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AutoCAD计算机绘图基础

计算机绘图是应用计算机及图形输入、输出设备，实现图形的绘制、显示和输出的应用技术。

计算机绘图的方法可分为不编程绘图和编程绘图。

编程绘图是通过建立数学（或几何）模型，使用计算机语言来编制绘图程序，输入有关参数（变量）后，计算机执行程序，并自动生成图形。

编程绘图也常称为参数式计算机绘图。

不编程绘图是使用计算机交互绘图软件，由操作者通过计算机的输入设备（键盘、鼠标等），输入各种绘图命令及数据，生成所需的图形。

在作图过程中，图形始终实时地显示在屏幕上。

操作者可以边画边改。

当获得满意的结果后，存入计算机或在绘图仪上输出。

目前国内外能够实现不编程绘图的软件很多。

其中由美国Autodesk公司开发的AutoCAD微型机交互式绘图软件自从1982年首次问世以来，经历了多次版本更新，功能越来越完善，使用越来越方便,目前已成为世界上应用最广的计算机辅助设计CAD（ComputerAidedDesign）的绘图软件。

从实用出发，以AutoCAD的基本功能为基础，介绍不编程计算机绘图的基本方法。

§1AutoCAD绘图软件和基本操作

一.AutoCAD2004中文版的用户界面

使用AutoCAD绘图的第一步是启动AutoCAD。

在Windows桌面上双击[AutoCAD2004]快捷图标

或选择[开始]→[程序]→[AutoCAD2004]就进入AutoCAD2004界面。

如图16-1所示。

用户界面是交互式绘图软件与用户进行信息交流的中介。

系统通过界面反映当前信息状态或将要执行的操作，用户按照界面提供的信息进行判断，输入下一步的操作。

因此用户界面被称作“人机对话窗口”。

AutoCAD2004的用户界面如图16-1所示。

它主要由菜单条、状态条、绘图区、命令行窗口以及工具条组成。

下面分别介绍这些组成部分的基本功能：

1.菜单条

菜单条位于屏幕的顶部，有11个菜单项。

这些菜单项包含了AutoCAD中绝大部分的命令。

用鼠标选取某一菜单项，即弹出该项目下的下拉菜单，在下拉菜单中又包含了一系列的命令和选项，点击其中的条目即可触发相应的操作命令；右边有黑色小三角的菜单项表示还有下一级子菜单，必须选择子菜单项中的命令，命令才可以执行；右边有“…”的菜单项，表示单击该项后将弹出一个对话框，与该命令有关的参数的设置将在对话框中进行。

2.状态行

状态行位于屏幕的底部，反映了当前的作图状态。

左端的数字动态地显示着光标所在位置（X、Y、Z坐标）；当用户将光标移到菜单上或工具条的按钮上时，状态条上将显示相应的功能提示；右端一排按钮用于设置并指示用户的工作状态（将在§3中介绍）。

3.绘图区

屏幕中央最大的窗口区域是绘图区。

该区域是绘制和显示图形的地方。

窗口左上角显示当前绘图文件名称。

绘图区的左下角有一坐标系图标，它表示当前所使用的坐标系的类型和方向。

使用窗口右边、下边的滚动条可使窗口内的图形上下和左右移动。

标题栏

菜单条

标准工具条

对象特征工具条

滚动条

滚动条

编辑工具条

绘图工具条

命令提示行

状态行

绘图区

辅助绘图工具栏gongju

图16-1AutoCAD2004中文版用户界面

4.命令行窗口

在绘图区的下方是命令行操作和提示的区域，用户键入的命令、数据以及AutoCAD发出的提示信息就显示在这个区域。

AutoCAD的命令提示符是“命令：

”，在这个提示符下面可以键入或从菜单中选择各种命令。

这个区域缺省显示只有3行，多行信息自动向上滚动。

用户也可以改变该区域的大小。

按F2键可以弹出一个比较大的文本窗口，用以显示更多的命令和提示。

5.工具条

为了方便用户使用，AutoCAD中的大部分命令还用各种形象的图标表示，单击这些图标就可以执行相应的命令。

图标按钮按其功能分类，组成各个工具条。

工具条可根据需要打开或关闭，其位置可以任意拖动。

常用的工具条在缺省状态下的位置如图16-1所示：

（1）标准工具条

标准工具条包含了微软办公软件MicrosoftOffice的一些标准操作和AutoCAD经常使用的各种基本操作。

这些操作将在后续章节中陆续介绍。

（2）对象特征工具条

对象特征工具条位于标准工具条的下方，该工具条中包含有图层控制、颜色控制、线型控制、线宽控制等内容，这些功能的操作将在§4中详细说明。

（3）绘图和编辑工具条

在这两个工具条中分别包含有常用的绘图命令和编辑命令。

这些是AutoCAD最基本的操作，是初学者首先要掌握的。

（4）

其它工具条

除上述工具条外，还有许多其它的工具条。

打开工具条的方法很多，这里只介绍其中之一。

当需要用到这些工具条时，将鼠标移到任一个工具条的任意地方，点击鼠标右键，弹出工具条菜单，如图16-2所示。

用鼠标左键单击相应的条目，在条目前面出现√，即打开该工具条。

用完后，点击右上角的×，即可关闭。

图16-2菜单工具条

二.AutoCAD2004的基本操作

1.命令的输入方法

AutoCAD是交互式绘图软件，对它的操作是靠命令实现的。

命令的输入有多种方式，各有其方便之处，分别说明如下：

（1）图标按钮方式

将光标移至工具条中要执行命令的图标上，单击鼠标左键，该命令即被输入并执行。

由于工具条就放在绘图区，点取其上的图标输入命令非常直观、简便、快速。

初学者常用这种命令输入方法。

但工具条不要一下子打开得太多，以免占据太多的绘图版面。

（2）下拉菜单方式

使用下拉菜单输入命令，首先应打开相应的菜单，在菜单中选择要执行的命令。

将鼠标放在该命令所在的位置，此刻该行命令名将增亮，单击鼠标左键，命令被输入并执行。

从菜单中输入命令与图标按钮方式是等效的。

下拉菜单中的命令比较全，有些命令图标工具条中没有。

（3）键盘输入方式

在命令提示符“命令：

”后面，键入命令的英文名称，然后按回车键或空格键命令即被执行，根据提示输入该命令所需的参数或子命令后，即执行该命令的功能。

但要记住各命令名的拼写，需要对该软件足够的熟悉。

除此之外，命令还可通过快捷菜单、功能键、控制键等方式输入。

（4）命令的重复

无论以上述那种方式输入了最后一条命令，都可以在“命令：

”提示符后面，键入回车或空格，该命令被重复执行。

（5）命令的中止

在命令的执行过程中，按键盘上的Esc键即可终止该命令。

系统重新回到等待接受命令的状态，即命令行显示“命令：

”提示符。

2.对话框的操作

在AutoCAD中有些命令在执行过程中，需要输入一些参数。

部分命令的参数是通过对话框设置的。

命令不同，对话框的内容也不相同。

用户应根据当前操作的需要，正确地给予回答。

回答的方法一般就是用键盘直接输入数据，或用鼠标左键选取相应的选择项，或点击按钮。

正确回答后，必须按[确认]按钮，才能生效。

3.文件操作命令

在AutoCAD系统中，用户所绘制的图形是以图形文件的形式保存的。

AutoCAD图形文件的扩展名为“.dwg”。

文件操作命令主要集中在菜单条中[文件]项的下拉菜单中以及标准工具条的前三项。

（1）创建一个新的图形文件（New）

在AutoCAD启动之初，系统将自动建立一个新的图形文件，文件名为“Drawing1.dwg”。

图形的初始环境，例如绘图单位、图层、栅格间距、线型比例等采用系统缺省设置。

用New命令，可以创建一个新的图形文件。

AutoCAD2004系统会弹出一个[选择样板]对话框，如图16-3所示。

所谓样板文件是将绘图时要用到的一些设置，预先用文件格式保存起来的图形文件，其后缀为dwt。

系统默认的初始设置在acad.dwt文件中。

AutoCAD还为用户提供了一批样板文件以适应各种绘图需要，这些样板文件放在template子目录中。

用户也可以创建自己的样板文件，还可以使用后缀为dwg的一般图形文件作为样板文件开始绘制新图。

图16-3选择样板文件对话框

（2）打开一个已有的图形文件（Open）

在文件菜单中选择[打开]命令，屏幕上显示一个:

[选择文件]对话框，用户可在[搜索]列表框中选择文件夹，然后在文件列表框中查找要打开的图形文件。

选定要打开的文件后，可通过[预览]窗口预览，按[打开]按钮即可打开一个已有的图形文件。

AutoCAD也可同时打开多个图形文件。

通过菜单条中的[窗口]进行切换。

（3）保存图形文件

对于绘制或编辑好的图形，必须将其存储在磁盘上，以便永久保留。

另外在绘图过程中为了防止在操作中发生断电等意外事故，也需经常对当前绘制好的图形进行存盘。

文件的存盘有以下两种形式:

①文件的原名存盘命令（Save）

AutoCAD把当前编辑的已命名图形文件以原文件名直接存入磁盘。

若文件未命名，则弹出[图形另存为]对话框，从对话框中[保存在]下拉列表中确定存盘路径，并在[文件名]框中输入图形文件名，然后单击[保存]按钮。

②文件的改名存盘命令（Saveas）

在文件菜单中选择[另存为]命令，同样弹出[图形另存为]对话框，从对话框中[保存在]下拉列表中确定存盘路径，并在[文件名]框中输入与原文件名不同的图形文件名，然后单击[保存]按钮。

4.退出AutoCAD系统（Quit）

当要退出AutoCAD系统时，在[文件]菜单中选择[退出]命令，或在命令行输入“Quit”。

或关闭窗口即可。

三.绘图环境的设置

1.图形单位设置（Units）

在AutoCAD中，图形的实体是用坐标点来确定其位置的，而坐标是以图形单位作为度量单位的。

在屏幕上两个坐标点（1，1）和（1，2）之间所绘直线的长度，就是一个图形单位。

图形单位是个抽象的长度单位，它可以代表毫米或英寸等。

AutoCAD系统默认的图形单位是毫米。

从[格式]的下拉菜单中，选择[单位]，屏幕上将弹出[图形单位]对话框，如图16-4所示。

在[长度]组合框内，[类型]栏中，有五种单位制式供选择，在[精度]栏中可设定图形单位的精度；同样，在[角度]组合框内，可设置角度的单位制式和精度。

土木工程图长度和角度的精度取整数即可。

[顺时针]复选框设置角度测量方向，不选时逆时针为正；[设计中心块的图形单位]框中的单位就是图形单位的物理含义。

[方向]复选框设置角度测量的起始方向。

对于初学者可先采用系统的缺省设置绘图。

图16-4[图形单位]设置对话框

2.绘图界限的设置（Limits）

该命令用于设置绘图范围的大小。

在菜单[格式]中选择[图形界限]，或在命令提示区中直接键入Limits即可进行图幅的设置和修改。

该命令还有两个选项：

ON：

打开图限检查，不允许在图幅范围以外绘图；OFF：

关闭图限检查，可以在设定的图幅以外绘图。

绘图环境的设置还包括图层、颜色、线型、线宽以及尺寸变量等，我们将陆续介绍。

§2常用的二维绘图命令

一.数据的输入

执行一条绘图命令必须输入一些必要的数据。

下面简要说明几种数据的输入方法：

1.点的定位

（1）键盘输入点的坐标：

点的坐标定位有三种方式：

绝对坐标、相对坐标和极坐标。

绝对坐标：

相对于坐标原点（0，0）的坐标。

在命令的提示下，输入X，Y坐标。

例如：

指定下一点：

100,50

表示该点的坐标为100，50。

相对坐标：

相对于前一个点的坐标，形式为：

＠X,Y。

＠后面的数字分别表示该点相对前一个点在X、Y方向上的位移分量。

例如：

前一个点的坐标是（100，50），下一个点：

指定下一点：

＠-20,50

该点的绝对坐标为80，100。

极坐标：

形式为半径＜角度或＠半径＜角度。

角度是半径与X轴的夹角。

在缺省状态下，逆时针为正，顺时针为负。

指定下一点：

50＜30或指定下一点：

＠50＜30

50＜30表示点与坐标原点的距离为50，该点与坐标原点的连线与X方向的夹角为30°；

＠50＜30表示点与前一个点在30°方向上的距离为50，该点与前一个点的连线与X方向的夹角为30°。

（2）用鼠标在屏幕上直接定点

移动鼠标的十字光标到达某个位置，按下鼠标左键，该点坐标即被输入。

为了使鼠标迅速、准确地输入点的坐标，AutoCAD2004还设置了辅助绘图工具，如光标捕捉、目标捕捉、自动追踪及点的过滤功能等，具体操作方法将在讲辅助绘图工具时详述。

2.角度的输入

在缺省的状态下，角度的大小是自X方向逆时针度量的，通常用度表示。

在相应的命令提示符下通过键盘键入。

3.距离的输入

AutoCAD有许多命令的输入提示要求输入距离的数值。

如Height（高度）、Width（宽度）、Radius（半径）、Diameter（直径）等。

当系统提示要求输入一个距离时，可以直接从键盘输入距离数值；也可以用鼠标指定两个点的位置，系统将自动计算距离，并以该距离作为要输入的数值接受。

4.关键字的输入

关键字大多出现在命令的提示行中，以大写字母的形式出现。

它表示命令可以有多种方式执行，由用户通过关键字选择。

如画圆弧的命令：

“命令：

_arc指定圆弧的起点或[圆心（C）]:

”

如果直接键入点，该点就是圆弧上的起点；若选择关键字“C”（大小写均可），再输入的点就是圆弧的中心点。

二.常用的绘图命令

任何复杂的图形往往可以分解为点、直线、圆、圆弧等基本的图形元素。

在AutoCAD中将这些基本的图形元素称为“Object”，译为“实体”或“图元”。

如果能够熟练地掌握这些图形元素的绘制方法，就能够方便、快速地绘出各种复杂的图形。

AutoCAD2004常用的绘图命令如表16－1所示。

读者可以在绘图区内练习各种命令，注意命令的提示信息。

本章将通过例题逐步介绍一些图元的画法。

表16－1常用绘图命令的图标及功能

图标

命令

功能

LINE（直线）

通过给定的两点绘制直线段

XLINE（构造线）

通过给定的点绘制无限长的直线

PLINE（多段线）

绘制可变宽度的多段直线或圆弧相连而成的图形

POLYGON（多边形）

绘制3～1024边的正多边形

RECTANG（矩形）

以输入的两点为对顶点绘制矩形

ARC（圆弧）

绘制一段圆弧

CIRCLE（圆）

绘制圆

REVCLOUD（修订云线）

连续创建多个不同半径的圆弧连接成的单一对象

SPLINE（样条曲线）

通过给定的点绘制样条曲线

ELLIPSE（椭圆）

绘制椭圆

ELLIPSE（创建椭圆弧）

绘制一段椭圆弧

INSERT（插入）

插入块

BLOCK（块）

定义块

POINT（点）

绘制点

BHATCH（图案填充）

在指定的区域内填充图形

REGION（面域造型）

定义面域

MTEXT（标注多行文本）

绘制多行文字，整个多行文字为一个单一对象

[例16-1]用键盘输入坐标方式绘制图16-5所示的五角星。

操作步骤：

在[绘图]菜单中，点取[直线]命令，在要求输入点的提示下，依次分别输入以下各点：

（1）

用绝对坐标输入第1点：

10,10

（2）用相对坐标输入第2点：

@50,0

（3）用极坐标输入第3点：

@50<-144

（4）用极坐标输入第4点：

@50<72

（5）用极坐标输入第5点：

@50<-72

（6）输入“C”，使得折线闭合。

在绘图中，常常需要得到准确的定位点。

当然直接输入坐标

值是一种办法，但计算坐标值往往很麻烦。

AutoCAD提供多种快速、图16-5五角星的画法

准确地找到某些特殊点的方法。

三.辅助绘图工具

AutoCAD提供了帮助画图的工具型命令，这些命令本身并不产生实体，但可以为用户设置一个更好的工作环境，帮助用户提高作图的准确性和绘图速度。

在用户界面上，将这些命令作为功能按钮集中显示在状态行的右侧，如图16-1所示。

用鼠标左键单击使按钮凹下，该按钮所表示的功能处于打开状态，相反则处于关闭状态。

当功能按钮有需要设置或修改的参数时，把光标放在该按钮上并单击鼠标右键，将弹出一个快捷菜单，选择其中[设置]选项后，弹出相应的[设置]对话框，可进行参数设置。

如[对象捕捉]的[设置]对话框如图16-6所示。

图16-6草图设置对话框

1．捕捉（Snap）

使用Snap命令可以生成一个在屏幕上虚拟的栅格，栅格的大小可以设置。

这种网格看不见，但Snap打开时，它会迫使光标的移动只能落在栅格点上，以确保光标输入的准确性。

当关闭时，它对光标无任何影响。

可以通过单击状态行按钮[捕捉]或按F9键打开或关闭栅格捕捉功能。

2．栅格（Grid）

栅格是在屏幕上显示的一个可见的参考点阵，它的作用如同使用方格纸画图一样，有一个视觉参考。

栅格显示的范围是由Limits命令设置的图形界限。

栅格只是一种辅助工具，不是图形的一部分，因此不会被打印输出。

可以通过单击状态行按钮[栅格]或按F7键打开或关闭栅格显示。

3．正交（Ortho）

当设置了正交模式后，将迫使所画的线平行于X轴或Y轴。

可以通过鼠标左键单击状态行按钮[正交]或按F8键打开或关闭正交模式功能。

4．对象捕捉（Osnap）

在作图时如果需要使用图形实体上的某些特殊点。

例如：

直线的端点、中点、圆心、切点、线与线的交点等，若直接用光标拾取，误差可能较大；若键入数字，又难以知道这些点的准确坐标。

目标捕捉功能可以帮助用户迅速而准确地捕捉到这些点。

使用目标捕捉有两种方法：

（1）单点捕捉

打开对象捕捉工具条，如图16-7所示。

在绘图命令的操作过程中，当需要使用某一特殊点时，单击捕捉工具条中的相应按钮，光标变成靶区，移动靶区接近实体，捕捉点被黄色标记显示出来。

按鼠标左键捕捉到实体上需要的类型点。

单点捕捉方式每次只能捕捉一个目标，捕捉完了即自动退出捕捉状态。

临从端中交外延圆象切垂平插节最无捕

时参点点点观长心限点足行入点近捕捉

追照交线点点线点点捉设

踪点点点置

点偏

移

图16-7单点捕捉工具条按钮

（2）对象捕捉方式

在图16-6[草图设置]对话框中的[对象捕捉]页里，设置目标捕捉的捕捉点，在要设置的捕捉点前单击鼠标左键，出现“√”即为已选择。

可以一次设置若干个捕捉模式。

在状态行中，若[对象捕捉]处于激活状态，则设置的目标捕捉一直可用，直到[对象捕捉]关闭。

在操作过程中，若需选择某特殊点时，将光标放在其位置附近，捕捉功能会自动找到所要的特殊点。

[例16-2]利用五边形绘制五角星。

由于五角星内接一个正五边形，也可以先画出一个正五边形，然后连接五边形的各顶点，画出五角星。

操作步骤：

①打开[正交模式]。

在[绘图]菜单中，点取[多边形]，输入边数：

5，如图16-8所示；

②设置捕捉方式：

将光标放在[对象捕捉]上并单击鼠标右键，选择[设置]项，在[设置]对话框中，选择[交点]（INT），或[端点]（END）。

按下[对象捕捉]按钮，打开自动捕捉功能；

③用[直线]命令，连接五边形的各对角线。

④删去正五边形。

图16-8五角星的画法

5．极轴追踪

使用极轴追踪功能可以在需要画一条指定角度的线时，按预先设定的角度增量，当光标移到该角度时，显示一条辅助线，用户可沿辅助线追踪画出。

图16-9极轴追踪设置对话框

[例16-3]过A点画一条30º的倾斜线段AB，AB长为100。

操作步骤：

①设置：

右键单击[极轴]按钮，选择[设置]，打开[草图设置]对话框，选择[极轴追踪]标签页，如图16-9所示。

在[极轴角设置]栏中输入需追踪的角度值，如30º。

②单击状态行中[极轴]按钮，使系统处于角度追踪状态。

③键入[直线]命令，以A为起点，当提示要求输入下一个点时，移动光标，当光标与A点的连线接近30º时，就出现了一条辅助线，并显示有追踪提示；

④在命令行键入线段长度值100，并回车，就画出符合要求的线段了。

如图16-10所示。

（a）（b）

图16-10用角度追踪定点

§3常用图形编辑命令

图形编辑是指对已有的图形进行复制、移动、剪切等操作。

绘图和编辑命令配合使用，可以灵活快速地画出复杂的图形。

图形编辑是对指定的实体进行操作，在执行编辑命令时，先要选择实体，这些被选中的实体构成了选择集。

这个过程称作构造选择集。

一.构造选择集

在命令执行的过程中，当需要构造选择集时，系统提示：

选择对象：

光标由十字变成一个方形的靶区光标，等待用户选取被编辑的实体。

选取目标常用的方式有以下几种：

（1）指点方式：

这是默认的方式。

此时将光标移到要选的实体上，按下鼠标左键，实体变成醒目的显示方式，意味着该实体已被选中。

（2）窗口方式：

如果鼠标点取的第一个点没有拾取到实体，系统会自动转到[窗口拾取]。

若拖动鼠标从左到右输入两点，以这两点为对顶点形成一个实线矩形窗口，完全落在窗口内的实体可被选中；若拖动鼠标从右到左输入两点，以这两点为对顶点形成一个虚线矩形窗口，部分落在窗口内的实体也可被选中。

（3）扣除方式：

如果要从已经被选中的实体中扣除某些实体不选，用“R”回答选取目标的提示，然后再用指点或窗口的方式指明需从选择集中移出的对象，此时这些实体又变成原来的状态。

（4）加入方式：

在使用了扣除方式后，键入“A”，系统又回到选取目标状态，可以继续选择要编辑的实体。

二.图形编辑命令

表16-2常用编辑命令的图标及功能说明

图标

命令

功能

ERASE（删除）

删除选择集中的实体

COPY（复制）

将选择集中的实体复制到指定的位置

MIRROR（镜像）

对选择集中的实体进行对称（镜像）变换。

OFFSET（偏移）

复制一个与指定实体偏移指定距离的新实体

ARRAY（阵列）

对选择集中的实体进行有规律的多重复制

MOVE（移动）

将选择集中的实体移动到指定的新位置

ROTATE（旋转）

将选择集中的实体绕定点旋转一定角度

SCALE（缩放）

将选择集中的实体在X和Y方向上按相同的比例系数放大或缩小

STRETCH（拉伸）

将选中实体的某一部分拉伸、移动和变形，其余部分保持不变

TRIM（修剪）

用指定的剪切边修剪所选定的实体

EXTEND（延伸）

使所选对象延伸至指定的边界上

BREAK（打断于点）

将直线段、圆、圆弧、多义线等在一点处断掉

BREAK（打断）

将直线段、圆、圆弧、多义线等断掉一段

CHAMFER（倒直角）

给多边形倒棱角

FILLET（倒圆角）

用圆弧连接直线、多段线等

EXPLODE（分解）

将块、尺寸及多段线矩形、多边形等分解为单个实体。

编辑命令的操作过程为：

输入编辑命令→在[选择对象]提示后选择实体（回车键结束选择）→对选中的实体集进行编辑。

编辑命令主要集中在下拉菜单[修改]及工具条[修改]中，其图标、命令名及功能如表16-2所示。

编辑命令应用实例：

[例16-4]画出如图16-11b所示图形。

操作步骤：

①绘图环境设置：

打开[对象捕捉]设置对话框，设置捕捉点为[中心点]、[端点]、[交点]；打开状态栏中[捕捉]、[栅格]、[对象捕捉]按钮，使系统处在光标捕捉状态；点击[视图]→[工具栏]→进入工具栏对话框，选择[对象捕捉]工具条，打开。

②绘图：

（1）用[绘图工具条]中[直线]命令画出两条互相垂直的直线；

（2）分别画出两个同心圆，圆心取在直线的交点处；

（3）用[多边形]命令画六边形；采用[I]的方式；

（4）用[圆]的命令画内切圆，圆心与其它圆同心，在提示输入半