1.1 初识AutoCAD
计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)技术的飞速发展,推动着制造业从产品设计、制造到技术管理一系列深刻、全面、具有深远意义的变革,这是产品设计、产品制造业的一场技术革命。
1.1.1 CAD技术的发展
计算机绘图是20世纪60年代发展起来的新兴学科,是随着计算机图形学理论及其技术的发展而发展的。图与数在客观上存在着相互对应的关系。将数字化的图形信息交由计算机存储、处理,并通过输出设备将相应图形显示或打印出来,这个过程称为计算机绘图,而研究与计算机绘图相关领域中各种理论与实际问题的学科称为计算机图形学(Computer Graphics)。
20世纪40年代中期,美国诞生了世界上第一台电子计算机,这是20世纪科学技术领域的一个重要成就。
20世纪50年代,第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(MIT)研制的旋风 I 号(Whirlwind I)计算机的附件诞生。该显示器可以显示一些简单的图形,但因其只能进行显示输出,故称其为“被动式”图形处理。随后,MIT林肯实验室在“旋风”I号计算机上开发SAGE空中防御系统时第一次使用了具有指挥和控制功能的CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)显示器。利用该显示器,使用者可以用光笔进行简单的图形交互操作,这预示着交互式计算机图形处理技术的诞生。
20世纪60年代是交互式计算机图形学发展的重要时期。1962年,MIT林肯实验室的Ivan.E.Sutherland在其博士论文《Sketchpad:一个人-机通信的图形系统》中,首次提出了“计算机图形学”这个术语,他开发的Sketchpad图形软件包可以实现在计算机屏幕上进行图形显示与修改的交互操作。在此基础上,美国的一些大公司和实验室开展了对计算机图形学的大规模研究。
20世纪70年代,交互式计算机图形处理技术日趋成熟,在此期间出现了与其相关的大量研究成果。与此同时,基于电视技术的光栅扫描显示器的出现也极大地推动了计算机图形学的发展。20世纪70年代末至20世纪80年代中后期,随着工程工作站和微型计算机的出现,计算机图形学进入一个新的发展时期。在此期间相继推出了相关的图形标准,如计算机图形接口(Computer Graphics Interface,CGI)、计算机图形核心系统(Graphics Kernal System,GKS)、程序员分层交互图形系统(Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System,PHIGS)、初始图形交换规范(Initial Graphics Exchange Specification,IGES)及产品模型数据交换标准(Standard for Exchange of Product Model Data,STEP Model Data)等。
随着计算机硬件系统功能的不断提升、软件系统的不断完善,计算机绘图已被广泛应用于各个相关领域,并发挥出愈来愈大的作用。
1.1.2 CAD系统的组成
CAD 系统由硬件系统和软件系统组成。其中,软件系统是CAD系统的核心,而相应的硬件系统则为软件系统的正常运行提供了基础保障和运行环境。另外,任何功能强大的CAD系统都只是一个辅助工具,系统的运行离不开使用该系统的技术人员的创造性思维活动。因此,使用CAD 系统的技术人员也属于系统组成的一部分,将软件系统、硬件系统及技术人员这三者有效地融合在一起,是发挥CAD系统强大功能的前提。
1.硬件系统
硬件系统通常是指可以进行计算机绘图作业的独立硬件环境,主要由计算机主机、输入设备(如键盘、鼠标、扫描仪)、输出设备(如显示器、绘图仪、打印机)、信息存储设备(主要指外存,如硬盘、软盘、光盘)及网络设备、多媒体设备等组成,如图 1-1所示。
图1-1 硬件系统的组成
2.软件系统
在CAD系统中,软件配置的高低决定着整个系统的性能优劣,是 CAD 系统的核心。CAD系统的软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件(模块)。
● 系统软件:如Windows XP。
● 支撑软件:一般的三维、二维图形软件,如UG、Pro/E、AutoCAD等。
● 应用软件(模块):AutoCAD中的二维草图与注释、三维建模等应用模块。
1.1.3 AutoCAD的基本概念
AutoCAD是一款大众化的图形设计软件,其中“Auto”是Automation的词头,意思是“自动化”;“CAD”是Computer Aided Design的缩写,意思是“计算机辅助设计”;而“2022”则表示AutoCAD的版本号,不过按照Autodesk公司的习惯,基本都是提前一年推出下一年的新版本。
另外,AutoCAD早期版本是以版本的升级顺序进行命名的,如第一个版本为“AutoCAD R1.0”、第二个版本为“AutoCAD R2.0”等,此软件发展到2000年以后,则变为以年代作为软件的版本名,如AutoCAD 2000、AutoCAD 2002、AutoCAD 2004、AutoCAD 2007、AutoCAD 2008、AutoCAD 2009……直至目前的最新版本AutoCAD 2022。