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AutoCAD與MicroStation 在展覽結構的應用比較(1)


當今,應用廣泛的圖形軟件包莫過于Autocad了。作為通用圖形軟件,它可以直接用于繪圖;作為支撐軟件,它可以在其上開發應用軟件。據Autocad的開發商Autodesk公司統計,在美國,Autocad大約有5000 種增值軟件,幾百萬個用戶。

提到Microstation,許多人并不知道,它大約在80年代末期,隨著 Intergraph公司的圖形軟件進入中國。Microstation的知名度低,與它 進入中國的時間較晚有關,Autocad先入為主,占領了中國市場,據說在 美國及其它一些西方國家Microstation也占有相當份額的市場。

客觀地說:Microstation和Autocad都是相同級別大型圖形軟件包。它們提供的許多功能相同或相似。當然,它們也有差異,也有各自的 優勢及應用范圍。

Microstation后來居上,其圖形用戶介面友好,易學易用,三維功能較強,有較強的外部數據庫的鏈接能力,還有一定的圖像處理功能。使用Microstation 從三維摸型的建立到真實透視圖的渲染,在軟件內部即可實現。

Autocad也不甘落后,在其R14,2000,2002版本中增加了許多新的功能和 特色。它在增強其三維功能的同時,也不斷地改進用戶界面, 從外形看與Microstation 相近。 Autocad的最大優勢是大量的可供選用的增值軟件。面向機械、土木建筑、圖像處理、影視制作、GIS等CAD應用領域的應用軟件往往 是用戶選用Autocad的重要因素。Microstation也有自己的應用領域 如:GIS、土木建筑等等。

本文將從幾個方面來比較兩者的功能。對于兩個軟件都有的或相 似的功能,僅在前面羅列出來,不再細加說明。對于差異部分則分別說 明其優勢。


二維繪圖工具

二維繪圖工具是復雜設計圖形生成的基礎,直接影響繪圖的效率 。Microstation和Autocad都提供面向各種應用的二維繪圖工具。其 中最主要的是點、線、園弧、曲線、文字、cell的生成工具。兩者用 于生成這些基本圖素的命令是相同或相似的,其不同之處為:

Microstation

復雜平面元素的產生比較方便,不僅提供多種類型的多邊形平面元素,亦可用Chain命令自由形成由任意邊數的直線或曲線構成的復雜多邊形,如線串、弧、Bezer曲線等。Microstation把這種平面元素叫做Shape。shape既可合成也可分解。
 
曲線元素的類型較多,其中包括B-Spline、Stream、Conic、Sp iral、Helix及公式計算曲線及曲面剖切曲線等,一部分功能是用于三維造型的。
 

Autocad

Polyline可以連續畫出由直線和弧線及曲線相連的多義線,用 于繪制閉合的或開口的復雜線串,并可生成平面多邊形,配合Pedit命 令,Pline是一個用途廣泛的多義命令,但命令較復雜。


圖形的編輯與修改

對已建立圖形的編輯與修改是用簡單圖形構成復雜設計的工具,移動、拷貝、鏡像、轉動、比例縮放、多元素的排列、復雜元素的拆散與合成、復雜線串的編輯與修改、平行線處理、折線的光滑處理、園角、圖案填入、元素的布爾運算、對元素的拉伸與壓縮、移動元素的頂點、改變元素的形狀、色彩、層次、線寬、線型等。

比較Microstation和Autocad,可以看出,大部分命令是有對應關系的,但處理的方法和思路不盡相同,其差異部分說明如下:


Microstation

Fence用來選擇一組要操作的元素,以便一次完成對一組元素的 操作,使用起來方便、直觀,使用頻度極高,是不可缺少的有用工具。 在每個編輯或修改命令的對話框中,均有是否使用Fence的開關,用于區別該命令是對一個元素還是對一組元素有效。打開Fence開關,則一次性實現Fence內所有元素的編輯或修改,Fence的有效范圍也有inside、overlay、clip之分,靈活運用Fence功能是提高繪圖效率的有效手段。

Chain與Drop是一對相反的命令,用于處理復雜元素,包括開口 和閉合的線串、多邊形、圖形組等,chain用于合成復雜元素,Drop用于拆散復合元素。
系統可以對B-spline各類特性參數重新設置或修改。

 
Autocad

Object Selection是選擇一組(或一個元素)用以一次性的編輯 和修改的一種工具,類似于Microstation的fence,元素可以單個地選擇,亦可用窗口圈定。用戶可以使用不同的選擇方式靈活選定各種元素。每個命令執行后自動進入對象選擇方式,也可以在命令執行前預 選對象,亦可在命令執行中選擇。該命令使用頻度極高。

Select Filter是Autocad的獨有功能,它可以根據元素的層次 、色彩、線型、坐標位置、幾何尺寸等特性值選擇一組相同特性的元素,如選擇半徑>3的一組園等。
Pedit是一個比較復雜但功能較強的命令,它不僅可以用來復合、編輯2D/3D線性元素,亦可用來編輯和生成光滑的3D曲線或曲面,對于初學者掌握起來有一定的難度。


視圖控制

視圖控制用于控制或操作設計圖形在屏面上的顯示方式,范圍及多視圖的布置,以便用戶觀察、修改或作其它處理。這是用戶了解和控制設計圖形的窗口,其界面是否友好直接影響設計質量及工作效率。三維繪圖功能要同時顯示多個視圖(包括立體感強的透視圖),對任意視圖中設計對象的修改應能在其它視圖中立即顯現。
視圖控制的主要功能有:

1.設計對象在視圖中的位置及大小控制(如Windows,Zoom,Pan,Fit等);

2.多個視圖的打開、關閉、布置及命名;

3.三維透視圖的生成及變換;

4.視圖的轉動、拷貝及交換等。

Microstation與Autocad對視圖控制的實現方法差別很大,雖然它們最后達到的目的是相同或相似的,但實施的方法卻有很大的不同。 應該說Microstation在視圖控制方面有很大的優勢,它易于學習和掌握,比較直觀,與人們習慣的手工繪圖方式比較接近,對三維視圖的控 制比較靈活。現分別說明如下。

Microstation

一旦打開設計文件(dgn),多視圖立刻以上次退出前保存的格式 出現,視圖以觀察者的位置命名(如top、front、Right等)符合設計繪 圖習慣。
對多視圖的打開、關閉、排列、縮放由專用菜單統一控制,靈活自如,用鼠標點一下菜單即可改變視圖的排列,可充分利用顯示屏面 ,為設計者提供更好工作環境(如Casecade)。

設計對象在視圖中的位置及大小的控制用Fit、Windows、Zoom 等命令直接操作,點到即行,操作簡明扼要。fit的功能極好,能 變顯示圍及有效深度,便于在視圖內尋找極小的設計對象。

Autocad

命令Tiled model用于多視圖的布置及分配,可以把一個顯示屏面分為3~4個視圖區

每個視圖可以用3D Viewpoint Presets指定為Top、front等。

每個視圖可以用不同的方法轉動或變換,形成可以從任何方向 觀察的軸側投影。

提供專用命令3D Dynamic View生成由目標點及相機指定的三維透視圖。

Autocad有的命令功能非常強大,但學習起來有一定的難度,視圖控制的內容是相當豐富的,包括用于繪圖的圖紙空間及透視圖的生成。

三維造型

隨著版本升級,Microstation與Autocad在三維造型功能方面都有了改進。三維造型不僅用于著色渲染,也為各類應用軟件的分析計算提供了有力的支持。如新版本的Autocad和Microstation都支持實體造型及三維圖形向二維圖形的直接變換。在機械設計、結構分析、場 地布置、GIS、視象軟件等許多應用領域中,都要求其支撐軟件能提供功能強大的三維造型能力。可以說三維造型能力是衡量通用圖形軟件包優劣的重要技術標準。

從早期版本及命令菜單的結構看,Microstation的三維處理功能較強,有較豐富的三維造型命令及視圖處理能力。而Autocad的R12,R13版本也增加了許多新功能,它們共同有的三維造型功能概述如下:

1. 三維圖素的生成與修改:包括立方體、球及半球、圓柱及圓椎 、楔型塊、圓環等。

2. 復雜曲面的生成工具:包括B-Spline、用二維直線或曲線運動形成三維曲面、網格曲面、邊界定義曲面、剖切面、拉伸曲面、投影曲面、任意地形曲面等。
 

3. 三維圖素的布爾運算及復雜三維模型的集成:復雜的三維模型 是由簡單的圖素組成的,如帶有一個洞的立方體,可以用一個立方體和一個圓柱合成。Autocad和Microstation都提供多個實體的布爾運算 命令,用于復雜模型的集成。

4. 輔助坐標系統(Autocad叫做用戶坐標系統):為了便于三維造型 ,Autocad和Microstation都提供一組命令用于定義一個新的坐標系統 ,簡化三維造型操作。輔助坐標系統可大大提高繪圖效率。已定義的 坐標系統,可以隨時平移、旋轉、并可命名存儲,供后來調用。Microstation支持直角、圓柱、球形輔助坐標系統。

5. 適合三維造型的多視圖處理功能:只有三維繪圖,才要求從不同方向觀察設計對象的多視圖處理功能。這包括平行投影多視圖的生成及變換、可視范圍的指定、二維元素放置平面的設定以及由相機位置、目標點、視野確定的透視圖的生成。

6. 透視圖的生成(包括相機、焦距、視野的定位)及彩色渲染能力:包括各種復雜材料特質的處理。

7. 三維計算能力:如體積、質量、曲面面積、重心等。

8. 便于三維造型的捕捉、定位、搜尋等輔助工具。

9. 對于上述內容,Microstation和Autocad都有自己的處理方法及相應的命令,但測重面不同,多數用于二維處理的命令,也能用來做三維造型.

Microstation

三維多視圖的處理比較直觀,符合設計者的習慣。它的三維設計區域、可視區域、有效深度、顯示深度等視圖處理部分便于設計者三維造型,視圖控制布置合理。
三維曲線、曲面的元素類型較多。三維曲線有B-Spline、Stream、Helix、Spiral、曲面剖切曲線、計算曲線等,其三維曲面的構成方法有八種之多。

著色渲染功能較強。在Microstation的內部,除了可以生成透視圖外,著色方法較多(包括phone、立體phone、Antialias的邊界平滑功能等9種),隨軟件還帶有各種天然的或人工材料庫。同時在相機特性、燈光種類、貼圖處理、陰影處理、大氣效應、簡易動畫功能等方面已具有許多專業著色軟件的特性,可以在軟件內部(不必購買專業軟件)完成對設計對象的著色渲染處理。從而節省了用于購買色或動畫軟件的資金。

Autocad

視圖處理功能是由幾組命令來實現的,其中包括三維視圖創建(如top,front視圖等)、視點的定位與旋轉、觀察方向的指定等。其三維視圖的動態處理功能獨特。既可處理平行投影,也可以生成用于渲染的透視圖。它提供一個直觀的模擬對象用于調節各種透視圖的參數,生成用戶需要的透視圖,但三維視圖處理命令學習起來有一定的難度。

有幾組功能強大的三維曲線或曲面生成命令。如polyline、pedit、3dface、3dmesh。這些命令較復雜,熟練的用戶可以用它們生成復雜的模型。
用二維圖形生成三維模型的功能較強,Autocad使用拉伸、投影 、轉動、抬高等方法,可以生成三維模型。

 

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