griglia di pixel opportunamente colorati.
Normalmente si lavora in Model Space, in fase di stampa o plottaggio si può passare al Paper Space
dove tramite le Viewports si possono inserire sullo stesso foglio viste diverse dello stesso oggetto.
Primitive vettoriali
In geometria, una primitiva è la più semplice delle figure geometriche. Tutte le altre figure più
complesse sono costruite combinando più primitive. In computer grafica, una primitiva può essere
un punto, una linea o un poligono, anche se alcune persone preferiscono considerare il triangolo
come la primitiva bidimensionale, evidentemente perché ogni poligono può essere diviso in
triangoli. Persino la più bella automobile 3D è costituita da primitive.
Le primitive, in computer grafica, sono: punti, linee, poligoni
Nella geometria cartesiana del piano e dello spazio euclideo un punto è un insieme ordinato di
coordinate. Quindi un punto nello spazio tridimensionale è una terna di numeri, ad esempio:
P = (2, 6, 9).
Diversamente dalle immagini raster, le immagini vettoriali contengono la descrizione di come
queste debbono essere disegnate sullo schermo... quindi, contengono i dati relativi alla
rappresentazioni di elementi elementari come linee, punti e curve, ed i relativi colori e trasparenze,
che la costituiscono.
Avendo nel file immagine la descrizione di come verrà disegnata.. è facile intuire che la
rappresentazione dell'immagine a schermo garantirà sempre lo stesso effetto anche ingrandendo
l'immagine (infatti verrà semplicemente ridisegnata ad ogni ingrandimento e non verrà ingrandito il
punto come invece accade con le immagini di tipo raster).
Con un qualsiasi programma per grafica vettoriale posso quindi disegnare i singoli elementi grafici
che compongono una immagine... e gestirli come veri è propri oggetti all'interno dell'immagine
stessa...
In questo tutorial si vogliono introdurre i principi del CAD in generale a prescindere dal programma
utilizzato e dalla piattaforma sulla quale il programma è installato. Oltre al blasonato quanto costoso
Autocad esistono decine di alternative gratuite, alcune open Source che girano anche su sistemi
GNU/Linux direttamente o tramite Wine. Nella miniguida n. 102 di novembre 2010 si mostravano
una serie di CAD per GNU/Linux
http://www.comunecampagnano.it/gnu/mini-howto/Chi_ha_detto_che_Linux_non_ha_un_CAD/Chi_ha_detto_che_Linux_non_ha_un_CAD.pdf
•
MEDUSA4 http://www.cad-schroer.it/Software/MEDUSA4/M4Personal/
•
DRAFTSIGHT http://www.3ds.com/it/products/draftsight/download-draftsight/
•
A9CAD a9cad.softonic.it/
•
HYCAD http://www.drawease.com/index-en.htm
•
QCAD http://www.qcad.org/en/
•
CADSTDLITE http://www.cadstd.com/lite.html
•
LIBRECAD http://librecad.org/cms/home.html
•
FREECAD http://sourceforge.net/apps/mediawiki/free-cad/index.php?title=Download
fino all'ultimo arrivato (usato in questo tutorial) NANOCAD http://nanocad.com/
nanoCAD “sembra” un ottimo programma “russo” gratuito con interfaccia in lingua inglese. E'
sufficiente una registrazione via e-mail. Il pacchetto di installazione per Windows (installabile
anche su GNU/Linux tramite wine) è abbastanza corposo e misura poco meno di 300 MB. Si
potrebbe essere tentati ad utilizzare programmi più leggeri e in italiano come DraftSight (76 MB) o
LibreCAD (12 MB) ma si perderebbero molte funzionalità che rendono nanoCAD molto simile ad
AutoCAD. La lingua inglese non può e non deve essere un ostacolo, anche perché “storicamente” i
comandi sono stati inventati da Autocad sono in inglese e sono ormai entrati nel gergo comune.
Il problema dei formati. Uno dei problemi più grossi nel mondo del CAD è il formato del file nel
senso della possibilità di scambiare file tra utenti diversi che usano sistemi diversi. Il problema l'ha
creato (non involontariamente) Autodesk imponendo come standard il suo formato DWG. Il
problema non è tanto nel tipo di file ma nella sua versione; infatti si usa dire “mi hanno mandato un
file DWG versione 2007 come faccio ad aprirlo con il mio Autocad versione 2004? La politica dei
Autodesk è molto simile a quella di Microsoft per cui ogni anno (ormai) ti costringe a passare alla
nuova versione del programma (a pagamento) per poter utilizzare lo stesso formato ma sempre con
una nuova versione. Il problema è analogo anche con il cosiddetto formato di scambio DXF (più
neutrale) perché soggetto allo stesso invecchiamento di versione. Il problema si risolve conoscendo
la versione dell'applicativo dell'utente destinatario e salvando il file con un formato, con questo,
compatibile.
Prerequisiti hardware
Ovviamente la performance di un applicativo CAD dipende direttamente dal processore e dalla
quantità di RAM installata. Molto importante è anche la grandezza e la qualità del monitor oltre alla
scheda grafica. Sarebbe opportuno usare una tavoletta grafica, in alternativa si può usare il mouse.
Iniziamo con un esempio
Prima di iniziare a disegnare qualsiasi cosa sullo schermo in “model space” c'è una serie di
parametri da decidere e da registrare. Una cosa è disegnare (progettare) un'autostrada lunga 300
Km, altra è disegnare una lottizzazione, una casa o un oggetto contenuto nella casa.
Quindi si deve scegliere l'unità di misura appropriata come il km, il m o il cm, poi si deve decidere
qual'è il grado di precisione (accuratezza) necessario ovvero la più piccola unità di misura
disegnabile e misurabile. Per l'autostrada l'unità sarà il chilometro e la precisione sarà il metro, per
la casa sarà il metro (unità) e il centimetro (precisione) e per un piccolo oggetto sarà il centimetro
come unità e il millimetro come precisione..
Supponiamo di voler disegnare la tastiera di un computer con dimensioni pari a 46,0 cm X 15,0 cm
l'unità del disegno sarà pertanto il centimetro, il tipo di unità sarà decimale e la precisione sarà di 1
decimale dopo la virgola ovvero il millimetro. Lo snap è il più piccolo spostamento che si può fare
sul disegno e di solito coincide con la precisione cioè 1 mm. La griglia (grid) è un aiuto per la
leggibilità del disegno che (dopo essere configurata) può essere abilitata o meno.
units (Unità) = cm tipo = decimale Precisione = 0.0
snap = 1 mm
grid (griglia) = 1 mm
Tutti i programmi CAD presentano la possibilità di impartire ordini secondo tre diverse modalità:
dai vari menu a tendina con i relativi sottomenu, dalle varie barre attivabili o meno con le icone e
dalla barra in fondo detta “riga di comando”. Potrebbe sembrare curioso ma la riga dei comandi è la
più potente dei tre strumenti appena presentati. Importante è la funzione horto cioè l'obbligo di
disegnare linee perfettamente orizzontali o verticali. Quindi, Attiviamo lo snap, l'ortho e la griglia,
poi disegniamo un rettangolo definendo 2 punti da tastiera (0,0) e (46,15). I due punti rappresentano
l'angolo in basso a sinistra e l'angolo in alto a destra.
Le coordinate x,y si distinguono appunto con una virgola, quindi l'indicazione di decimali deve
essere fatta usando il punto. Il punto X = 0,0 e Y = 0,0 deve essere indicato come 0.0,0.0 mentre il
punto X = 46,0 e Y = 15,0 deve essere indicato come 46.0,15.0
Spostiamo il rettangolo poco distante dall'incrocio degli assi con il comando move e con l'aiuto dei
comandi zoom (zoomare con rotellina del mouse) e pan centriamo l'oggetto sullo schermo
dopo aver definito la precisione delle dimensioni a 1 decimale, possiamo creare le dimensioni per
verificare la bontà del disegno con il comando dim
tramite il comando fillet (con raggio = 1) possiamo arrotondare gli angoli
i tasti della tastiera sono quadrati da 1,8 cm con all'interno un secondo quadrato da 1,2 cm
il tasto della tastiera apparirà come mostrato in
figura
Ora dobbiamo trasformare questi due quadrati (uno
incluso nell'altro) in un oggetto chiamato in gergo
block in modo tale da poter essere richiamato, copiato
o oggetto del comando array.
Tramite il menu Draw → Block → Make possiamo
fare questa trasformazione e salvare l'oggetto con il
nome “tasto”. Per verificare se la trasformazione è
andata a buon fine si può selezionare uno dei due
quadrati e verificare se anche il secondo quadrato viene
selezionato. Se viene selezionato anche il secondo
quadrato abbiamo selezionato un block.
Da questo momento in poi potremo inserire l'oggetto “tasto” tramite il comando Inserisci → block
Questo lavoro di richiamare lo stesso oggetto “block” e posizionarlo a fianco del precedente può
essere automatizzato e velocizzato con il comando array avendo l'accortezza di specificare l'offset
orizzontale e verticale comprensivo della larghezza dell'oggetto oltre alla distanza dal prossimo
oggetto, in questo caso 1.8 + 0.1 = 1.9 ovvero 1.9 (scambiando la virgola con il punto)
Può accadere che l'oggetto (block) che abbiamo utilizzato (anche in un array) non corrisponda
esattamente all'oggetto originale che volevamo disegnare. In questo caso, per esempio, i due
quadrati che formano il tasto dovrebbero avere entrambi gli angoli arrotondati.
Eliminiamo tulla l'array di tasti
appena creata e lasciamo un unico
tasto. Il block in quanto tale non può
essere
modificato
perché
è
composto da un insieme di oggetti
che dovrebbero essere scollegati.
In questo caso ci viene in aiuto il
comando explode che letteralmente
esplode l'oggetto permettendoci di
modificare ogni singola linea e di
risalvare infine come block l'oggetto
modificato.
Dopo aver modificato gli angoli con
il comando fillet e il giusto valore
del raggio, salviamo nuovamente
l'oggetto come block e ricostruiamo
l'array.
Ultima cosa che rimane è scrivere il testo delle lettere sui tasti. Questo si fa con il comando text.
Termini e concetti che abbiamo imparato in questa lezione:
CAD
Drafting
Design
Primitive
vettoriali
DWG
Autodesk
AutoCAD
Grafica Raster
model space
paper space
viewports
tavoletta grafica
DXF
unità
snap
grid
coordinate
move
zoom
pan
dim
fillet
block
array
explode
text
Menu a tendina
Barre attivabili
Riga di comando
Offset
ortho
FINE
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