大学CAD教程-第一讲

第一讲AutoCAD绘图基础

AutoCAD相关知识

初识AutoCAD

AutoCAD的英文全称是AutoComputerAidedDesign（计算机辅助设计），是诸多CAD软件中的优秀代表，它由美国Autodesk公司开发，是目前国内外最受欢迎的CAD软件包。

自从Autodesk公司于1982年12月推出AutoCAD的第一个版本AutoCAD1.0以来，为适应计算机技术的不断发展及广大用户的设计需要，该软件陆续进行了十几次升级。每一次升级都伴随着软件性能的大幅度提高和功能的进一步加强，从最初的基本二维绘图发展到集三维设计、渲染显示、数据管理和互联网通讯为一体的通用计算机辅助设计软件。

1999年，Autodesk公司为迎接21世纪的到来而推出了功能卓越的AutoCAD2000，它在多文档设计环境、尺寸标注和文本标注、AutoCAD设计中心、自动捕捉、追踪等方面的功能有显著增强。其后又推出了AutoCAD2000i、AutoCAD2002，它与AutoCAD2000相比改进较小。

2003年，为进一步满足计算机应用技术发展和众多用户的需要，Autodesk公司推出了AutoCAD系列产品的新版本——AutoCAD2004。AutoCAD2004除了继承AutoCAD系列产品原有的易学易用、性能超群等诸多优点外，在运行速度、图形处理和网络功能等方面，重点突出了灵活、快捷、高效和以人为本的新特点。用户可以通过AutoCAD提供的各种工具，轻松快捷地进行自己的设计和图形绘制工作，也可以利用其网络功能使设计数据、设计者和最终用户之间的设计信息方便、紧密地连接在一起。

AutoCAD与Photoshop、3dsmax、Lightscape等软件相结合使用，可制作出具有真实感的三维透视和动画。AutoCAD不仅在机械、建筑、电子、石油、化工、冶金等部门得到了广泛应用，还可用于地理、气象、航海、拓扑等特殊图形制作，甚至可应用于乐谱、灯光、幻灯、广告等领域中。计算机图形基本知识计算机图形的特点：

1、计算机绘图时，计算机内必须建立一个描述图形的某种内部数据，且要通过一定的技术显示在屏幕上并存储在硬盘上。2、图形分为矢量图形和光栅图形二种。矢量图形的信息量多少取决于图形包含的图元数量的多少。常用的绘图工具如AutoCAD。光栅图象信息量的多少取决于图象像点数量以及颜色数。常用的工具如Photoshop。3、矢量图形的变换有二种：（1）、显示变换：通过视区和视口的变化来引起视觉上的改变。在AutoCAD的“视图”菜单下。如Zoom，Pan等。

（2）、图形变化：通过改变图元的要素，使得图形发生发生本质和视觉二个方面的变化。在AutoCAD的“修改”菜单下。如Move,Scale等。4、矢量图形分为2维、3维、2.5维几个种类二维图形也叫2D图形，是在二维平面上按二维坐标绘制的图形。结构工程或土木工程所绘制的施工图纸，大多是2D图形。什么是2.5D图形？

2.5D图形是把三维物体透视到平面用户坐标下得到的图形，这种图形以线框描述三维实体，线框为三维物体的特征线。

目前结构CAD用2.5D图形显示三维结构效果。

有些游戏软件外贴皮肤后会更生动。返回3D图形3D图形图形是在用户坐标为三维坐标系下得到的图形。其图元有正六面体、棱锥、圆锥等。3D图形的表达比2D图形复杂的多，2D图形可以通过坐标等参数描述，3D不仅需要坐标，还需要那些描述3D图元的面、环数据，才能实现图元的交、并、与运算。AutoCAD可以绘制简单的三维图形，但由于它实际是一个二维图形平台，所以绘制三维图形并不方便。返回AutoCAD2004操作界面

启动AutoCAD2004后，即进入了如图所示的操作界面，该操作界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、绘图区、工具选项板、十字光标、命令行和状态栏等部分组成。

AutoCAD2004操作界面中各组成部分的作用如下。

在标题栏中显示了软件及当前图形文件的名称，单击标题栏右侧的、/、按钮，可分别对AutoCAD窗口进行最小化、还原/最大化和关闭操作。

标题栏

AutoCAD2004菜单栏中共包括11个下拉菜单，利用下拉菜单可执行AutoCAD的大部分常用命令。AutoCAD的下拉菜单有如下特点：

菜单栏在AutoCAD中用黑色字符标明的菜单项表示菜单命令可用，即为有效菜单命令。用灰色字符标明的菜单项目表示该菜单命令暂时不可用，需要选定合乎要求的对象后才能使用,这类菜单项称为无效菜单命令。如果某菜单项右侧带有省略号“…”，表示执行该菜单命令后将会打开一个对话框，通过对话框可为该命令的操作指定参数。如果某菜单项右侧带有“”符号，表示该项还包括下一级菜单，用户可进一步选定下一级菜单中的菜单命令。如果菜单项右侧没有任何符号，则表示单出该菜单命令后将直接执行某个菜单命令。

AutoCAD2004为用户提供了26个工具栏，它包含许多由图标表示的按钮，单击这些工具栏上的图标按钮能够方便地调用相应的AutoCAD命令，实现各种操作。其中在菜单栏下方默认为显示“标准”工具栏和“对象特性”工具栏。选择[工具][自定义][工具栏]菜单命令，在打开的如图所示的“自定义”对话框中可选择要打开或关闭显示的工具栏。

工具栏

绘图区是用户进行绘图的区域，用户的所有工作结果都将反映在这个窗口中。

AutoCAD默认绘图区的背景颜色为黑色，用户也可通过如下方法设置绘图区的背景为其他颜色，其具体操作如下：绘图区

（1）选择[工具][选项]菜单命令，在打开的“选项”对话框中单击“显示”选项卡，打开如图所示对话框。（2）在“窗口元素”栏中单击按钮，打开如图所示“颜色选项”对话框，在该对话框的“颜色”下拉列表框中选择所需的颜色。（3）单击按钮，返回“选项”对话框中后单击按钮即可。

工具选项板是AutoCAD2004新增的一项功能。通过工具选项板可快速为对象创建填充图案，或在绘图区中插入相应的图块，如图所示。工具选项板

十字光标位于绘图区中，用于进行拾取点、选择对象等操作，在不同的操作状态下，十字光标的显示状态也不相同。如在未执行任何命令的情况下，十字光标的显示状态如所示；在拾取点时，十字光标显示状态如所示；在选择对象时，十字光标显示为一方框，如所示。十字光标

命令行也称命令提示区，用于接受用户的命令及显示各种信息与提示，如图所示。AutoCAD默认在绘图区下方显示命令行提示信息，用户可以根据需要用拖动的方法改变命令行的大小和位置。

命令行

状态栏位于命令行下方，在状态栏中显示了当前十字光标在绘图区中所处的绝对坐标位置，如，表示当前光标所处的位置是X轴方向为200，Y轴方向为130，Z轴方向为0，即处于二维绘图空间中。当然，用户也可关闭坐标读数的显示，将鼠标指针移动到坐标读数上，单击鼠标左键，坐标读数变为灰色状态，即关闭了坐标读数的显示，再一次单击则打开坐标读数的显示。

状态栏

在状态栏中还包括了8个用户常用的控制按钮，如捕捉、栅格、正交等，这些按钮都属于开/关型按钮，即单击该按钮一次，可启用该功能（注意开启状态应为该按钮凹下状态），再单击一次就关闭该功能。状态栏右侧的图标用于自定义程序更新和通知选项，单击该图标右侧的按钮，在弹出的菜单中可选择在状态栏中要显示的控制按钮。

管理AutoCAD图形文件

在使用AutoCAD绘图之前，首先应掌握AutoCAD文件的各种管理方法，如新建、保存、打开及关闭等。

有如下几种方式调用save/saveas命令保存图形文件：

保存图形文件（save/saveas）

选择[文件][保存]/[另存为]菜单命令。单击“标准”工具栏中的按钮。在命令行中执行save/saveas命令。按下【Ctrl+S】键。

在AutoCAD中可将图形以如下格式的文件进行保存：

.dwg：该格式是AutoCAD图形文件的默认格式。.dws：该格式是二维矢量文件格式，用户可使用这种格式在互联网或局域网上发布AutoCAD图形。.dwt：该格式是AutoCAD样板文件格式，以该格式进行保存，可将图形文件作为样板文件进行调用。.dxf：以该格式进行保存，被保存的文件将包含图形信息的文本文件，其他的CAD系统可以读取该图形信息。AutoCAD2004绘图基本知识一、模型空间与图纸空间

AutoCAD为用户提供了模型空间和图纸空间两种绘图环境。模型空间是指按实际尺寸绘制二维或三维图形的，而图纸空间就是一张二维图纸（可用layout命令为输出建立图纸），用于在绘图输出前设计模型的布局，确定模型在图纸中的位置。用户可以在图纸空间通过AutoCAD提供的vports和mview命令建立视窗来观察模型空间的对象，并通过启动活动视窗修改模型空间对象，用mvsetup命令进行图纸空间的视图规划，模型空间和图纸空间在屏幕上是通过不同的UCS坐标系来指示的，如图1、图2所示。其中UCS是指坐标输入、操作平面和观察的一种可移动坐标系统。

在模型空间输入的图形，在图纸空间内无法用选择对象的方式选择。同样，图纸空间输入的对象在模型空间无法用选择对象的方式选择。单击状态栏中的按钮，即可由模型空间切换到图纸空间。另外，通过命令行上方的工具栏也可在模型空间与图纸空间之间进行切换，如图所示。

二、如何使用AutoCAD命令绘图

在AutoCAD中绘图的方式有多种，但总体上可分为如下3种方式。

通过菜单命令绘图，即是通过选择下拉菜单中的菜单命令或鼠标右键快捷菜单中相应的命令来进行绘图。以这类方式执行命令的优点在于，如果用户不知道某个命令的命令形式，又不知道该命令的工具按钮属于哪个工具栏，或者工具栏中没有该命令的工具按钮形式，就可通过菜单的方式来执行所需的命令。以菜单命令的方式执行命令应视其命令的用途或类别来快速选择相应的菜单。例如，要绘制直线，则可在“绘图”菜单下进行选择。

（一）、通过菜单命令绘图

通过工具按钮绘图，即是在工具栏上单击与所要执行的命令对应的工具按钮，然后按照命令行提示依次完成绘图操作。例如，要使用“直线”（其命令按钮形式为）命令进行绘图，则可在“绘图”工具栏中单击“直线”工具，然后根据命令行提示完成直线绘制，如图所示。

（二）、通过工具按钮绘图

通过命令形式绘图，即是指在命令行中输入要执行的命令，按【Enter】键后按命令行提示依次完成绘图。例如，绘制多边形时可在命令行提示为“命令:”状态下输入polygon命令后，按【Enter】键即可，如图所示。

（三）、通过命令形式绘图

方括号[]中的以“/”隔开的内容表示各种选项，若要选择某个选项，则需输入圆括号中的字母，该字母可以是大写或小写形式。例如，在执行“多边形”命令过程中，要选择“边”选项，即在命令提示后输入“e”即可。在执行某些命令过程中，会遇到命令提示的后面有一个尖括号“<>”，其中的值是当前系统的默认值，若在这类提示下直接按【Enter】键，则采用系统默认的缺省值。

在执行命令过程中，应注意以下几点：

通过命令的方式进行绘图要求用户能够熟记各工具的命令形式，如“直线”工具的命令形式是line，“多段线”工具的命令形式是pline，“矩形”工具的命令形式是rectang等。

三、命令执行过程的常用技巧

在实际绘图之前，读者还应掌握一些命令执行过程中的常用技巧，才能提高绘图的效率。

要退出正在执行的命令可按【Esc】键或【Enter】键，但有部分命令在执行过程中，按【Enter】键并不能退出命令执行状态，此时只能按【Esc】键来结束。

退出正在执行的命令

若要重复执行前一次操作的命令，不必再单击该命令的工具形式或在命令行中输入该命令的命令形式，只需在命令行为“命令:”提示状态时直接按【Enter】键或空格键即可，系统将自动执行前一次操作的命令。如果要翻阅以前执行过的命令，可按键盘上的【↑】键，依次向上翻阅前面在命令行中所输入的数值或命令，当命令行出现需要执行的命令后，按【Enter】键或空格键即可。

用户也可单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择第一项菜单命令，即重复执行前一次操作的命令。若用户设置了禁用右键快捷菜单，则当用户单击鼠标右键时，系统自动执行前一次操作的命令。

重复执行上一次操作命令

若要取消前一次或前几次命令所执行的结果，可通过如下几种方法来完成：

取消已执行的命令

单击“标准”工具栏中的“放弃”按钮，可依次取消前面所执行的操作至最后一次保存图形时。紧接着前一次操作，在命令行中执行u（或undo）命令可取消前一次或前几次命令的执行结果。在命令提示过程中也可取消前一步执行操作。在部分命令的命令行提示信息中提供了“放弃”选项，用户可在该提示下选择“放弃”选项取消上一步执行的操作，连续选择“放弃”选项可连续取消当前命令所执行的操作。

若用户需要取消前一次或前几次已撤消执行的操作，可通过如下几种方法来完成：

恢复已撤消的命令

在命令行中执行oops命令，可取消前一次操作时删除的对象。该命令只能恢复以前操作时最后一次被删除的对象而不影响前面所进行的其他操作。在使用了u（或undo）命令后，紧接着使用redo命令（或选择[编辑][重做]菜单命令）恢复已撤消的前一步操作。单击“标准”工具栏中的“重做”按钮。

在某些状态下，AutoCAD可以在不中断某一命令的执行情况下执行另一条命令，这种可在其他命令执行过程中执行的命令称为透明命令。在执行透明命令时，必须在原命令形式前加一个撇号“'”。

使用透明命令

例如，在执行line命令过程中执行zoom命令，其命令行操作如下：

AutoCAD的很多命令都可以透明执行，对于具有透明执行功能的命令，当用户用鼠标单击相应的工具按钮时，系统可自动切换到透明命令的状态而无需用户手动输入该命令形式。使用透明命令时应注意如下几点：在命令行提示“命令:”状态下直接使用透明命令，效果与非透明命令相同。在输入文字时，不能使用透明命令。另外，AutoCAD不允许同时执行两条及两条以上的透明命令。四、坐标系和坐标值

任何物体在空间中的位置都是通过一个坐标系来定位的，坐标系是确定位置的最基本的手段。掌握各种坐标系的概念和创建以及正确的坐标数据输入方法，对于正确、高效地绘图是非常重要的。

选择[视图][显示][UCS图标][开]菜单命令，即可控制坐标系在绘图区中的显示。选择[视图][显示][UCS图标][特性]菜单命令，在打开的如图所示的“UCS图标”对话框中可对UCS坐标系图标的特性进行设定。

控制坐标系的显示

一般在建筑平面、立面、剖面设计绘图时，采用的是AutoCAD提供的缺省坐标系，用户不需单独设置。

“UCS图标”对话框中各选项含义如下：

UCS图标样式：在该栏中设定绘图区中显示的坐标系图标的类型，有二维和三维两种坐标系图标。选中复选框，表示如果选中单选项，则X和Y轴显示三维圆锥形箭头。如果不选中复选框，则显示二维箭头。可在“线宽”下拉列表框中设定坐标系图标的显示线宽。UCS图标大小：在该栏中拖动滑块可调整UCS坐标系图标的大小。UCS图标颜色：在该栏的“模型空间图标颜色”下拉列表框中设定模型空间中坐标系图标的显示颜色，在“布局选项卡图标颜色”下拉列表框中设定图纸空间中坐标系图标的显示颜色。

通过指定坐标的方式来指定点位置是绘图过程中最常用的一种拾取点方法，在AutoCAD中，按坐标系的定制对象不同，可以分为世界坐标系（WCS）和用户坐标系（UCS）；按照坐标值参考点的不同，可以分为绝对坐标系和相对坐标系；按照坐标轴的不同，可以分为直角坐标系、极坐标系、球坐标系和柱坐标系。

以输入坐标方式指定点

1.点的绝对坐标

●绝对直角坐标

直角坐标系是通过在二维平面中根据距两个相交的垂直坐标轴的距离来确定点的位置。每一个点的距离是沿着X轴、Y轴和Z轴来测量的，轴之间的交点称为原点（X,Y,Z）=（0,0,0）。

绝对坐标表示的是一个固定的点位置，它不会随任何实体的改变而改变。绝对坐标又分为绝对直角坐标和绝对极坐标。

绝对坐标的输入方法是以坐标原点（0,0,0）为基点来定位其他所有的点。用户可以通过输入（X,Y,Z）坐标来确定点在坐标系中的位置。在（X,Y,Z）中，X值表示此点在X方向到原点间的距离；Y值表示此点在Y方向到原点间的距离；Z值表示此点在Z方向到原点间的距离。若为二维平面，则可省略Z坐标值，如输入坐标点（50,10,0）与输入（50,10）相同。输入坐标时的逗号“,”是在英文状态下输入的，而不是中文逗号，且每次输入完点的坐标后必须按【Enter】键，以确认输入完毕。

●绝对极坐标

绝对极坐标是指点距原点之间的距离和角度。距离与角度之间用尖括号“<”分开，例如，要指定相对于原点距离为50，角度为30°的点，输入“50<30”即可。其中，角度按逆时针方向增大，按顺时针方向减小。如果要向顺时针方向移动，应输入负的角度值，如输入10<-50等价于输入10<310。

2.点的相对坐标

●相对直角坐标

相对直角坐标的输入方法是以某点为参考点，然后输入相对位移坐标的值来确定点，与坐标系的原点无关。它类似于将指定点作为一个输入点偏移。

相对坐标表示的是当前点相对于前一点的位置，它分为相对直角坐标和相对极坐标。

例如，“@45,13”表示输入点相对于前一点在X轴上移动45个绘图单位，在Y轴上移动13个绘图单位。“@”字符表示当前为相对坐标输入，它相当于输入一个相对坐标值“@0,0”。在输入相对坐标时，必须在坐标值前加“@”符号。

●相对极坐标

相对极坐标与绝对极坐标较为类似，不同的是相对极坐标是指定点距前一点之间的距离和角度。在极坐标值前要加上“@”符号。例如，要指定相对于前一点距离为23，角度为14°的点，输入“@23<14”即可。

五、控制视图显示

在AutoCAD中可以按1:1的比例来绘制任何对象，如一幢大厦高120m，在AutoCAD中仍然可以按实际尺寸将该建筑绘制出来。正是由于AutoCAD具有绘制任意大小图形的功能，因此，要求用户掌握视图显示控制的方法就显得尤为重要。

使用zoom命令或通过如图所示“缩放”工具栏即可快速调整视图显示。在AutoCAD中有如下几种视图显示控制方式：

调整视图显示的