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AutoCAD与MicroStation 在展览结构的应用比较(1)


当今,应用广泛的图形软件包莫过于Autocad了。作为通用图形软件,它可以直接用于绘图;作为支撑软件,它可以在其上开发应用软件。据Autocad的开发商Autodesk公司统计,在美国,Autocad大约有5000 种增值软件,几百万个用户。

提到Microstation,许多人并不知道,它大约在80年代末期,随着 Intergraph公司的图形软件进入中国。Microstation的知名度低,与它 进入中国的时间较晚有关,Autocad先入为主,占领了中国市场,据说在 美国及其它一些西方国家Microstation也占有相当份额的市场。

客观地说:Microstation和Autocad都是相同级别大型图形软件包。它们提供的许多功能相同或相似。当然,它们也有差异,也有各自的 优势及应用范围。

Microstation后来居上,其图形用户介面友好,易学易用,三维功能较强,有较强的外部数据库的链接能力,还有一定的图像处理功能。使用Microstation 从三维摸型的建立到真实透视图的渲染,在软件内部即可实现。

Autocad也不甘落后,在其R14,2000,2002版本中增加了许多新的功能和 特色。它在增强其三维功能的同时,也不断地改进用户界面, 从外形看与Microstation 相近。 Autocad的最大优势是大量的可供选用的增值软件。面向机械、土木建筑、图像处理、影视制作、GIS等CAD应用领域的应用软件往往 是用户选用Autocad的重要因素。Microstation也有自己的应用领域 如:GIS、土木建筑等等。

本文将从几个方面来比较两者的功能。对于两个软件都有的或相 似的功能,仅在前面罗列出来,不再细加说明。对于差异部分则分别说 明其优势。


二维绘图工具

二维绘图工具是复杂设计图形生成的基础,直接影响绘图的效率 。Microstation和Autocad都提供面向各种应用的二维绘图工具。其 中最主要的是点、线、园弧、曲线、文字、cell的生成工具。两者用 于生成这些基本图素的命令是相同或相似的,其不同之处为:

Microstation

复杂平面元素的产生比较方便,不仅提供多种类型的多边形平面元素,亦可用Chain命令自由形成由任意边数的直线或曲线构成的复杂多边形,如线串、弧、Bezer曲线等。Microstation把这种平面元素叫做Shape。shape既可合成也可分解。
 
曲线元素的类型较多,其中包括B-Spline、Stream、Conic、Sp iral、Helix及公式计算曲线及曲面剖切曲线等,一部分功能是用于三维造型的。
 

Autocad

Polyline可以连续画出由直线和弧线及曲线相连的多义线,用 于绘制闭合的或开口的复杂线串,并可生成平面多边形,配合Pedit命 令,Pline是一个用途广泛的多义命令,但命令较复杂。


图形的编辑与修改

对已建立图形的编辑与修改是用简单图形构成复杂设计的工具,移动、拷贝、镜像、转动、比例缩放、多元素的排列、复杂元素的拆散与合成、复杂线串的编辑与修改、平行线处理、折线的光滑处理、园角、图案填入、元素的布尔运算、对元素的拉伸与压缩、移动元素的顶点、改变元素的形状、色彩、层次、线宽、线型等。

比较Microstation和Autocad,可以看出,大部分命令是有对应关系的,但处理的方法和思路不尽相同,其差异部分说明如下:


Microstation

Fence用来选择一组要操作的元素,以便一次完成对一组元素的 操作,使用起来方便、直观,使用频度极高,是不可缺少的有用工具。 在每个编辑或修改命令的对话框中,均有是否使用Fence的开关,用于区别该命令是对一个元素还是对一组元素有效。打开Fence开关,则一次性实现Fence内所有元素的编辑或修改,Fence的有效范围也有inside、overlay、clip之分,灵活运用Fence功能是提高绘图效率的有效手段。

Chain与Drop是一对相反的命令,用于处理复杂元素,包括开口 和闭合的线串、多边形、图形组等,chain用于合成复杂元素,Drop用于拆散复合元素。
系统可以对B-spline各类特性参数重新设置或修改。

 
Autocad

Object Selection是选择一组(或一个元素)用以一次性的编辑 和修改的一种工具,类似于Microstation的fence,元素可以单个地选择,亦可用窗口圈定。用户可以使用不同的选择方式灵活选定各种元素。每个命令执行后自动进入对象选择方式,也可以在命令执行前预 选对象,亦可在命令执行中选择。该命令使用频度极高。

Select Filter是Autocad的独有功能,它可以根据元素的层次 、色彩、线型、坐标位置、几何尺寸等特性值选择一组相同特性的元素,如选择半径>3的一组园等。
Pedit是一个比较复杂但功能较强的命令,它不仅可以用来复合、编辑2D/3D线性元素,亦可用来编辑和生成光滑的3D曲线或曲面,对于初学者掌握起来有一定的难度。


视图控制

视图控制用于控制或操作设计图形在屏面上的显示方式,范围及多视图的布置,以便用户观察、修改或作其它处理。这是用户了解和控制设计图形的窗口,其界面是否友好直接影响设计质量及工作效率。三维绘图功能要同时显示多个视图(包括立体感强的透视图),对任意视图中设计对象的修改应能在其它视图中立即显现。
视图控制的主要功能有:

1.设计对象在视图中的位置及大小控制(如Windows,Zoom,Pan,Fit等);

2.多个视图的打开、关闭、布置及命名;

3.三维透视图的生成及变换;

4.视图的转动、拷贝及交换等。

Microstation与Autocad对视图控制的实现方法差别很大,虽然它们最后达到的目的是相同或相似的,但实施的方法却有很大的不同。 应该说Microstation在视图控制方面有很大的优势,它易于学习和掌握,比较直观,与人们习惯的手工绘图方式比较接近,对三维视图的控 制比较灵活。现分别说明如下。

Microstation

一旦打开设计文件(dgn),多视图立刻以上次退出前保存的格式 出现,视图以观察者的位置命名(如top、front、Right等)符合设计绘 图习惯。
对多视图的打开、关闭、排列、缩放由专用菜单统一控制,灵活自如,用鼠标点一下菜单即可改变视图的排列,可充分利用显示屏面 ,为设计者提供更好工作环境(如Casecade)。

设计对象在视图中的位置及大小的控制用Fit、Windows、Zoom 等命令直接操作,点到即行,操作简明扼要。fit的功能极好,能 变显示围及有效深度,便于在视图内寻找极小的设计对象。

Autocad

命令Tiled model用于多视图的布置及分配,可以把一个显示屏面分为3~4个视图区

每个视图可以用3D Viewpoint Presets指定为Top、front等。

每个视图可以用不同的方法转动或变换,形成可以从任何方向 观察的轴侧投影。

提供专用命令3D Dynamic View生成由目标点及相机指定的三维透视图。

Autocad有的命令功能非常强大,但学习起来有一定的难度,视图控制的内容是相当丰富的,包括用于绘图的图纸空间及透视图的生成。

三维造型

随着版本升级,Microstation与Autocad在三维造型功能方面都有了改进。三维造型不仅用于着色渲染,也为各类应用软件的分析计算提供了有力的支持。如新版本的Autocad和Microstation都支持实体造型及三维图形向二维图形的直接变换。在机械设计、结构分析、场 地布置、GIS、视象软件等许多应用领域中,都要求其支撑软件能提供功能强大的三维造型能力。可以说三维造型能力是衡量通用图形软件包优劣的重要技术标准。

从早期版本及命令菜单的结构看,Microstation的三维处理功能较强,有较丰富的三维造型命令及视图处理能力。而Autocad的R12,R13版本也增加了许多新功能,它们共同有的三维造型功能概述如下:

1. 三维图素的生成与修改:包括立方体、球及半球、圆柱及圆椎 、楔型块、圆环等。

2. 复杂曲面的生成工具:包括B-Spline、用二维直线或曲线运动形成三维曲面、网格曲面、边界定义曲面、剖切面、拉伸曲面、投影曲面、任意地形曲面等。
 

3. 三维图素的布尔运算及复杂三维模型的集成:复杂的三维模型 是由简单的图素组成的,如带有一个洞的立方体,可以用一个立方体和一个圆柱合成。Autocad和Microstation都提供多个实体的布尔运算 命令,用于复杂模型的集成。

4. 辅助坐标系统(Autocad叫做用户坐标系统):为了便于三维造型 ,Autocad和Microstation都提供一组命令用于定义一个新的坐标系统 ,简化三维造型操作。辅助坐标系统可大大提高绘图效率。已定义的 坐标系统,可以随时平移、旋转、并可命名存储,供后来调用。Microstation支持直角、圆柱、球形辅助坐标系统。

5. 适合三维造型的多视图处理功能:只有三维绘图,才要求从不同方向观察设计对象的多视图处理功能。这包括平行投影多视图的生成及变换、可视范围的指定、二维元素放置平面的设定以及由相机位置、目标点、视野确定的透视图的生成。

6. 透视图的生成(包括相机、焦距、视野的定位)及彩色渲染能力:包括各种复杂材料特质的处理。

7. 三维计算能力:如体积、质量、曲面面积、重心等。

8. 便于三维造型的捕捉、定位、搜寻等辅助工具。

9. 对于上述内容,Microstation和Autocad都有自己的处理方法及相应的命令,但测重面不同,多数用于二维处理的命令,也能用来做三维造型.

Microstation

三维多视图的处理比较直观,符合设计者的习惯。它的三维设计区域、可视区域、有效深度、显示深度等视图处理部分便于设计者三维造型,视图控制布置合理。
三维曲线、曲面的元素类型较多。三维曲线有B-Spline、Stream、Helix、Spiral、曲面剖切曲线、计算曲线等,其三维曲面的构成方法有八种之多。

着色渲染功能较强。在Microstation的内部,除了可以生成透视图外,着色方法较多(包括phone、立体phone、Antialias的边界平滑功能等9种),随软件还带有各种天然的或人工材料库。同时在相机特性、灯光种类、贴图处理、阴影处理、大气效应、简易动画功能等方面已具有许多专业着色软件的特性,可以在软件内部(不必购买专业软件)完成对设计对象的着色渲染处理。从而节省了用于购买色或动画软件的资金。

Autocad

视图处理功能是由几组命令来实现的,其中包括三维视图创建(如top,front视图等)、视点的定位与旋转、观察方向的指定等。其三维视图的动态处理功能独特。既可处理平行投影,也可以生成用于渲染的透视图。它提供一个直观的模拟对象用于调节各种透视图的参数,生成用户需要的透视图,但三维视图处理命令学习起来有一定的难度。

有几组功能强大的三维曲线或曲面生成命令。如polyline、pedit、3dface、3dmesh。这些命令较复杂,熟练的用户可以用它们生成复杂的模型。
用二维图形生成三维模型的功能较强,Autocad使用拉伸、投影 、转动、抬高等方法,可以生成三维模型。

 

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